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  NB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場(chǎng)，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。說到這里很多人就會(huì)對(duì)NB-IoT好奇了，那么到底NB-IoT到底是怎么回事呢?下面我們就一起來看看。

  NB-IoT端到端系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

  終端：UE(User Equipment)，通過空口連接到基站(eNodeB(evolved Node B , E-UTRAN 基站))。

  無(wú)線網(wǎng)側(cè)：包括兩種組網(wǎng)方式，一種是整體式無(wú)線接入網(wǎng)(Singel RAN)，其中包括2G/3G/4G以及NB-IoT無(wú)線網(wǎng)，另一種是NB-IoT新建。主要承擔(dān)空口接入處理，小區(qū)管理等相關(guān)功能，并通過S1-lite接口與IoT核心網(wǎng)進(jìn)行連接，將非接入層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給高層網(wǎng)元處理。

  核心網(wǎng)：EPC(Evolved Packet Core)，承擔(dān)與終端非接入層交互的功能，并將IoT業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到IoT平臺(tái)進(jìn)行處理。

  平臺(tái)：目前以電信平臺(tái)為主。

  應(yīng)用服務(wù)器：以電信平臺(tái)為例，應(yīng)用server通過http/https協(xié)議和平臺(tái)通訊，通過調(diào)用平臺(tái)的開放API來控制設(shè)備，平臺(tái)把設(shè)備上報(bào)的數(shù)據(jù)推送給應(yīng)用服務(wù)器。平臺(tái)支持對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的json格式數(shù)據(jù)。

  NB-IoT的工作狀態(tài)：

  NB-IoT在默認(rèn)狀態(tài)下，存在三種工作狀態(tài)，三種狀態(tài)會(huì)根據(jù)不同的配置參數(shù)進(jìn)行切換，筆者認(rèn)為這三種狀態(tài)較深刻地影響了NB-IoT的特性，如其對(duì)比傳統(tǒng)GPRS的低功耗特性，均可以從中獲得解釋，同時(shí)在后續(xù)對(duì)NB-IoT的使用和相關(guān)程序的設(shè)計(jì)時(shí)，也需要根據(jù)開發(fā)的需求與產(chǎn)品特性對(duì)這三種工作狀態(tài)進(jìn)行合適的定制。

  三種工作狀態(tài)如下：

  Connected(連接態(tài))：

  模塊注冊(cè)入網(wǎng)后處于該狀態(tài)，可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)據(jù)交互超過一段時(shí)間后會(huì)進(jìn)入Idle模式，時(shí)間可配置。

  Idle(空閑態(tài))：

  可收發(fā)數(shù)據(jù)，且接收下行數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入Connected狀態(tài)，無(wú)數(shù)據(jù)交互超過一段時(shí)會(huì)進(jìn)入PSM模式，時(shí)間可配置。

  PSM(節(jié)能模式)：

  此模式下終端關(guān)閉收發(fā)信號(hào)機(jī)，不監(jiān)聽無(wú)線側(cè)的尋呼，因此雖然依舊注冊(cè)在網(wǎng)絡(luò)，但信令不可達(dá)，無(wú)法收到下行數(shù)據(jù)，功率很小。

  持續(xù)時(shí)間由核心網(wǎng)配置(T3412)，有上行數(shù)據(jù)需要傳輸或TAU周期結(jié)束時(shí)會(huì)進(jìn)入Connected態(tài)。

  NB-IoT三種工作狀態(tài)一般情況的轉(zhuǎn)換過程可以總結(jié)如下：

  ① 終端發(fā)送數(shù)據(jù)完畢處于Connected態(tài)，啟動(dòng)“不活動(dòng)計(jì)時(shí)器”，默認(rèn)20秒，可配置范圍為1s~3600s;

  ② “不活動(dòng)計(jì)時(shí)器”超時(shí)，終端進(jìn)入Idle態(tài)，啟動(dòng)及或定時(shí)器，超時(shí)時(shí)間配置范圍為2秒~186分鐘;

  ③ Active-Timer超時(shí)，終端進(jìn)入PSM狀態(tài)，TAU周期結(jié)束時(shí)進(jìn)入Connected態(tài)，TAU周期配置范圍為54分鐘~310小時(shí)。

  【PS：TAU周期指的是從Idle開始到PSM模式結(jié)束】

  NB-IoT終端在不同工作狀態(tài)下的情況剖析：

  1、NB-IoT發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)處于激活態(tài)，在超過“不活動(dòng)計(jì)數(shù)器”配置的超時(shí)時(shí)間后，會(huì)進(jìn)入Idle空閑態(tài);

  2、空閑態(tài)引入了eDRX機(jī)制，在一個(gè)完整的Idle過程中，包含了若干個(gè)eDRX周期，eDRX周期可以通過定時(shí)器配置，范圍為20.48秒~2.92小時(shí)，而每個(gè)eDRX周期中又包含了若干個(gè)DRX尋呼周期;

  3、若干個(gè)DRX尋呼周期組成一個(gè)尋呼時(shí)間窗口(PTW)，尋呼時(shí)間窗口可由定時(shí)器設(shè)置，范圍為2.56s~40.96s，取值大小決定了窗口的大小和尋呼的次數(shù);

  4、在Active Timer超時(shí)后，NB-IoT終端由空閑態(tài)進(jìn)入PSM態(tài)，在此狀態(tài)中，終端不進(jìn)行尋呼，不接受下行數(shù)據(jù)，處于休眠狀態(tài);

  5、TAU Timer從終端進(jìn)入空閑態(tài)時(shí)便開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)器超時(shí)后終端會(huì)從PSM狀態(tài)退出，發(fā)起TAU操作，回到激活態(tài)(對(duì)應(yīng)圖中①);

  6、當(dāng)終端處于PSM態(tài)時(shí)，也可以通過主動(dòng)發(fā)送上行數(shù)據(jù)令終端回到激活態(tài)(對(duì)應(yīng)圖中②)。