LPWAN与NB-IoT的区别在于
一、LPWAN与NB-IoT简介：
NB-IoT（窄带物联网），Narrow Band Internet of Things
LPWAN（低功耗广域网），Low-Power Wide-Area Network，抓住两个关键词：低功耗和广域覆盖，简单的说，就是在特省电的情况下，实现长距离通信的无线技术。
这种技术的共同点就是，远距离通信能力可支持大规模物联网部署，低功耗可避免经常更换电池，降低维护成本。
LPWAN最典型的应用就是智慧城市，城市路灯、智能电表、下水道水位探测、智能交通等等，远距离无线通信可避免铺设有线管道，低功耗可保证几年不用更换电池，省事省成本，这对于规模浩大的智慧城市建设简直是不二选择。
较受关注的是采用授权频谱的NB-IoT和LTE-M，主要由3GPP主导的运营商和电信设备商投入；以及采用非授权频谱的LoRaWAN、Sigfox、Weightless、HaLow、RPMA(Random Phase Multiple Access)等技术，其大部分投入为非电信领域。
eMTC和NB-IoT的主要区别: 1. eMTC是解决中速率的需求，NB 是满足低速率的需求; 2. eMTC 和 NB -IoT 的耗流或待机时间主要取决于 sleep 时间，NB所谓低功耗主要还是通过长睡眠，即牺牲实时性换取的。3. NB-IoT 目前尚有语音、移动性和定位等技术缺陷;
NB-IoT和eMTC技术比较
NB-Iot
eMTC
协议版本
R13
R13
部署方式
In-band、Guard Band和standalone
In-band
传输带宽
180KHz
1.08MHz
系统带宽
200KHz
1.4MHz
峰值速率
＜100Kbps
1Mbps
覆盖增强
MCL 164dB，比GSM增强20dB
MCL 155dB，比LTE增强15dB
移动性
R13不支持切换，预计R14支持
支持切换
支持VoLTE
R13不支持，R14支持
支持切换
双工方式
R13仅支持FDD半双工，
预计R14支持TDD
支持Fdd
峰端发射功率
23dBm/20dBm
23dBm/20dBm
终端成本目标
1美元
2~3美元
功耗
大于10年（AA（5000mAh））
大于10年（AA（5000mAh））
二、NB-IoT的技术细节
NB-IoT四大特点：广覆盖、低功耗、低成本、大连接。
2.1广覆盖
距离基站的远近决定了上下行的速度。 MCL：最大耦合损耗：最大耦合损耗（MCL）是传送数据时UE和eNodeB的天线埠之间的最大总信道损耗。MCL越高，链接越强大。根据3GPP，CAT-M1的MCL为155.7dB，NB-IoT为164dB，有8dB的差异。表面上看，NB-IoT更具优势。但是，根据香农定理，当信噪比（SNR）很低，噪音是白噪音的情况下，信道容量的近似值是和带宽无关的。 同时，在相同的数据量情况下，CAT-M1的功耗要低于NB-IoT。 NB-IoT可做到164 dB MCL（最大耦合损耗即从基站天线埠到终端天线埠的路径损耗），比GPRS强20dB。NB-IoT要做到比GSM覆盖增强20dB，列出了一个自身「潜力」公式：20 dB =7 dB（功率谱密度提升）+ 12 dB（重传增益）+ 0-3 dB （多天线增益）
那么其大招也就显而易见了：
- 提升功率谱密度，增益为7 dB
NB-IoT上行功率谱密度增强17dB，考虑GSM终端发射功率最大可以到33dBm，NB-IoT发射功率最大23dBm，所以实际NB-IoT终端比GSM终端功率谱密度高7dB。
- 反复重传，增益一般为12 dB
- 多天线增益，一般为0-3 dB
当然有利也有弊，在拥有物联网组网面积非常广的优势下，传输速度与传输的频率成了牺牲品。
2.2低功耗
要做到低功耗，NB-IoT采取的策略很简单，就是能有多懒就做到多懒。eDRX和PSM是NB-IoT的两大省电技术。
l DRX（非连续接受与发送）
l eDRX（扩展的DRX）
l PSM（省电模式）
l PTW（扩大寻呼窗长）
2.2.1 eDRX
DRX(Discontinuous Reception)，又称不连续接收，eDRX意味著扩展DRX周期，终端可睡更长时间。这就是终端睡觉的「依据」，又分为idle DRX、connect DRX、inactive timer三种模式。DRX让终端周期性的进入睡眠状态，不用时刻监听网路，只在需要的时候进行工作即可。
