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物联网行业报告:NB-IoT正式跻身5G标准(23页)

行业报告下载 2020-08-12 1 管理员

NB-IoT 接棒 2G 市场并逐步对其进行替代。一直以来,NB-IoT 产业化最大的阻力来自 2G 网络。2G 在中国经过十几年的发展,已建成全球最优质的网络,覆盖广度和深度能 保证用户随时随地接入,产业生态发展完善且硬件成本低廉。然而从全球运营商市场发 展趋势来看,运营商关闭 2G 网络将成为定局。2G 网络通信正在退出历史舞台后,数以 亿计的联网设备需要新的方案来填补空白。根据蜂窝物联网连接的分布图显示:未来低 速率、高时延、广覆盖应用场景占据物联网连接的 60%,比如传感器、计量表、智慧停 车、物流运输、智慧建筑等;而高带宽、低时延的 4G、5G 网络仅占到总连接的 10%左 右,主要应用于视频监控、数字医疗、车载导航等对实时性要求较高的业务;另外 30% 的场景为中低速率的物联网设备,主要应用于 POS、智慧家居、储物柜等高频使用但对 实时性要求低的场景。由此可见,NB-IoT 主要针对 60%的低速率广覆盖场景,接棒 2G 市场并逐步对其进行替代。

相对 2G 网络,NB-IoT 覆盖增强,功耗及成本降低。NB-IoT 速率较低,时延高达 10s, 适用于移动性支持不强,自动上报,操作简单的低功耗设备。在 PSM(Power Save Mode) 模式下平均电流只要 6.7uA,将 NB-IoT 设备电池寿命可以提高至少 10 年。未来各行各 业都将积极推进用 NB-IoT 取代 2G 物联,NB-IoT 新增连接数量快速增长。此外,NB-IoT 面向 5G 演进成为 mMTC 物联发展首选,满足中长期演进需求。NB-IoT 最大可支持下行 2048 次重传,上行 128 次重传。数据重 传可以增加信号覆盖的范围,但同时导致时延的增加,影响信息传递的实时性。 此外,NB-IoT 上下行控制信息与业务信息在更窄 LTE 带宽中发送,可以实现单 位频谱上的信号增强,使 PSD(功率谱密度)增益更大。和 GSM 相比,NB-IoT 终 端功率谱密度提高 7dB。增加功率谱密度有利于网络接收端的信号解调,提升了 上行无线信号在空中的穿透能力。 (2) 降低功耗:PSM(省电模式)和 dDRX(不连续接收)技术使 NB-IoT 功耗降低。 在 PSM 模式下,终端设备的通信模块进入空闲状态一段时间后,会关闭其信号 的收发以及接入层的相关功能。当设备处于这种局部关机状态的时候,即进入了 省电模式-PSM。PSM 适用于那些几乎没有下行数据流量的应用。云端应用和终 端的交互,主要依赖于终端自主性地与网络联系。在 eDRX 模式下,终端可以断 断续续接收信号以达到省电的目的。相比较 PSM 模式,eDRX 空闲状态的分布密 度更高,终端对寻呼的响应更及时,适用于有下行数据传送需求的场景。

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