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NB-IOT原理及测试ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试IOT市场趋势IOT主要无线技术NB-IOT需求背景CIOT市场NB-IOT技术优势NB-IOT技术优点内容ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试3GPP主要IOT技术参数对比NB-IOT vs. eMTCıeMTC can only be deployed within LTE system, while NB-IoT has more flexibility as it can be deployed in-band, guard band and standalone.ıNB-IoT can support up to 200k devices per cell per 200kHzıNB-IoT uplink transmission (3.75kHz, 15kHz) is much more efficient than eMTC wideband uplink transmissionıNB-IoT has about 6.3dB better coverage than eMTC内容ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试NB-IOT系统带宽NB-IOT部署模式NB-IOT多载波模式NB-IOT 100kHz raster offset for in-band例如对于10MHz带宽的LTE，NB-IOT既不能占用同步和广播信道所在的PRB，又要满足100kHz raster要求，因此其带内NB-IOT只能位于4, 9, 14, 19, 30, 35, 40, 45号PRB，而且要做2.5kHz offsetNB-IOT raster offset indicated by NB-MIB PRB indexing for NB-IoT in-band operationıPRB indexing offset is from the middle of the LTE system ı5 bits are used to indicate the index as given in the tableNB-IOT双工模式ı只支持half-duplex FDD type BNB-IOT双工方式的优点ı降低了终端成本和功耗内容ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试NB-IOT Downlink OFDM参数ı下行基于OFDMAıFF点数=128ı基带采样速率1.92MHzı子载波间距15kHzı有效带宽180kHz=1PRBıCP length=10/9 samplesNB-IOT时隙结构和RE资源ı只支持kHz∆f15=NB-IOT Downlink 基带信号()()⎣⎦⎡⎤∑--=-∆+⋅=-12/2/)2/1(2)(,)(RB sc RB sc s ,CP )(N N k T N t f k j p l k p l l e a t s π()()⎣⎦()⎡⎤∑∑=-∆--=-∆⋅+⋅=+-2/12)(,12/2)(,)(RB sc DL RB s ,CP )(RB sc DL RB s ,CP )(N N k T N t f k j p l k N N k T N t f k j p l k p l l l eae a t s ππNB-IOT Downlink 基带信号：LTE Downlink 基带信号：NB-IOT 和LTE 基带信号差别：NB-IOT 下行基带使用了DC 载波并且具有频域具有半载波频移以降低射频链路直流泄露的影响，与LTE 的上行基带处理方式类似NB-IOT物理信道NB-IOT下行物理信道和物理信号NB-IoT: Broadcasting of System InformationıMaster information broadcast and system information broadcast are supported for NB-IoT ıOperations:-In-Band : SIB for resource management required (coexistence with LTE Band)-Standalone / Guard Mode : No need for resource management (static scheduling)ıIt contains information required to acquire SIB1ı(TBS, repetitions, like eMTC schedulingInfoSIB1-NB)ı1 bit for indicating access barring (AB) activation/deactivationıAdded systemInfoValueTag(indicates changes of SIB1 or SI messages,ı24hrs after last successful validation, system information is declared invalid)ıThe 4 most significant bits of NB-IoT SFN are indicated in NB-MIBı4 bits