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      NB-IoT基礎聯接技術

      NB-IoT
      通往智能世界的基礎聯接技術

      NB-IoT通往智能世界的基礎聯接技術

      什么是NB-IoT?

      NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)是一種基于蜂窩的窄帶物聯網技術,也是低功耗廣域物聯(LPWA)的最佳聯接技術,承載著智慧家庭、智慧出行、智慧城市等智能世界的基礎聯接任務,廣泛應用于如智能表計、智慧停車、智慧路燈、智慧農業、白色家電等多個方面,是智能時代下的基礎聯接技術之一。2020年NB-IoT全球連接數超1億。根據預測,這一技術將在未來五年實現10億級連接,并持續保持增長趨勢,推動物聯網設備實現爆發性成長。

      城市及工業智能設備

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      家用智能設備

      家用智能設備

      NB-IoT是mMTC的標準技術

      NB-IoT是mMTC的標準技術

      NB-IoT 是低功耗及大規模組網場景首選方案

      NB-IoT 是低功耗及大規模組網場景首選方案

      C-IoT基于3GPP全球技術標準,依托運營商網絡,具備接入便利、移動性強、兼容性好等各種優點。隨著物聯網在各行各業的普及,C-IoT已經成為最主要的廣域物聯技術。在C-IoT的應用場景中,根據業務對接入速率和終端功耗的要求,可分為低速率(Kbps級別)、中速率(Mbps)和高速率(Gbps)三個等級,其中低速率低功耗的LPWA業務占據60%的連接數量,是物聯網的基礎。

      ? C-IoT發展早期,2/3G承載了大多數的連接,但過高功耗也限制了行業的應用,尤其在水氣表、跟蹤、物流等需要電池供電的大顆粒場景中。2016年以來,NB-IoT技術的誕生大大推進了物聯網的發展,其深度覆蓋、低功耗、低成本的優勢完美契合了電池供電業務場景,迅速發展成為LPWA的主要技術。

      ? 2/3G網絡由于較低的頻譜效率和多制式共存帶來的高維護成本,將2/3G退網成為運營商的必然選擇。同時,隨著NB-IoT的協議演進,在保持低功耗的同時,其速率和移動性能力也已經超過了2G的水平,NB-IoT也理所當然的成為承接2G IoT業務的最佳選擇。2020年,NB-IoT在廣泛應用于表計計量、煙感消防、農業、環境監控、白色家電、位置跟蹤等場景的基礎上,獲得了更強的生命力。

      ? 未來,NB-IoT將在更多的行業應用需求驅動下,不斷保持技術演進,加速全行業數字化智能化改造的進程,成為物聯生態的基石。

      NB-IoT 技術亮點

      極地功耗

      10年電池壽命

      支持PSM/eDRX/長周期TAU,水表場景下壽命高達10年

      深度覆蓋

      20dB增益

      覆蓋等級比GPRS提升20dB,具備更強的信號穿透力

      海量聯接

      50K聯接數每小區*

      單小區最大的接入數量50K,能夠支持更多數量設備接入

      超低成本

      高性價比模組

      芯片設計簡化,外圍電路精簡,極大程度降低模組成本

      海思是NB-IoT技術的引領者,是NB-IoT標準以及產業的主要推動者。海思長期堅持NB-IoT研發投入,推動行業標準落地、推動技術及商用場景應用創新。致力與生態伙伴一起打造一個穩健、開放的NB-IoT生態系統。 2016年隨著R13標準凍結, 海思率先推出NB-IoT 商用芯片Boudica120,助力模組廠商和行業客戶物聯網方案商用。截至當前海思NB-IoT Boudica系列芯片已經在水表、氣表、智慧消防、資產跟蹤等領域實現千萬級商用部署數量,在門鎖、白電、物流、路燈等領域實現數百萬級商用,同時海思與合作伙伴探索更多的創新商用場景,在農業、穿戴、支付、共享經濟等領域創新完成商用落地。


      伴隨NB-IoT技術帶來的商用場景廣泛部署及物聯網設備的成倍增長,行業對NB-IoT也提出了更多的挑戰,如典型場景下, 如何有效的通過技術演進降低部署成本、大規模組網下如何解決功耗問題、設備互聯后如何保證數據安全等。

