概述

背景

物联网（IoT，Internet of Things）是未来信息技术发展的重要组成部分，其 主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接，从而实现人机互连，物物互 连的智能化网络。根据物联网业务带宽、功耗、连接数的不同，可划分为三个 层次，如下图所示。 

物联网业务总体特征图

• 高速率业务主要指支持外接电源供电、对功耗无要求的业务（如视频监控、电子广告牌等）。
• 中等速率业务主要指支持外接电源供电、对功耗要求不严格的业务（如智能家居、传统车联网等）。
• 低速率业务主要指通过电池供电、要求超低功耗和超长待机时间，具有超大连接数，超低成本的业务（如无线抄表，工业传感等）

由于传统无线网络没有对物联网业务进行过专门设计和优化，因此无线数传功耗较大，成本较高，不适用于大连接、低速率、低功耗、低成本的物联网业务场景。3GPP针对此类物联网业务的特点，专门设计制定了NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）协议标准。

定义

NB-IoT采用全新的无线物联网络的空口技术，主要面向低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景。

增益

NB-IoT带来的价值如下：

• 频谱资源利用最大化

  NB-IoT支持Standalone、LTE Guardband和LTE In-band 3种部署方案，可充分利用运营商现有的频谱资源，提升频谱利用率。

• 支持大量低速用户

  NB-IoT基于低速率、低频次数据传输的M2M应用的业务模型，因此可以支持大量用户。

• 深度覆盖

  NB-IoT通过增加数据发送的重复次数和功率谱密度提升等技术，可获得更好的覆盖增强。

• 终端低功耗

  NB-IoT针对物联网业务特点，优化了协议栈，使得信息处理和信令交互过程得到简化，降低了终端耗电，延长了待机时间。

架构

NB-IoT的端到端系统架构如下图所示。

NB-IoT系统架构图

• NB-IoT UE：通过空口连接到eNodeB。
• eNodeB：主要承担空口接入处理和小区管理等相关功能，通过S1-lite接口与IoT核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。
• IoT核心网：承担与终端非接入层交互的功能，将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理。
• IoT平台：汇聚从各种接入网得到的IoT数据，根据不同类型转发至相应的业务应用进行处理。
• 应用服务器：是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。