1、概念

窄帶物聯網（NarrowBandInternetofThings，NB-IoT），NB-IoT構建于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。

2、NBIOT的特點和目標

（1）超強覆蓋：相對GPRS來說，增加20db的信號增益。

（2）超低功耗：對于終端功耗的目標是：基于AA（5000mAh）電池，使用壽命可超過10年。

（3）超大連接：一個扇區能夠支持數萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構。

（4）超低成本：NB-IoT無需重新建網，射頻和天線基本上都是復用的。

二、NBIOT的省電技術

1、DRX模式

DRX（DiscontinuousReception）即非連續接收，是指終端僅在必要的時間段打開接收機進入激活態，用以接收下行數據，而在剩余時間段關閉接收機進入休眠態，停止接收下行數據的一種節省終端電力消耗的工作模式。

（1）在激活期，UE將打開接收機，尋呼信道，判斷是否有有下行業務。

（2）NB-IoT的DRX周期取值范圍為：1.28s，2.56s，5.12s或者10.24s。

（3）DRX周期時長確定后：

?激活期越長，則業務處理越及時，但接收機在同一個周期內工作時間長，UE耗電量越大。

?激活期越短，則UE越省電，但接收機在同一個周期內保持關閉的時間越長，業務時延越長。

2、eDRX模式

為了節省終端功耗，同時滿足一定下行業務時延的要求，3GPP引入了擴展DRX的概念（extendedDRX，eDRX）。

（1）在每個eDRX周期內，有一個尋呼時間窗口（PagingTimeWindow，PTW），UE只在PTW內按DRX周期監聽尋呼信道，以便接收下行業務，PTW外的時間處于睡眠態，不監聽尋呼信道，不能接收下行業務。

（2）eDRX周期長度、PTW窗口長度可配置，UE和運營商之間進行協商，以運營商下發給UE的值為準。

（3）eDRX周期的具體配置可查看3GPPTS24.008：

（4）尋呼窗口時間表：

3、PSM模式

PSM（PowerSavingMode）的技術原理非常簡單，在PSM該狀態下，終端射頻關閉，相當于關機狀態，終端非業務期間深度休眠，不接收下行數據，只有終端主動發送上行數據（MOData）時可接收IoT平臺緩存的下行數據。

（1）終端何時進入PSM狀態，以及在PSM狀態駐留的時長由核心網和終端協商。

（2）進入PSM模式，雖然UE不再進行接收尋呼消息，看起來設備和網絡失聯，但設備仍然注冊在網絡中，這樣當UE從休眠喚醒后就不需重新注冊網絡就可以進行數據收發。

（3）PSM想喚醒可通過外部喚醒或者周期自身喚醒，外部喚醒常用的是RTC中斷喚醒（如：MT2625采用外部RTC喚醒），周期喚醒的周期是核心網運行商配置給NB物聯卡，周期性的喚醒。

（4）PSM自動喚醒與RTC_ENIT外部喚醒區別：

A.在PSM狀態下，通過RTC_EINT喚醒后，如果系統沒有其他task，則會馬上重新進行PSM狀態。如果有其他task要執行，則會執行task，在執行完task之后，如果還未到周期自動喚醒，則會繼續馬上重新進入PSM模式。

B.如果是周期到了自動喚醒，則會維持Activetime后再重新進入PSM狀態。而ActiveTime可繼續業務的上行和下行。

（5）這里提一下MT2625，對于MT2625進入PSM狀態時，NB可能處于deepsleep或者deepersleep，若PSM周期為幾十分鐘比較短的時間則進入deepsleep，若PSM周期為十幾個小時比較長的時間則進入deepersleep。其他NB芯片還沒驗證過。

三、NBIOT的工作狀態

1、Connected（連接態）：

模塊注冊入網后處于該狀態，可以發送和接收數據，無數據交互超過一段時間后會進入Idle模式，時間可配置。

2、Idle（空閑態）：

可收發數據，且接收下行數據會進入Connected狀態，無數據交互超過一段時會進入PSM模式，時間可配置。

3、PSM（節能模式）：

此模式下終端關閉收發信號機，不監聽無線側的尋呼，因此雖然依舊注冊在網絡，但信令不可達，無法收到下行數據，功率很小。持續時間由核心網配置（T3412），有上行數據需要傳輸或TAU周期結束時會進入Connected態。

4、NB-IoT三種工作狀態一般情況的轉換過程可以總結如下：

（1）終端發送數據完畢處于Connected態，啟動“不活動計時器”，默認20秒，可配置范圍為1s~3600s;

（2）“不活動計時器”超時，終端進入Idle態，啟動及或定時器（Active-Timer【T3324】），超時時間配置范圍為2秒~186分鐘;

（3）Active-Timer超時，終端進入PSM狀態，TAU周期結束時進入Connected態，TAU周期【T3412】配置范圍為54分鐘~310小時。

（4）TAU周期指的是從Idle開始到PSM模式結束。

NBIOT的應用場景

1.公共事業：智能水表、智能水務、智能氣表、智能熱表。

2.智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾桶、智能窖井蓋。

3.消費電子：獨立可穿戴設備、智能自行車、慢病管理系統、老人小孩管理。

4.設備管理：設備狀態監控、白色家電管理、大型公共基礎設施、管道管廊安全監控。

5.智能建筑：環境報警系統、中央空調監管、電梯物聯網、人防空間覆蓋。

6.指揮物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產跟蹤、金融資產跟蹤。

7.農業與環境：農業物聯網、畜牧業養殖、空氣實時監控、水質實時監控。

8.其他應用：移動支付、智慧社區、智能家居、文物保護。
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