淺析關于基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術

李景楓，黃曉弟，趙永峰

（中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司，珠海 519015）

前言

面對互聯網飛速發展的現狀，物聯網通信在多個行業得到了有效的應用，基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術可以解決長傳輸距離的問題，降低網絡運行功耗，是具有現實意義的技術研究。在中國移動通信集團開展工作的過程中，往往會遇到弱覆等問題，這就需要從技術的角度予以解決，研究基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的研究路線，推動我國物聯網的平穩發展。

1 基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的開發思路

近幾年，運營商提出全專業覆蓋能力，這就要求能夠實現低功耗廣域覆蓋，并且能夠讓終端的公網接入，開發基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術是具有現實意義的。在開發思路中，應當選擇進行測試的地點，本次選擇的是一處商業中心，建筑物為某通信中心1號樓2樓，圍繞此展開研究。在終端群節點區域處，應用低功耗的環形接入分層覆蓋方案，使用電壓頻率自動調整基數，降低網絡運行功耗，開發物聯網節點芯片技術。讓已開發的物聯網節點芯片能夠產業化，結合現代行業情況，在不斷研究中得到物聯網解決方案，改變傳統產業的落后性，讓具有先進意義的技術得到有效開發[1]。

2 基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的研究路線

2.1 關鍵問題

第一，兼容性問題。在現有的蜂窩通信系統中，會部署具有NBIoT技術體制，這就需要在物聯網節點芯片技術中心考慮到其與其他方面的兼容性，比如LTE等。例如，某公司在對該技術進行研究時，讓NB-IoT能夠支持180kHz上下行帶寬，并對OFDMA技術進行設置，其在下行的載波間隔為15kHz，解決了在兼容性方面的問題。另外，SC-FDMA技術也需要根據信號的不同進行設定，包括單頻信號和多頻信號，前者可以使用3.75kHz帶寬傳輸或者15kHz帶寬傳輸，后者可以使用158kHz的載波間隔傳輸，不同的設定方式對于不同的信號狀態，在此對其進行區分，才能夠保證基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的應用性，是該技術正常投入使用的有力保障。

第二，可靠性問題。現階段，物聯網終端的環境具有復雜性，這就可能導致信號傳輸的可靠性降低，需要充分考慮該問題后予以解決。例如，某公司所選擇的測試地點為商業中心，符合環境復雜的條件，技術人員使用了分層組網的方法，保證數據傳輸和節點接入，從而保證了應用的可靠性[2]。基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的可靠性問題需要得到重視，這是為了維護技術的實際應用情況，讓其應對突發狀況依然能夠保持穩定性，進而實現對物聯網復雜環境問題的克服。

2.2 技術路線

第一，在NB-IoT的基礎上，研究低功耗廣域覆蓋傳輸方案，要求物聯網節點芯片技術能夠與NB-IoT協議棧兼容，實現對近距離條件下無線擴頻收發技術的研究，研究數據檢測算法，了解低復雜度下接收同步的技術條件。

第二，在多模異構下，分層低功耗接入，需要針對其技術研究節點喚醒機制，并對由低功耗驅動的多跳傳輸機制進行研究，了解軟硬件聯合功耗控制方法。

第三，對電源管理機制進行研究，要求其具有高能效的特點，且多工作電源自適應調整技術、電壓頻率自適應調整技術、多時鐘域自適應調整技術都需要進行要將，保證在受到低功率約束時芯片級系統封裝能夠正常進行。

第四，技術路線還包括對低功率嵌入式實時操作系統的研究，了解應用開發平臺，讓平臺具有完善性和易操作性，幫助具有先進技術的芯片投入產業化。

2.3 測試結果

使用以物聯網終端技術為基礎的網絡性能測試方式，對使用基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的測試區域進行數據統計與分析，確定該技術的可行性和有效性。測試工具包括DingLi RCU Lite 2.0、CMCC-AOL11100S網絡質量探針終端和監控平臺，完成對區域的測試，得到試點測試報告。例如，測試人員使用RCU設備和網絡質量探針設備實施同步測試，得到的數據表明，同頻段與同小區情況下的結果相同，前者與后者的誤差約為3dB，符合相關標準，這就顯示了基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的有效性。

3 結論

綜上所述，研究基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術符合社會對物聯網的要求，順應時代發展的趨勢，有利于我國通信技術水平的提升。從基于NB-IoT的低功耗廣域物聯網節點芯片技術的開發思路入手，了解其關鍵性質的問題，對技術路線進行研究，在測試中判斷技術的應用性，提出具有實際應用意義的物聯網解決方案，為我國網絡通信的發展奠定基礎。