are used to indicate NB-SIB1 scheduling information in NB-MIBıThe number of NB-RS ports (1 or 2) is indicated by NB-PBCH CRC masking ı(all 0’s for 1 port, and all 1’s for 2 ports, as in the current spec for LTE CRS)ıThe number of LTE CRS ports is indicated by NB-MIBıRaster offsetıThe deployment mode is indicated by NB-MIB: 2 bits indicating:00: In-band mode when the same PCI indicator is true01: In-band mode when the same PCI indicator is false10: Guard band mode11: Stand-alone modeLTE PBCH TTI为40ms，频域占用中心72个子载波，时域为Slot1的前4个符号NB-IoT: System Information Block Type 1ıSIB1-NBCell access/selection, other SIB schedulingControl region size (no PCFICH) for in-band case (guard band and standalone =0)NPDCCHıA narrowband physical control channel is transmitted on an aggregation of one or two consecutive narrowband control channel elements (NCCEs), where a narrowband control channel element corresponds to 6 consecutive subcarriers in a subframe where NCCE 0 occupies subcarriers 0 through 5 and NCCE 1 occupies subcarriers 6 through 11. The NPDCCH supports multiple formats as listed in Table 10.2.5.1-1. For NPDCCH format 1, both NCCEs belong to the same subframe.ıOne or two NPDCCHs can be transmitted in a subframe.ıIn LTE 1*CCE=9*REG=36*RENB-IOT NPDSCHıThere are two NB-IoT downlink transmission schemes defined in all operation modes:• Single antenna port (port 0)• Two antenna ports (ports 0 and 1), using transmit diversity, i.e. SFBCıSame transmission scheme is applied to NPDCCH, NPBCH, and NPDSCHNB-IoT: NPSS()()()10,...,1,0,111=⋅=+-nelSn dn un jl π()()13,...,3SSNB-IoT: NSSSNRSNB-IOT Downlink物理信道配置内容ıNB-IOT技术背景ıNB-IOT标准化过程ıNB-IOT布网模式及双工方式ıNB-IOT无线帧结构和下行物理信道ıNB-IOT无线帧结构和上行物理信道ıNB-IOT应对物联网海量接入和低功耗机制ıNB-IOT测试NB-IOT UplinkNB-IOT uplink support Single-Tone and Multi-Tone and UE must report its abilityıSingle-Tone•Include 3.75kHz and 15kHz bandwidth•A cyclic prefix is inserted•Frequency domain Sinc pulse shaping in the physical layer description•Better coverage 、coverage and power consumption•Enables extreme low cost IoT terminals to compete with non-cellular devices•Enable faster time to market.•Not only cellular industry, low cost chip vendors are interested in building ST only chips.