基于蜂窝的窄带物联网的实现文献综述
2020-06-22 22:57:25
一、前言 万物互联的时代正以极其迅速的脚步走进我们的生活,据估计2020年大约有500亿台设备连接到互联网。
现在大量的物与物连接,是通过蓝牙、WiFi等短距离通信技术承载的,基于蜂窝通信技术(2G/3G/4G)的物联网设备由于终端设备功耗大、部署成本高等劣势,目前真正承载在移动网络上物与物的连接只占到连接总数的6%。
针对这种情况,为解决广覆盖和低成本、低功耗两难的问题,基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)[4]应运而生。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)[1]。
NB-IoT的设计目标包括低成本设备、高覆盖率(GPRS上的20分贝改进)、长设备电池寿命(10年以上)和巨大容量[12]。
二、发展和研究现状 标准化发展 为满足蜂窝物联网(IoT)需求,设计新的窄带蜂窝物联网(NB-IoT)接入系统在第 3代合作伙伴计划(3GPP)组织第69次全会中被提出[7]。
同时,由于市场对物联网业务需求紧迫,各运营商、设备厂商、芯片厂商纷纷积极推进窄带蜂窝物联网的标准化工作[11]。
15年11月3GPP RAN1#83会议明确了NB-IoT部署场景和空口技术。
NBIOT支持三种部署场景,如图1所示 图1. NB-IoT三种部署场景 (1)独立部署(Standalone) 不依赖LTE,与UMTS/LTE可以完全解耦。
适合用于重耕GSM频段,GSM的信 道带宽为200KHz,这刚好为NB-IoT 180KHz带宽辟出空间,且两边还有10KHz 的保护间隔。