在idle 模式下，使用DRX去监听寻呼消息。终端在一个 DRX 的周期内，通过判断 PDCCH 上是否携带有 P—RNTI，进而去判断相应的PDSCH 上是否有承载寻呼消息。如果在 PDCCH 上携带有 P-RNTI，就按照 PDCCH 上指示的 PDSCH 的参数去接收 PDSCH 物理信道上的数据；而如果终端在 PDCCH 上未解析出 P-RNTI，则无需再去接收 PDSCH 物理信道，就可以依照 DRX 周期进入休眠。
connect DRX模式可以理解为终端根据实际情况判断能否忙里偷闲睡个觉
终端在时间轴上划分为激活期（On duration Timer）需要像打了鸡血一样工作，而休眠期就是「Long Drx Cycle」 减去 「On duration Timer」，于是就有了忙里偷闲的机会。
inactive timer即主动让终端休息去的机制，用通俗的话来讲就是，活干完的早就可以早下班的弹性工作制。
2.2.2 PSM
具有PSM模式的一个终端可能处于Connected（连接）态、Paging（监听）态、IDLE（空闲）态和PSM（省电）态。
l Connected态下，终端能和基站发生数据上传和下载；
l Paging态下，终端会监听基站信息，看看它是否在召唤自己；
l IDLE态下，终端只做简单的计数计时的功能；
l PSM态下，终端仍旧注册在网，但信令不可达，终端彻底地处于冬眠状态了。这几种状态下功耗是逐次递减的。
NB-IOT支持PSM，意味著终端可以长时间休眠，只有自己想传东西时才醒过来传东西，而基站是叫醒不了自己的。
2.3低成本
在降低成本方面NB-IoT精打细算，通过减少协议栈处理开销与不必要的硬体的方式达到目的，即舍弃了LTE物理层的上行共享信道、物理混合自动重传请求或指示信道等，并采用单天线和FDD半双工模式以降低RF成本。
同样，低速率与低带宽意味著晶元处理复杂度降低，晶元成本随之降低，因此模块成本小于5美元、2020年实现2-3美元，是非常诱人的。
2.4 大连接
最后就要说说大连接了，NB可谓是海量连接，每小区可达50K连接，那么这也表明在同一基站下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。
单小区50K用户是如何实现？
NB-IoT的基站是基于物联网的模式进行设计的, 话务模型是终端很多，但是每个终端发送的包小，发送包对时延的要求不敏感。可以设计更多的用户接入，保存更多的用户上下文，这样可以让50k左右的终端同时在一个小区，大量终端处于休眠态，但是上下文信息由基站和核心网维持，一旦有数据发送，可以迅速进入激活态。这是根本原因。
大连接是物联网的终极目标，但是面对NB-IoT这样窄带的空中资源来说，大连接也暴露出一大弊端，就是拥塞，也因此影响大连接的优势。
三、运营商基站部署情况及资费情况
3基站部署
现在三大运营商的NB-IoT基站部署：
中国联通（900MHz，1800MHz）： 上海全市全覆盖，后续乏力。
中国电信（800MHz）： 号称全国覆盖，并且还在不断增加，现在已经完成了31万个基站的升级，2017年目标是40万个。
中国移动（900MHz，1800MHz）： 395亿元，111万面基站天线采购。
关于中国移动的频率资质：在2016年6月NB-IoT核心协议冻结之初，就有人提出「中国移动必须获得FDD牌照，否则无法实现NB-IoT商用」。因为3GPP R13版本中的NB-IoT协议支持基于FDD网路设备升级至NB-IoT，根据3GPP的规划，到R15版本中，NB-IoT协议才会加入对TDD的支持。而随著今年6月5日工信部27号文的发布，监管部门允许「在已分配的GSM或FDD方式的IMT系统频段上，电信运营商可根据需要选择带内工作模式、保护带工作模式、独立工作模式部署NB-IoT系统。」政策上允许对GSM网路进行重耕，中国移动可以选择独立部署NB-IoT，虽然这种在重耕基础上部署FDD网路只能用于NB-IoT系统的部署和承载NB-IoT的业务，但已经扫清了没有牌照就无法商用的障碍。
四、NB-IoT常见问题：
1、NB-IoT支持基站定位吗?
