概览：NB-IoT 是什么？
简单回顾一下 NB-IoT（Narrowband-IoT，窄带物联网）。
（图片来源网络，侵删）
- 定位：蜂窝物联网的一种，由 3GPP 标准化，旨在为大规模、低功耗、低速率、低成本的物联网设备提供广域网络连接。
- 核心优势：
- 广覆盖：比传统 GSM 信号穿透能力更强，覆盖范围提升 20dB，地下室、管道深处也能连接。
- 低功耗：设备电池寿命可达 10 年甚至更长，适合“一年用一次电”的场景。
- 大连接：一个基站可支持数万个 NB-IoT 连接,满足海量设备接入需求。
- 低成本：芯片和模组成本持续降低,适合低价值的物联网终端。
第一部分：NB-IoT 芯片
芯片是 NB-IoT 设备的“大脑”和“心脏”,是整个技术链条的基石。
芯片的核心功能
一颗 NB-IoT 芯片内部集成了多个关键功能模块：
- 基带处理器：负责处理所有通信协议，包括物理层、数据链路层和网络层的协议栈，它将数据打包成蜂窝网络可以识别的信号,并解调从基站收到的信号。
- 射频收发器：负责无线信号的收发，它将基带处理器产生的数字信号转换成可在空中传播的射频信号，并反之亦然，这是与基站进行“对话”的物理接口。
- 处理器：通常是 ARM Cortex-M 系列等低功耗 MCU（微控制器单元），负责运行设备的应用逻辑，比如传感器数据采集、控制指令执行等。
- 内存：包括 Flash（用于存储程序和固件）和 RAM（用于程序运行时数据存储）。
- 电源管理单元：这是实现“超低功耗”的关键，它精确控制芯片内各个模块的供电，在不需要时将其关闭或置于深度睡眠状态,最大限度地降低能耗。
- 其他接口：如 UART, SPI, I2C, GPIO 等，用于连接外部传感器、执行器或其他外设。
主流芯片厂商与代表产品
全球 NB-IoT 芯片市场由几家巨头主导：
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华为海思：
（图片来源网络，侵删）- 代表产品：Boudica 200 / Boudica 150 系列。
- 特点：技术领先，性能稳定，功耗控制优秀，是全球市场份额最高的厂商之一，其方案被广泛应用于水表、气表、烟感等场景。
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紫光展锐：
- 代表产品：RDA8910 / RDA8955 系列。
- 特点：产品线丰富，除了 NB-IoT，还提供 Cat.1、LTE 等多模方案，为客户提供更多选择,在国内外市场都有广泛应用。
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高通：
- 代表产品：MDM9206 / MDM9207 系列。
- 特点：作为通信芯片领域的巨头，高通的方案在性能和可靠性上备受认可,其芯片常用于对成本和性能要求较高的工业级应用。
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ASR（翱捷科技）：
- 代表产品：ASR3600 系列。
- 特点：国内新兴的芯片设计公司，产品迭代快，性价比高，在智能家居、可穿戴设备等领域增长迅速。
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移远通信：
（图片来源网络，侵删）- 特点：虽然是模组厂商，但近年来也推出了自研的 NB-IoT 芯片（如 RGxxx 系列）,以增强供应链的自主性和成本控制能力。
芯片技术发展趋势
- 多模融合：NB-IoT + Cat.1 / 5G 的多模芯片成为趋势，一个芯片支持多种网络制式，可以根据信号强度、成本和速率需求灵活切换,提升了设备的适应性和可靠性。
- 更低功耗：通过更先进的制程工艺（如 22nm, 28nm）和更精细的电源管理技术,进一步降低芯片的待机和工作功耗。
- 集成度更高：将 MCU、电源管理、甚至特定算法（如定位）集成到芯片中，减少外部元器件，从而降低整体 BOM（物料清单）成本和模组体积。
- 成本持续下降：随着市场规模的扩大和技术的成熟，芯片价格不断走低，推动 NB-IoT 在更多消费级领域的应用。
第二部分：NB-IoT 模组
模组是芯片的“外挂装甲”，是将芯片、外围电路和软件封装成一个即插即用的标准化通信产品。
模组的作用
对于大多数物联网设备制造商来说，直接使用芯片开发通信部分门槛很高,模组的出现解决了这个问题：
- 简化设计：设备厂商只需通过 UART/SPI 等标准接口与模组通信，无需关心复杂的射频设计、协议栈开发和认证。
- 缩短开发周期：购买现成的模组,可以大大缩短产品的研发上市时间。
- 降低开发门槛：无需专业的射频和通信协议工程师团队,降低了技术门槛。
- 保证质量和一致性：模组厂商已经完成了硬件调试和软件优化,产品的一致性和稳定性更高。
模组的构成
一个 NB-IoT 模组主要由以下几部分组成：
- 核心芯片：如上文提到的华为海思 Boudica 200。
- 外围电路：
- 射频前端：包括功率放大器、低噪声放大器、天线开关等,用于增强信号发射和接收能力。
- 电源管理电路：为芯片和模组本身提供稳定、纯净的电源。
- 接口电路：将芯片的引脚（如 UART, GPIO）转换成标准连接器（如邮票孔、焊盘）。
- 其他元件：晶振、电阻、电容等。
- 天线：部分模组会集成 PCB 天线，也有的会外接天线接口,方便客户根据设备结构选择合适的天线。
- 固件：运行在芯片上的软件，包含了完整的 NB-IoT 协议栈、AT 指令集以及必要的驱动程序。
主流模组厂商与代表产品
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移远通信：
- 代表产品：BC28（经典单模）、BG95（NB-IoT/Cat.1 双模）、RM500Q-CN（5G/NB-IoT/Cat.1 多模）。
- 特点：全球市场份额第一，产品线最全，覆盖从单模到多模，从低功耗到高速率的各种需求,生态系统完善。
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广和通：
- 代表产品：L610（单模）、L850-GL（NB-IoT/Cat.1 双模）。
- 特点：技术实力雄厚，产品稳定可靠,在工业物联网和车联网领域有很强优势。
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日海智能（芯讯通）：
- 代表产品：SIM7020C（单模）、SIM7080G（NB-IoT/GPS 双模）。
- 特点：产品线丰富,尤其在带定位功能的模组方面有特色。
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高新兴物联：
- 特点：在智能表计、车联网等领域有深厚积累,提供模组到终端的整体解决方案。
模组技术发展趋势
- 尺寸小型化：为了适应可穿戴设备、智能手环等小型化终端的需求，模组的封装尺寸越来越小，如邮票孔封装、LCC 封装等。
- 多模集成化：与芯片趋势一致，模组也向 NB-IoT + Cat.1 + 5G 等多模集成方向发展,提供更强的网络适应性。
- 丰富功能集成：集成 GNSS（北斗/GPS）定位、蓝牙、Wi-Fi 等功能，成为“超级模组”,满足复杂应用场景的需求。
- 成本与性能平衡：在保证性能和可靠性的前提下，通过优化设计和供应链管理,持续降低模组成本。
第三部分：NB-IoT 关键技术
这部分是 NB-IoT 能够实现其核心优势的“内功心法”。
窄带技术
- 原理：使用 180kHz 的窄射频带宽（传统 LTE 为 1.4MHz/5MHz/10MHz/20MHz）。
- 优势：
- 降低成本：更窄的带宽意味着更简单的射频
