物聯網(IoT)已經開始走入現實,到2020年,預計將有數十億的服務和設備實現隨時隨地互聯。
智能家居、可穿戴設備、智慧城市、智慧醫療、智慧交通、智慧農業和智能儀表等等,各種新應用層出不窮,推動新業務模式飛速發展。為了支持物聯網的進一步發展,移動行業開發了新的無線接入技術,其中包括低功耗廣域網(LPWAN)。這項技術能夠更好地支持這些設備和其應用的特征和要求。3GPP在2014年開始推動一項標準化任務,窄帶物聯網(NB-IoT)是這項工作的成果。作為3GPP第13版標準的一個組成部分,窄帶物聯網技術規范的首個版本在2016年6月凍結并發布,旨在支持具有以下要求的類似應用:–優化在現有LTE空中接口之上的網絡體系結構–更佳的部署靈活性–擴大的室內覆蓋范圍(與GSM相比+20dB)–支持數量龐大的雙向通信設備(數據傳輸速率僅為幾十kbps)–低成本設備(單價低于5美元)–低功耗(電池使用壽命超過10年)窄帶物聯網是一種新型無線接入技術,雖然與現有的3GPP設備不兼容,但是其繼承了LTE的很多特征,例如頻帶、物理層基礎、參數值定義和高層復用(NAS、RRC、RLC和MAC過程)。但是,必須注意的是,因為其帶寬減少到180kHz(加上防護頻帶為200kHz),所以需要創建與LTE不同的新物理信道和程序。與其他物聯網技術一樣,此應用的終極目標就是更大的覆蓋范圍和更低的功耗。為了減少設備復雜性和成本,它不支持很多基礎LTE功能,例如空間復用、載波聚合、演進的多媒體廣播組播業務(eMBMS)和雙連通性。也不支持高層服務,例如IP多媒體子系統(IMS)。在現有LTE空中接口之上優化的網絡體系結構雖然窄帶物聯網與現有3GPP設備不兼容,但它仍然繼承了很多LTE特征,例如物理層基礎和高層體系結構。唯一實現標準化的雙工模式是頻分雙工(FDD);因此,上行鏈路和下行鏈路使用不同的頻率。目前,窄帶物聯網沒有時分雙工(TDD)版本,而3GPP在短期內也沒有計劃定義該版本。為了減少設備復雜性和成本,3GPP制定了三個主要的設計決策。首先,窄帶物聯網遵照半雙工設計,這樣就無需使用昂貴的雙工器濾波器來分離發射和接收鏈路;您可以使用開關代替。其次,不支持MIMO,特別是空間多路復用技術,因此用戶設備(UE)僅需要實施一個接收機鏈路。最后,非常重要的一點是,信道帶寬僅為180kHz,這減少了整體平臺成本??傊?,窄帶物聯網NBIoT是一項新興的3GPP窄帶無線技術,其優點是可以充分利用現有的蜂窩基礎設施。這項新技術將促使物聯網實現長足增長,在不同領域催生各類物聯網應用。窄帶物聯網設計挑戰窄帶物聯網設備和系統要求經過嚴格的測試,以確保高度的可靠性,避免意外故障。下列是窄帶物聯網面對的一些設計挑戰:搜浪信息科技發展(上海)有限公司 備案號:滬ICP備17005676號