NB-IoT的发展历程可追溯到2014年,为应对Sigfox等竞争技术,3GPP在GERAN工作组设立了窄带蜂窝物联网系统的研究项目。为引导更多公司参与研究,扩大影响力,3GPP于2015年9月将窄带物联网项目转至RAN工作组进行协议制订工作,并将立项之初存在的两大候选技术NB-CIoT方案与NB-LTE方案进行了融合,形成NB-IoT技术,为标准化的顺利开展奠定了基础,最终其核心部分于2016年6月顺利结项。NB-IoT技术可以满足LPWA应用需求,实现低成本、低功耗、广深覆盖、大连接,主要因为其在以下几方面做了技术优化:
(1)革新的空口技术。采用超窄带设计、重复发送等技术实现覆盖增强;采用新增模式实现功耗降低;采用低复杂度设计来降低成本。
(2)灵活多样的部署方式设计。独立频点Standalone方式、使用FDD LTE间带的 Guardband方式,使用FDD LTE系统资源的Inband方式。
(3)轻量级的核心网。优化端到端流程、简化协议栈、采用新的数据承载方式,构建新的计费模式,节省信令流程,提高数据传输效率。
(4)低复杂度、高集成度芯片设计。软件功能简化,如协议栈简化、无复杂外设控制等;硬件集成度提高。
按照覆盖距离以及可支持的传输速率来看,NB-IoT技术与其他物联网开发技术对比如下图。
物联网技术支持的覆盖距离及速率
按照覆盖距离以及功耗来看,NB-IoT技术与其他物联网技术对比如下图。
物联网技术支持的覆盖距离及功耗