首款NB-IoT芯片詳細介紹

　　國際標準組織3GPP計劃在今年6月凍結并發(fā)布基于蜂窩網(wǎng)絡的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術標準NB-IoT。在標準公布后，華為收購的英國公司Neul將于今年9月底火速推 出NB-IoT商用芯片，這將會是業(yè)內(nèi)第一款正式商用的NB-IoT芯片，而且其芯片價格向短距離通信芯片價格靠近。萬物互聯(lián)的實現(xiàn)又添一大利器，物聯(lián)網(wǎng)普及腳步加速。

　　NB-IoT可以說是一種革新性技術。它支持海量連接、有深度覆蓋能力、功耗低，這些與生俱來的優(yōu)勢讓它非常適合于傳感、計量、監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應用，適用于智能抄表、智能停車、車輛跟蹤、物流監(jiān)控、智慧農(nóng)林牧漁業(yè)以及智能穿戴、智慧家庭、智慧社區(qū)等等領域。這些領域?qū)V覆蓋、低功耗、低成本的需求非常明確，目前廣泛商用的2G/3G/4G及其他無線技術都無法滿足這些挑戰(zhàn)。

　　許多人拿它與Wi-Fi、藍牙、Zigbee等無線技術相提并論，不過Wi-Fi、藍牙、Zigbee面向短距離互聯(lián)應用，而NB-IoT是長距離廣域的通信技術，兩者之間不在一個層級上，沒有可比性。物聯(lián)網(wǎng)的世界不可能一個標準打天下，短距離與長距離多種通信技術共存是最合理和最能解決問題的手段，而NB-IoT正是長距離物聯(lián)技術之中的佼佼者。

　　NB-IoT優(yōu)勢一：海量連接。NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50~100倍的接入數(shù)。舉個簡單的例子，某小區(qū)網(wǎng)絡由一個基站覆蓋，使用原有無線網(wǎng)絡只能支持每個家庭中5個終端接入，可能4個手機、1個平板電腦就占滿了，那么以后各種智能家電以及許許多多傳感設備需要聯(lián)網(wǎng)時就難以接入了。而NB-IoT至少提供50倍接入數(shù)量即250個終端接入，足以滿足未來智慧家庭中大量設備聯(lián)網(wǎng)需求。

　　優(yōu)勢二：深度覆蓋。NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發(fā)射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。利用這一優(yōu)勢，沃達豐的NB-IoT實驗局正在開展地下車庫指示的項目。傳統(tǒng)地下車庫內(nèi)導航定位系統(tǒng)網(wǎng)絡構建需要WiFi、藍牙等局域無線技術的支持，這個導航指示網(wǎng)絡也只限于本停車場使用。如果使用深度覆蓋的NB-IoT網(wǎng)絡，只需外掛定位模塊即可，而且可以構建跨區(qū)域的停車指示和導航。

　　優(yōu)勢三：超低功耗。低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應用一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是最本質(zhì)的需求。在電池技術無法取得突破的前提下只能通過降低設備功耗以延長電池供電時間。

　　通信設備消耗的能量往往與數(shù)據(jù)量或速率相關，即單位時間內(nèi)發(fā)出數(shù)據(jù)包的大小決定了功耗的大小。數(shù)據(jù)量小，設備的調(diào)制解調(diào)器和功放就可以調(diào)到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小。另外，為了進一步降低功耗，延長電池使用時間，NB-IoT引入了超長DRX（非連續(xù)接收）省電技術和PSM省電態(tài)模式。NB-IoT可以讓設備時時在線，但是通過減少不必要的信令和在PSM狀態(tài)時不接受尋呼信息來達到省電目的。這樣可以保障電池5年以上的使用壽命。

　　圖：NB-IoT引入了超長DRX（非連續(xù)接收）省電技術和PSM省電態(tài)模式降低功耗

　　優(yōu)勢四：低成本。低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設計要求低，小PA就能實現(xiàn);因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法……這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

　　據(jù)悉海思推出的NB-IoT芯片在硬幣大小的尺寸內(nèi)集成了BB和AP、Flash和電池管理，并預留傳感器集成功能。其中AP包含三個ARM-M0內(nèi)核，每個M0內(nèi)核分別負責應用、安全、通信功能，這樣在方便進行功能管理的同時降低成本和功耗，后續(xù)推出的芯片還將會集成Soft SIM，進一步降低成本。

　　優(yōu)勢五：穩(wěn)定可靠。NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡，即可與現(xiàn)有網(wǎng)絡基站復用以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡的語音和數(shù)據(jù)帶寬，保證傳統(tǒng)業(yè)務和未來物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務可同時穩(wěn)定、可靠的進行。以智能抄表應用為例，與采用有線PLC抄表數(shù)據(jù)回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數(shù)據(jù)成功回收率達99%，可靠性大幅提高。

????? 關于Neul：

　　2014年9月23日，通信設備制造企業(yè)華為投資2500萬美元收購了英國蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片和解決方案提供商——Neul公司。Neul 生產(chǎn)的無線電模塊，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信的核心部件，可應用在工業(yè)環(huán)境中。此次收購是華為在英國13億英鎊投資計劃的一部分，Neul將為華為的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展計劃提供核心技術，華為將以Neul為核心，進一步擴大在物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展，為客戶提供新服務和解決方案。

?