ıMulti-Tone•SC-FDMA•Higher peak rate•Additional mechanisms for PAPR reduction FFS•Based on SC-FDMA with the same 15 kHz subcarrier spacing, 0.5 ms slot, and 1 ms subframe as LTENB-IOT Single-ToneWithin ST Flexible bandwidth of 3.75kHz and 15kHz adaptive to different scenarios ı3.75kHz:•provides better coverage with relaxed timing requirements due to longer CP length •better capacity for large cell PRACH and PUSCH links•lower power consumptionı15kHz:•better coexist with legacy LTE linksNB-IOT uplink Slot structure and physical resourcesSC-FDMA symbolsOne uplink slotsubcarriersResource element kHz15=∆f{}19,...,1,0s∈nkHz75.3=∆f{}4,...,1,0s∈nA single antenna port is used for all uplink transmissions.NB-IOT uplink Resource unitıResource units are used to describe the mapping of the NPUSCH to resource elements.ıNPUSCH can be mapped to one or more than one resource unitsıThe narrowband physical uplink shared channel supports two formats: NPUSCH format 1, used to carry the UL-SCHNPUSCH format 2, used to carry uplink control informationNB-IOT uplink 物理信道NB-IOT Demodulation reference signalNB-IOT 下行基带信号生成()()()⎣⎦2RB sc)(212,,s ,CP ,)(N k kee a t s T N tf k j j l k l k l lk +=⋅⋅=--∆+-πϕ1RU sc=N 1RU sc>N ()()()⎣⎦⎡⎤∑--=-∆+⋅=-12/2/212)(,)(RB sc UL RB RB sc UL RB s ,CP )(N N N N k T N t f k j p lk p ll ea t s π。
nb-iot工作原理NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种物联网通信技术，也是3GPP标准的一部分。
它采用了窄带通信技术，旨在为物联网设备提供低功耗、广覆盖和大容量的连接。
NB-IoT的工作原理可以分为无线接入、数据传输和网络控制三个主要部分。
一、无线接入NB-IoT采用了窄带信道，即带宽较窄的信道，以增加信道的容量和覆盖范围。
在无线接入环节中，有以下几个关键步骤：1. 设备查找：NB-IoT设备首先需要搜索网络以找到运营商的NB-IoT网络。
通过扫描不同频段和带宽，设备能够检测到NB-IoT网络的存在。
2. 设备接入：一旦设备找到了NB-IoT网络，它将与基站建立连接。
这一过程包括设备发送接入请求，基站进行认证和授权，并为设备分配一个唯一的标识符。
3. 设备接收：一旦设备成功接入网络，它可以开始接收来自基站的指令和数据。
二、数据传输NB-IoT使用了窄带技术，因此它的数据传输速率相对较慢，但比较适合低功耗的物联网设备。
数据传输的过程如下：1. 设备发送：物联网设备将传感器数据、监控信息等发送给基站。
数据可以通过在时隙中发送脉冲或连续传输来完成。
2. 基站接收：接收数据的基站会通过接收信号、解调和解密来从设备中接收数据。
3. 数据转发：基站会对接收到的数据进行处理和整理，并将数据转发给物联网应用服务器。
转发的方式可以是通过有线或无线连接。
三、网络控制NB-IoT的网络控制可以通过以下几个方面来实现：1. 信道管理：NB-IoT网络会对信道资源进行管理和分配，以确保网络资源的有效利用和设备之间的互不干扰。
2. 数据安全：NB-IoT使用了加密和认证技术来确保数据安全。
设备和基站之间的通信会进行加密，以防止数据泄露或篡改。
3. 设备管理：NB-IoT网络对设备进行管理，包括注册、验证、固件更新等功能。
这样可以保证网络的正常运行，并对设备进行维护和管理。
总结起来，NB-IoT的工作原理主要包括无线接入、数据传输和网络控制三个部分。
nb—lot的技术原理NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种窄带物联网技术，为低功耗、低成本、广覆盖的物联网设备提供连接。
NB-IoT的技术原理主要包括物理层、MAC层和RRC层。
1.物理层：NB-IoT采用GSM频段的窄带信号传输，使用窄带传输技术（Narrowband Transmission Technology），使得设备能够以较低的功耗实现远距离传输。
其主要技术特点包括：-仅使用180kHz的带宽，适用于频段的重复利用，提高频谱的利用效率。
-采用单发单收的半双工通信方式，能够进一步减少功耗。
-采用低复杂度的调制技术，提高信号的传输可靠性。
-支持多种调制方式（例如，QPSK、16QAM、64QAM），根据不同场景的需求选择适合的调制方式。