      NB-IoT 行業挑戰

      功耗挑戰大

      在智慧表計行業,電池不可更換、設備不能反復充電,電池的使用時間制約了整個表計設備的壽命。在電池容量有限的情況下,想達到表計更長的使用壽命,對NB-IoT的綜合功耗提出了更高的要求。

      近點運維困難

      傳統智慧表計產品如果出現故障,會導致遠程上報和升級無法完成,必須人工拆除返修,維修綜合成本高,且影響用戶用水用氣,急需一個近點的無線維護手段,達到不拆表即可完成診斷、維護和升級的目的。

      設備安全等級低

      行業對提升設備安全等級的訴求日益急迫。例如在水表、燃氣表等涉及計費和支付的領域,一旦出現被劫持、篡改的情況,將會對運營方和終端客戶造成不可估量的損失。

      終端網絡適配性要求高

      NB-IoT網絡設備廠家眾多,且伴隨不定時的網絡升級改造;戶外環境中存在遮擋、干擾等因素,還會惡化無線環境。這些情況對終端設備的網絡適配性提出了很高的需求。

      高集成度,有效降低成本

      器件數量降低50%,集成度提升,模組面積降低

      boudica200芯片

      將PA、PMU、RAM、FLASH、SIM、部分無源RF器件集成到芯片內部,外圍器件個數量降低50%,進一步提升芯片集成度。

      NB-IoT模組

      NB-IoT提供了完整的OpenCPU解決方案,可為客戶節省表計應用中的外部MCU、晶體器件的成本。

      芯片級低功耗設計,
      有效延長電池壽命

      PSM(Power Saving Mode)

      在無數據收發的情況下,
      終端會進入省電模式。

      eDRX(Extended DRX)

      eDRX模式下,只在尋呼窗口內接收信號,其它時間UE進入深度睡眠狀態。

      Long Periodic TAU

      有效減少周期性TAU次數。


      海思自研低功耗方案, 典型場景下功耗降低50%

      PSM狀態下保持RAM刷新

      · PSM喚醒速度更快
      · 硬件設計更簡單,支持串口AT直接喚醒,無需額外開機信號
      · 進出PSM時無需頻繁讀取FLASH,避免影響FLASH使用壽命

      內置高效率PMU和PA,降低發射功耗

      優化RF接收電路和算法,大幅降低接收電流

      優化IDLE態接收和休眠切換機制,達到更低的IDLE電流

      海思自研低功耗方案, 典型場景下功耗降低50%
      智能表計電池壽命提升20% 可穿戴設備電池壽命提升10% 智慧停車電池壽命提升16%

      集成BLE 5.0,
      有效解決NB終端維測問題

      · BLE與NB共芯片,兼顧高性能和低成本

      · 基于BLE的端到端解決方案提升維測效率

      · FOTA差分升級,支持對設備進行軟件升級
      · 輸入AT指令,通過BLE進行參數配置
      · 導出維測信息,對設備異常進行診斷

      · 低功耗BLE,提升設備電池壽命

      集成BLE 5.0,有效解決NB終端維測問題

      獨立安全CPU,提供芯片級安全保障

      安全子系統

      安全子系統

      采用獨立安全子系統,對內存、ROM硬件資源與應用和協議子系統進行物理隔離,保證安全性

      硬件加密引擎

      硬件加密引擎

      支持高安全、高性能硬件加密引擎,確保私密性

      安全啟動

      安全啟動

      內置OnChipBoot ,支持安全啟動,可通過多級安全證書進行簽名和驗簽,保證程序合法性

      安全儲存

      安全儲存

      在安全子系統內管理加密秘鑰,安全子系統與應用和協議子系統通過硬件mailbox通信,實現隱私數據安全存儲

      安全傳輸

      安全傳輸

      支持TLS、DTLS硬件加速,保證通信安全

      安全升級

      安全升級

      支持升級文件簽名和驗簽,具有版本防回滾等基本能力,升級有保障

      安全應用

      安全應用

      支持SOC SIM功能及DT nuSIM標準,提升應用安全性

      海量商用驗證網絡,
      適配佳、穩定可靠

      海思NB-IoT方案已廣泛商用,涵蓋水表、燃氣表、煙感、單車、門鎖、地磁、智慧農業等多個行業,在中國、歐洲、日本和韓國等全球范圍落地,能夠應對世界各類復雜的網絡環境,賦能更智能、更穩定的聯接體驗。

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      *注:強聯接數據為3GPP定義話務模型下的評估數據

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