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科
技
創
新
篇
究，以既有LTE-M技術為基礎，2015年下半年 將遠較2G和4G更為寬廣。
即積極進行NB-IoT標準化工作，刪去移動性、 此外，為了延伸覆蓋範圍，NB-IoT以覆蓋
換手機制、VoLTE語音通話等功能進行技術規
範之簡化，2016年6月3GPP針對物聯網通訊需 增強（Coverage Enhancement，CE）技術使位
求，以驚人的速度在Release 13制定完成並公 於基站較遠的蜂巢式網路邊緣或位於地下室訊
布NB-IoT窄頻物聯網標準。在3GPP國際標準 號較弱區域之終端裝置，在通道品質不佳的情形
組織加速標準制定下，國際電信大廠如Nokia、 下，透過重傳機制來提高訊號傳送成功機率，
Ericsson等積極進行NB-IoT測試及市場推廣， NB-IoT透過少量子載波（Subcarrier）重傳機制
晶片廠商如Qualcomm、Intel亦積極投入，國際 來提高正確解出資料之成功率，依據NB-IoT技
主要電信業者如Vodafone、阿聯酋電信、中國 術標準規範在隨機存取通道、控制通道和資料通
移動及中國聯通等亦積極推動NB-IoT概念性驗 道可支援最高重傳次數為上行128次/下行2048
證、場域測試及商用網路建設。 次的重傳，以提高資料正確率。重傳次數將會依
據覆蓋範圍延伸等級（Coverage Enhancement
NB-IoT低複雜度與低成本特性，並以授權 Level，CE Level）來決定其相對應之重傳次數，
頻段降低電波干擾因素，因此廣為電信運營商 CE Level分為三個等級分別提供傳送端與接收端
所支持，將可協助運營商改變目前困境、增加 144dB、154dB和164dB等三種訊號衰減的最大
營收與拓展市場。NB-IoT具廣覆蓋、大連結、 耦合損失（Maximum Coupling Loss，MCL）。
低功耗等技術特點，其覆蓋範圍可達20公里以
上、單一基站可達10萬個連結、省電模式促使 接著，我們將探討NB-IoT如何做到低功
終端電池壽命可長達10年，適於廣域物聯網之 耗？省電模式（Power Saving Mode，PSM）和
應用，NB-IoT支援雙向傳輸，主要應用於廣域 擴展非連續接收模式（Extended Discontinuous
物聯網感測資料接收、分析及控制，上行以傳送 Reception，eDRX）是NB-IoT達到高省電、低功
感測資料給系統分析為主，下行以傳送系統分析 耗的秘密武器，網路端可透過Attach和TAU訊
後之控制資料為主。 息進行PSM和eDRX的設定。NB-IoT透過PSM和
eDRX長時間的睡眠以及犧牲即時性的代價，來
何以NB-IoT可以達到廣覆蓋？NB-IoT一般 換取降低UE終端功耗以達到省電的目的。3GPP
採用1GHz以下頻段，在物理特性上，相對於高 在Release 12新增PSM省電模式，PSM模式可
頻段通訊原就具有較低的路徑損耗及較強的繞 使終端裝置保持與網路的連接，但在固定時間
射能力，如在相同條件下採用700MHz頻段之覆 後，終端裝置將進入省電模式以降低耗電，預
蓋範圍約為2100MHz頻段的3倍。此外，NB-IoT 計以2個3號電池可實現10年電池壽命。當UE
之上行載波頻寬為3.75KHz或15KHz，然而2G 終端在註冊入網後會處於連接模式（Connected
或4G的上行載波頻寬為180KHz，若以相同的 Mode），可以進行上/下行的資料傳送或接收
200mW發射功率，其功率頻譜密度（Power 工作，當傳送或接收資料結束後，將會釋放
Spectral Density，PSD）增益分別為17dB和 RRC（Radio Resource Control）連線進入空閒
11dB，簡言之，意即NB-IoT的上行載波頻寬不 模式（Idle Mode），在空閒模式時則可進行尋
論是採用3.75KHz還是15KHz其載波能量都較2G 呼監聽；當經一段時間無資料傳送或接收需求
或4G為高，載波將可傳遞得更遠、其覆蓋範圍 時，則會進入省電模式（Power Saving Mode，
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