窄带物联网-NB-IOT技术讲解.pdf

目录 一 物联网现状 二 NB‐IoT与eMTC 物联网 三 NB‐IoT的组建方式和优势 四 NB‐IoT的经典应用—OFO共享单车 一物联网现状 物联网（IoT）是目前发展十分快速的一个新兴行业 物联网技术在行业应用比例逐年提高 物联网业务比例虽然还小，但增长迅速 LPWA （Low Power Wide Area ）类业务：物联网世界存在⼤量的传感类、控制类连接需求， 这些连接速率要求很低，但对功耗和成本⾮常敏感，且分布很⼲、海量，现有3G/4G技术 从成本上无法满⾜需求；目前2G虽然已在承担⼀部分对功耗要求相对不⾼的业务需求， 但明显还有⼤量需求无法满⾜，也不是长期发展的⽅案 目前在3GPP规范中有三种关于物联网的无线连接技术，一种是NB‐IoT(窄带物联网)， 第二种是ECGSM，第三种是eMTC 。ECGSM是基于GSM(2G)技术的。 由于GSM网络慢慢的退化，本文中不在讲解ECGSM。 物联网技术是低功耗广域网（LPWAN）的天下，NB‐IoT与eMTC 同属低功耗广域 网技术，两者在技术上互有优劣。 二NB‐IoT与eMTC 物联网 NB‐IoT：窄带物联网（Narrow Band Internet of Things ） eMTC：LTE‐M，即LTE‐Machine‐to‐Machine，是基于LTE演进的物联网技术， 在R12中叫Low‐Cost MTC，在R13中被称为LTE enhanced MTC ，即eMTC，旨在基于现有的 LTE载波满足物联网设备需求。 注：R12与R13区别请参考《LTE小基站优化：3GPP演进到R13》 当然我们只知道低功耗是NB‐IoT、eMTC这两种窄带LPWA技术的核心特点之一，那么他们 是怎么做到低功耗的呢? PSM、eDRX可以说是NB‐IoT和eMTC低功耗的左膀右臂。 1. 什么是PSM(Power Saving Mode) PSM即低功耗模式，是3GPP R12引入的技术，其原理是允许UE在进入空闲态一段时间后， 关闭信号的收发和AS(接入层)相关功能，相当于部分关机，从而减少天线、射频、信令处 理等的功耗消耗。 UE在PSM期间，不接收任何网络寻呼，对于网络侧来说，UE此时是不可达的，数据、 短信、电话均进不来。只有当TAU周期请求定时器(T3412)超时，或者UE有MO业务要处 理而主动退出时，UE才会退出PSM模式、进入空闲态，进而进入连接态处理上下行业务。 TAU周期请求定时器(T3412) 由网络侧在ATTACH和TAU消息中指定，3GPP协议规定默认为 54min，最大可达310H 。那么UE处理完数据之后，什么时候进入PSM模式呢?这是由另一 个定时器Activer Timer(T3324 ，0‐255秒)决定的。UE处理完成数据之后，RRC连接会被释 放、进入空闲态，与此同时启动Active Timer ，此Timer超时后，UE即进入上述PSM模式。 2. eDRX(Extended DiscontinuousReception) eDRX即非连续接收，是3GPP R13引入的新技术。R13之前已经有DRX技术，从字面上即可 看出，eDRX是对原DRX技术的增强：支持的寻呼周期可以更长，从而达到节电目的。 eDRX的寻呼周期由网络侧在ATTACH和TAU消息中指定(UE可以指定建议值)，可为20s， 40s ，80s，…最大可达40min 。相比以往1.28s/2.56s等DRX寻呼周期配置，eDRX耗电量显然 低很多。 PSM和eDRX虽然让终端耗电量大大降低，但都是通过长时间的“罢工”来换取的， 付出了实时性的代价。对于有远程不定期监控(如远程定位，电话呼入，配置管理等)需求 且实时性要求很高的场景，不适合开启PSM功能;如果允许一定的时延，最好采用eDRX技术、 并将eDRX寻呼周期设的尽量短些(根据可接受的时延要求，最短为20s，…)。 UE可在ATTACH和TAU 中请求开启PSM或(和)eDRX，但最终开启哪一种或两种均开启、 以及周期是多少均由网络侧决定。 伴随移动通信技术的不断发展，全球物联网即将迎来快速的发展。在国际运营商 中，ATT 、Verizon 、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica 、Te