2.MAC层：NB-IoT的MAC层（Medium Access Control）主要负责控制物理层资源的分配和数据的调度，以提供高效的传输服务。
其主要技术特点包括：-支持突发传输，根据设备的需求，分配不同的资源。
- 引入了CE（Control Element）机制，用于传输控制信息，提高数据的传输效率。
- 引入了PDCCH（Physical Downlink Control Channel）和PDSCH （Physical Downlink Shared Channel）通道，分别用于控制信息和用户数据的传输。
-利用调度算法和资源共享策略，提高网络容量和覆盖范围。
3.RRC层：NB-IoT的RRC层（Radio Resource Control）主要负责设备的注册、连接和状态控制，以及设备与网络之间的信令交互。
其主要技术特点包括：-支持设备的漫游和重选，实现设备在不同基站间的切换和服务的连续性。
-支持周期性的网络监测，以保持设备与网络的连接。
-引入低功耗模式，使得设备在空闲状态下功耗更低。
- 引入Paging机制，通过基站向设备发送Paging消息来激活设备，降低设备的功耗。
nb-iot ntn物理层上下行峰值速率计算公式NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种低功耗、广覆盖、连接稳定的物联网技术，它的应用范围涵盖了智能家居、智能城市、智能农业等多个领域。
而NTN（Narrowband Transmission Network）则是NB-IoT物理层上下行峰值速率计算的关键。
在NB-IoT中，峰值速率计算公式是用于估算一个物理层链路的最高峰值速率。
在计算过程中，需要考虑到信道带宽、码率、调制方式等一系列因素。
这些因素直接影响着NB-IoT网络的性能和覆盖范围。
在实际应用中，NB-IoT的上行和下行峰值速率计算公式是十分关键的。
在网络规划和优化过程中，工程师需要准确计算出这些峰值速率，以保证网络的稳定性和高效性。
NTN的物理层上下行峰值速率计算公式主要涉及到以下几个方面：1. 信道带宽在NB-IoT中，信道带宽是一个决定性因素。
信道带宽越大，传输的信息量就越大，速率也就越高。
在计算峰值速率时，需要考虑到所使用的信道带宽，一般而言，其数值在180kHz到250kHz之间。
2. 码率码率是指单位时间内传输的比特数，通常用单位时间内的比特数来表示。
在NB-IoT中，常用的调制方式包括GMSK、QPSK等，这些调制方式对应着不同的码率，影响着峰值速率的计算。
3. 调制方式调制方式也是影响NB-IoT峰值速率计算的重要因素之一。
不同的调制方式对应着不同的数据传输效率，因此在计算峰值速率时，需要对不同的调制方式进行考量。
通过上述因素的综合考虑，可以得出NB-IoT的物理层上下行峰值速率计算公式：峰值速率 = 信道带宽 x log2(1 + S/N) x C其中，S/N代表信噪比，是衡量信号质量的重要参数之一；C代表码率。
通过这个公式，我们可以清晰计算出物理层链路的最高峰值速率，为NB-IoT网络的规划和优化提供了重要的参考依据。
总结回顾通过本文的讨论，我们深入探讨了NB-IoT的物理层上下行峰值速率计算公式。
NB-IoT 上行物理层技术相比LTE 的上行物理信道，NB-IoT 的上行物理信道可谓简化了很多，因此一些流程机制也改变很多。
由于不需要在上行信道中传输CSI 或者SR，因此在上行信道结构设计中也不需要专门保留上行控制共享信道。
NB-IoT 上行信道包含两种物理信道，一个是窄带物理上行共享信道（NPUSCH），另外一个是窄带物理随机接入信道（NPRACH），控制信息可以通过NPUSCH 复用传输，这意味着NPUSCH 不仅承载上行数据业务，同时也肩负了类似 LTE 中PUCCH 承载一些上行反馈信息的功能。
另外，由于没有了上行资源调度的概念，同时为了简化帧结构，作为全频段信道估计用的Sounding Reference Signal(SRS)也被省略掉了，上行物理信号只保留了窄带解调参考信号，这样不仅简化了物理层流程，同时也将有限的带宽资源尽可能预留给了数据传输。
NPUSCH（Narrowband Physical uplink shared channel）上行传输有两种模式，一种是single-tone,另一种是 multi-tone。
对于 single-tone 传输模式，可以有两种子载波间隔 3.75kHz 和 15kHz，资源块在这里并没有定义，这意味着并不以资源块作为基本调度单位。
如果子载波间隔是 15kHz,那么上行包含连续12 个子载波，如果子载波间隔是 3.75kHz，那么上行包含连续 48 个子载波。
我们知道，对于通过OFDM 调制的数据信道，如果在同样的带宽下，子载波间隔越小，相干带宽越大，那么数据传输抗多径干扰的效果越好，数据传输的效率更高，当然，考虑到通过IFFT 的计算效率，子载波也不能设置的无限小。
同时，也要考虑与周围LTE 大网的频带兼容性，选取更小的子载波也需要考虑与 15kHz 的兼容性。
当上行采取 single tone 3.75kHz 模式传输数据时，物理层帧结构最小单位为基本时长 2ms 时隙，该时隙与FDD LTE 子帧保持对齐。
nb-iot原理NB-IoT（Narrowband-Internet of Things，窄带物联网）是一种低成本、低功耗、广覆盖、高可靠的无线通信技术。
其特点是可以支持低码率设备的连接，同时具有延长设备电池寿命、提高网络容量和网络效率的优势。
NB-IoT适用于各种物联网应用场景，如智能家居、智能城市、智能驾驶、智慧农业等。