答：R13不支持基站定位，但运营商网路可以做私有方案，比如基于小区ID的定位，不会影响终端，只需要网路增加定位伺服器以及与基站的联系即可。
R14计划做定位增强，支持E-CID、UTDOA或者OTDOA，运营商希望的定位精度目标是在50米以内。
如果从终端复杂度角度考虑，UTDOA更好，因为对终端几乎没有影响，并且在覆盖增强情况下(地下室164dB)，UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分场景不需要覆盖增强，从网路容量角度来看，OTDOA(下行)会更好。
2、NB-IoT基站的连接态用户数和激活用户数是多少?
答：NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。200KHz频率下面，根据模拟测试数据，单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。
3、NB-IoT基站的覆盖范围是多少?
答：NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。根据模拟测试数据，在独立部署模式下，NB-IoT覆盖能力可达164dB，带内部署和保护带部署还有待模拟测试。
4、NB-IoT上下行传输速率是多少?
答：NB-IoT射频带宽为200kHz。下行速率：大于160kbps，小于250kbps。上行速率：大于160kbps，小于250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。
5、国内外运营商对NB-IoT的频段是如何划分的?
全球大多数运营商使用900MHz频段来部署NB-IoT，有些运营商部署在800MHz频段。2017年6月5日，工信部发布《关于NB-IoT系统频率使用要求的公告》，正式明确NB-IoT网路可运行于GSM系统的800MHz频段和900MHz频段、FDD-LTE系统的1800MHz频段和2100MHz频段。
1）中国联通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段，目前只有900MHz 可以试验。
建设NB-IoT网路，联通同样可直接在4G FDD基站上升级实现部署。
但是联通的情况要复杂多了。因为联通900MHz频谱资源带宽只有6MHz，网路建设大大受限，不得不将超过80%的NB-IoT基站部署在1800MHz频段。而1800MHz频段覆盖范围比800MHz和900MHz小很多，且1800MHz的NB-IoT产业链并不成熟。
同时由于联通财力资源有限，联通会集中资源重点部署，速度较慢，今年仅计划在重点城市启动组网实验和业务示范。有预测称，2017年联通NB-IoT基站不超过8万个。
2）中国移动的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段。
关于中国移动的频率资质：在2016年6月NB-IoT核心协议冻结之初，就有人提出「中国移动必须获得FDD牌照，否则无法实现NB-IoT商用」。因为3GPP R13版本中的NB-IoT协议支持基于FDD网路设备升级至NB-IoT，根据3GPP的规划，到R15版本中，NB-IoT协议才会加入对TDD的支持。而随著今年6月5日工信部27号文的发布，监管部门允许「在已分配的GSM或FDD方式的IMT系统频段上，电信运营商可根据需要选择带内工作模式、保护带工作模式、独立工作模式部署NB-IoT系统。」政策上允许对GSM网路进行重耕，中国移动可以选择独立部署NB-IoT，虽然这种在重耕基础上部署FDD网路只能用于NB-IoT系统的部署和承载NB-IoT的业务，但已经扫清了没有牌照就无法商用的障碍。
3）中国电信的NB-IoT部署在800MHz频段，频率只有5MHz。
对于NB-IoT的发展，电信规划在2017全年完成30万个NB-IoT基站的全网覆盖，截至6月份已完成了50%的进度，深圳将在6、7月率先完成全覆盖。
6、码号资源
2017年8月7日，工信部正式给中国移动、中国电信、中国联通正式分配了新的13位物联网码号资源：中国移动获得了148（0-9）号段（物联网业务专用号段）、1440（0-9）号段（物联网网号）；中国电信获得了1410（0-9）号段（物联网网号）；中国联通获得了146（0-9）号段（物联网业务专用号段）。有了这些异常丰富的NB-IoT码号资源，就可以大规模地NB-IoT放号，其意义之重大，不言而喻。
五、NB-IoT技术应用场景：
1.公共事业：智能水表、智能水务、智能气表、智能热表。
2.智慧城市：智能停车、智能路灯、智能垃圾桶、智能窖井盖。
3.消费电子：独立可穿戴设备、智能自行车、慢病管理系统、老人小孩管理。
4.设备管理：设备状态监控、白色家电管理、大型公共基础设施、管道管廊安全监控。
5.智能建筑：环境报警系统、中央空调监管、电梯物联网、人防空间覆盖。
6.指挥物流：冷链物流、集装箱跟踪、固定资产跟踪、金融资产跟踪。
7.农业与环境：农业物联网、畜牧业养殖、空气实时监控、水质实时监控。
8.其他应用：移动支付、智慧社区、智能家居、文物保护。
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