摘要:NB-IoT作為LPWAN(低功耗廣域網)的新興技術,目前已經逐漸的完善發展。本文主要介紹了nb-iot芯片餓廠家匯總以及nb-iot芯片特點為中心而做出的結論。
NB-IOT全稱為NarrowBand-Internet of Things,窄帶物聯網。屬于物聯網范疇的一種技術。NB-IoT作為LPWAN(低功耗廣域網)的新興技術,因為具有低功耗、低成本、廣覆蓋、海量節點等優勢,并且在授權頻段可以與2G、3G無縫連接而被運營商所青睞且接受。特別是到了2017年,據統計全球有50多個運營商都在布局NB-IoT,華為、高通、中興微等芯片廠商也在積極推動,可見NB-IoT芯片、網絡、部署產業鏈各環節都在發力。
為什么NB-IoT會出現?
據預測,2016年全球將會使用64億個物聯網設備每天將有550萬個設備連網,而“萬物互聯”實現的基礎之一在于數據的傳輸,不同的物聯網業務對數據傳輸能力和實時性都有著不同要求。
根據傳輸速率的不同,可將物聯網業務進行高、中、低速的區分:
高速率業務:主要使用3G、4G技術,例如車載物聯網設備和監控攝像頭, 對應的業務特點要求實時的數據傳輸;
中等速率業務:主要使用GPRS技術,例如居民小區或超市的儲物柜,使用頻率高但并非實時使用,對網絡傳輸速度的要求遠不及高速率業務;
低速率業務:業界將低速率業務市場歸納為LPWAN(Low Power Wide Area Network)市場,即低功耗廣域網。目前還沒有對應的蜂窩技術,多數情況下通過GPRS技術勉力支撐,從而帶來了成本高、影響低速率業務普及度低的問題。
也就是說目前低速率業務市場急需開拓,而低速率業務市場其實是最大的市場,如建筑中的滅火器、科學研究中使用的各種監測器,此類設備在生活中出現的頻次很低,但匯集起來總數卻很可觀,這些數據的收集用于各類用途,比如改善城市設備的配置等等。
而NB-IoT就是一種新的窄帶蜂窩通信LPWAN(低功耗廣域網)技術,可以幫助我們解決這個問題。
NB-IOT芯片特點:
1.頻譜窄:200kHz;
2.終端發射窄帶信號提升了信號的功率譜密度,提升了信號的覆蓋增益,并且提升了頻譜利用效率;
3.0相同的數據包重復傳輸也可獲得更好的覆蓋增益;
4.另外該技術降低了終端的激活比,降低了終端基帶的復雜度。
5.NB-IOT四大能力:廣覆蓋,海量連接,更低功耗,更低芯片成本。
6.NB-IOT基于現有蜂窩網絡的技術,可以通過升級現網來快速支持行業市場需求,成為GUL網絡上的第四種模式。
NB-IoT芯片優點:
1.廣覆蓋
NB-IoT技術能實現比GSM好20dB以上的覆蓋增益,覆蓋面積擴大100倍,在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。
上行工具譜密度增益17dB(NB-IoT的200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE的200mw/180kHz)
2-16倍的重傳機制增益3-12dB(付出時延代價,10s,但業務允許)
編譯碼增益3-4dB
2.大連接
NB-IoT單扇區支持5萬個連接,比現往高50倍(2G/3G/4G分別是14/128/1200),目前全球有約500萬個物理站點,假設全部署NB-IoT,每站點三扇區可接入的物聯網終端數將達4500億個。
窄帶技術:上行等效功率36信道*23dBm,提升信道容量
減少空口信令開銷,提升頻譜效率
基站優化:獨立的準入擁塞控制與終端上下文信息存儲
核心網優化:終端上下文存儲與下行數據緩存
3.低功耗
NB-IoT終端如每天發送一次200Byte報文,AA電池待機時間10年
單次的速傳時間縮短了
終端99%的時間都工作在節能模式(PSM),這個節能模式和手機的節能模式不一樣,終端仍然注冊在網,但信令不可達。終端處于深度睡眠,99%的時間終端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的時間比較長,能減少終端監聽網絡的頻度。
因為物聯網不像手機那么位置變化那么快,所以移動性的管理可以簡化。
4.低成本
目前單個模塊做出來的成本不會超過5美元,目標是要做到1美元左右。
180kHz窄帶,降低芯片復雜度;
簡化協議棧(500Byte),減少片內Flash/RAM;
5.低采樣率
峰均比低,單片SOC內置23dBm發射功率的功效。
最全的NB-IoT芯片廠商
1、華為
5 月15 日,華為表示由臺積電代工的NB-IOT 芯片(Boudica 系列)將在6 月大規模發貨,由ublox、移遠合作提供NB-IoT商用模組。Boudica 120 計劃月發貨能力在百萬片以上,Boudica150 芯片預計2017Q4 大規模發貨。目前,華為公司已經與40 多家合作伙伴、20 余種產業業態展開合作,到2017 年底將在全球范圍內支持30張NB-IOT 商用網絡,加速促進NB-IoT 技術在智能表計、共享單車、智慧家庭、水污染監測以及車聯網等領域的規模化商用。
2、高通
在高通看來,物聯網多模是趨勢,NB-IoT與eMTC這兩項技術將相互補充。如果采用全球NB-IoT+eMTC雙模的方式,將會充分發揮兩種技術的優勢,彌補雙方的不足。
為此高通推出了可以支持eMTC/NB-IoT/GSM的多模物聯網芯片MDM9206。這款芯片憑借單一硬件就能實現對于eMTC/NB-IoT/GSM的多模支持,用戶可以通過軟件進行動態連接選擇。同時集成的射頻可以支持15個LTE頻段,基本可以覆蓋全球大部分區域。其優勢就在于通過單個SKU解決了全球運營商及終端用戶的多樣的部署需求,具有高成本效益、快速商用、可通過OTA升級保障等優勢。
3、RDA
銳迪科NB-IoT芯片RDA8909,支持2G、NB-IoT雙模,RDA8909符合3GPP R13 NB-IoT標準,還可以通過軟件升級支持最新的3GPP R14標準。另一款支持eMTC、NB-IoT和GPRS的三模產品RDA8910也在準備中,預計將于2018Q2量產。
4、中興微電子
中興微電子NB-IoT的芯片是Wisefone7100。據稱,Wisefone7100內部集成了中天微系統的CK802芯片。預計2017年Q2上市,暫無進一步消息。
5、Intel
芯片型號為XMM 7115,支持NB-IoT標準。預計2016年下半年會提供樣品。XMM 7315,支持 LTE Category M和NB-IoT兩種標準,單一芯片集成了LTE 調制解調器和 IA 應用處理器。預計2017年商品化。
6、Nordic
nRF91系列是Nordic的NB-IoT蜂窩技術產品。預計2017年下半年提供樣品,2018年供貨。
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