关于窄带物联网NB-IoT前沿技术

下载后可任意编辑深度解析 LoRa 与 NB-IoT 的区别 一、引言 物联网应用需要考虑许多因素，例如节点成本，网络成本，电池寿命，数据传输速率(吞吐率)，延迟，移动性，网络覆盖范围以及部署类型等。可以说没有一种技术可以满足IoT 所有的需求。NB-IoT 和 LoRa 两种技术具有不同的技术和商业特性，所以在应用场景方面会有不同。这里会针对二者的区别进行阐述，并且对各自适合的应用场景进行说明。 二、频段，服务质量和成本 LoRa 工作在 1GHz 以下的非授权频段，故在应用时不需要额外付费。NB-IoT 和蜂窝通信使用 1GHz 以下的授权频段。处于 500MHz 和 1GHz 之间的频段对于远距离通信是最优的选择，因为天线的实际尺寸和效率是具有相当优势的。 LoRaWAN 使用免费的非授权频段，并且是异步通信协议，对于电池供电和低成本是最佳的选择。LoRa 和 LoRaWAN 协议，在处理干扰、网络重叠、可伸缩性等方面具有独特的特性，但却不能提供像蜂窝协议一样的服务质量(QoS)。据悉授权的 Sub-GHz 频段的竞拍，每 MHz 价格超过 5 亿美金。蜂窝网络和 NB-IoT 出于对服务质量(QoS)的考虑，并不能提供类似 LoRa 一样的电池寿命。由于 QoS 和高昂的频段使用费，需要确保 QoS 的应用场景推举使用蜂窝网络和 NB-IoT，而低成本和大量连接是首选项的话 LoRa 是不错的选择，如下图。 三、电池寿命和下行延迟 蜂窝网络设计的理念是最优的频段利用率，相应的就牺牲了节点成本和电池寿命。相反，LoRaWAN 节点是为了低成本和长电池寿命而生，在频段利用率方面有一定的欠缺。 关于电池寿命方面有两个重要的因素需要考虑，节点的电流消耗(峰值电流和平均电流)以及协议内容。LoRaWAN 是一种异步的基于 ALOHA 的协议，也就是说节点可以根据下载后可任意编辑具体应用场景需求进行或长或短的睡眠，而蜂窝等同步协议的节点必须定期地联网。例如，现在市面上的手机工作时每 1.5s 必须与网络进行同步。在 NB-IoT 中，这种同步变少但是仍然在定期进行，这样就额外的消耗了电池的电量。 在蜂窝网络中调制是充分利用频段的有效手段，但是从节点的角度这并不是有效的。蜂窝的调制(OFDM 或者 FDMA)需要一个线性的发射器来产生调制信号，而一个线性的发射器需要的峰值电流比非线性调制多几个数量级，越高的峰值电流会消耗电池更多的电量。 但同步的通信协议在较短的下行延迟方面具有优势，同时 NB-IoT 可以为需要大量数据吞吐量的应...