窄带物联网（NB-IoT）技术全面解析
1. NB-IoT 技术背景
1.1 3GPP 标准化进程
2015 年初，低功耗广域网（LPWAN）市场迅速发展。Sigfox 在法国、西班牙、荷兰和英国建设超窄带调制网络，LoRa 联盟于 2015 年 6 月发布 LoRaWAN R1.0 规范，吸引了大量行业关注和成员加入。此前，全球移动通信系统/通用分组无线服务（GSM/GPRS）凭借成熟技术和低调制解调器成本，一直是广域物联网应用的主要蜂窝技术，但新兴的 LPWAN 技术对其地位构成了挑战。
为应对新竞争，3GPP 开展了超低成本、低吞吐量物联网蜂窝系统支持的可行性研究，设定了覆盖、容量、电池寿命等性能目标，还期望通过软件升级将物联网功能引入现有 GSM 网络。在研究提出的解决方案中，部分与 GSM/GPRS 向后兼容，如 EC - GSM - IoT 在 3GPP Release 13 中被标准化；同时，一些 GSM 运营商考虑重新规划 GSM 频谱用于部署长期演进（LTE）技术和物联网专用 LPWAN，这促使了非 GSM 向后兼容技术（即全新解决方案）的研究，为 NB - IoT 技术奠定了基础。NB - IoT 在 2016 年 6 月完成核心规范制定，整个系统在下行和上行均支持 180 kHz 带宽，可部署在重新规划的 GSM 频谱或 LTE 载波内，且采用了许多 LTE 已定义的技术组件，缩短了标准化进程，有望通过软件升级引入现有 LTE 网络。
自 2016 年首次发布以来，NB - IoT 在 2017 年和 2018 年分别进行了 Release 14 和 Release 15 版本的更新，持续提升设备能源效率，引入了改善系统性能、支持新用