NB-IoT的原理主要包括物理层、MAC层、网络层和应用层等方面。
其中，物理层主要负责无线信号的传输和接收，MAC层控制和管理物理层的无线信号流程，网络层负责数据传输的路径选择和管理，应用层实现物联网设备的接入、数据交换和控制等功能。
在物理层，NB-IoT采用窄带调制技术，即将整个信道分成多个子信道，每个子信道的带宽只有180kHz，这使得NB-IoT在能量利用效率上比其他调制技术有更高的优势。
同时，NB-IoT还支持多路径传输和多入多出技术，可以降低信号的衰减和信号干扰，从而提高信号传输的可靠性和鲁棒性。
在MAC层，NB-IoT采用三种控制方式，即物理信道、逻辑信道和RRC（Radio Resource Control）信令控制。
物理信道控制和逻辑信道控制主要实现无线信号的接收和传输，在这两种控制方式下，NB-IoT使用动态调整信号的功率和带宽两个参数来优化信道的传输效率。
而RRC信令控制主要负责NB-IoT设备的连接和断开，以及无线信号安全性的维护。
在网络层，NB-IoT使用IPv6协议作为网络层协议，支持端到端的连接和数据传输。
同时，NB-IoT还使用了LTE-M的核心网结构，可以实现快速的上下文交换和控制通道传输。
在应用层，NB-IoT支持多种应用接口和协议，如CoAP、MQTT、HTTP等，可以满足不同物联网应用的需求。
通过应用层，NB-IoT可以实现物联网设备和云平台之间的连接，从而完成数据的交换、设备的控制和管理等任务。
总之，NB-IoT是一种窄带物联网通信技术，其原理主要包括物理层、MAC层、网络层和应用层等方面。
NB-IoT下行物理层技术蜂窝式物联网技术大体分为两种，一种是NB-IoT技术，一种是非NB-IoT技术（例如eMTC等），这两种技术在物理层架构，协议标准上有所区别。
NB-IoT技术提供了一种低功耗的网络接入方式。
目前NB-IoT协议只支持FDD（频分双工）工作模式，载波带宽180kHz，相当于LTE网络的一个PRB的带宽，子载波间隔可以是3.75kHz或者15kHz。
NB-IoT与Rel-8定义的LTE网络技术，UE是相对独立的，像跨系统移动性，切换，测量报告，GBR，载波聚合，双连接，CSFB回落，物物通信等技术功能在NB-IoT是不支持的。
NB-IoT与LTE大网之间的共存模式有三种，分别是In-band(带内),Guard-band（保护带）,Standalone（独立）。
这也意味着NB-IoT如何组网，采取带内组网方式部署较容易，同厂家升级较快，但是对于LTE网内的资源调度会有一定影响。
保护带组网方式相比带内频率效率更高，但是需要考虑和大网的干扰共存。
独立组网方式与LTE大网可以完全分开，独立运维，但是需要额外的FDD频谱资源。
UE通过小区同步，解读MIB-NB系统消息可以得知组网的模式。
NRS（Narrowband Reference Signal）如同LTE的CRS，窄带参考信号也是NB-IoT里面重要的物理层信号，作为信道估计与网络覆盖评估的重要参考依据。
在UE没有解读到MIB-NB里面的o p e r a t i o n M o d e I n f o字段时，UE默认NRS窄带参考信号分别在子帧0,4和9（不包含NSSS）上进行传输。
当UE解码MIB-NB中的o p e r a t i o n M o d e I n f o 字段指示为g u a r d b a n d或者s t a n d a l o n e模式后，在UE进一步解码SIB1-NB前，UE默认NRS在子帧0,1,3,4和9（不包含NSSS）上进行传输。
NB-IoT怎么通信？nbiot通信原理、流程及优劣势详解本文将介绍NB-IoT（NarrowBandInternetofThings）的基本原理和通信流程，并阐述其在实际应用中的优势和限制。
一、NB-IoT通信基本原理NB-IoT是一种基于LTE网络的物联网通信技术，它使用1.4MHz的带宽，能够支持大量的低功耗设备。
NB-IoT的物理层使用LTE的空中接口，包括OFDM、MIMO和256QAM等技术，能够提供更高的数据传输速率和更低的误码率。
NB-IoT的协议层基于LTE协议栈，包括PDCP、RLC、MAC和PHY等层。
NB-IoT的协议层还支持设备之间的双向通信，并能够支持大量的并发连接。
二、NB-IoT通信流程NB-IoT通信流程包括设备注册、设备连接和数据传输等步骤。
1.设备注册设备注册是NB-IoT通信的第一步。
当设备启动时，它会向网络发起注册请求，网络会为该设备分配一个唯一的ID。
设备注册的过程包括寻呼接收、随机访问和注册确认等步骤。
2.设备连接设备连接是NB-IoT通信的第二步。
当设备需要与网络进行数据传输时，它会发起连接请求，网络会为该设备分配一个EPS承载和NAS承载。
设备连接的过程包括建立随机访问、建立无线承载、建立EPS承载和建立NAS承载等步骤。
3.数据传输数据传输是NB-IoT通信的第三步。
当设备与网络建立连接后，就可以进行数据传输了。
数据传输的过程包括PDCP层的数据压缩、RLC层的分段和ARQ协议的重传等步骤。
三、NB-IoT在实际应用中的优势和限制NB-IoT在实际应用中有以下优势：1.低功耗：NB-IoT使用窄带技术和低速率协议，能够大幅降低设备的能耗。
2.大容量：NB-IoT支持大量的并发连接，能够满足大规模物联网通信的需求。
3.覆盖范围广：NB-IoT窄带传输技术使用LTE网络进行通信，能够实现广覆盖和高覆盖率。
然而，NB-IoT通信技术在实际应用中也存在以下限制：1.移动速度较慢：由于NB-IoT使用窄带技术和低速率协议，设备的移动速度受到限制。
