TPUNB协议是一种具有国产自主可控的窄带物联网通信协议。具备低功耗、高灵敏度和远距离传输等特点，TPUNB协议为各类物联网应用提供了强大支持，致力于成为物联网行业的创新力量。
一、TPUNB协议简介
TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band)协议是一种针对窄带物联网应用的国产自主可控无线通信协议。它专为在低功耗、远距离传输及安全稳定性等方面的需求而设计，以满足多样化的物联网应用场景。
二、TPUNB协议特点
- (1) 低功耗：静态功耗仅为2μA，可唤醒休眠电流为8~22uA，确保设备在长时间工作情况下的能效表现。
- (2) 高灵敏度：接收灵敏度高达-134 dBm，有效降低误码率，提高数据传输的准确性。
- (3) 远距离传输：最大链路预算为164 dBm，郊区覆盖范围可达10km以上，城市环境下覆盖范围为3~5km。
- (4) 高并发：采用TP-DSME技术，实现单网关2秒内80终端并发，提高网络资源利用率。
- (5) 多网络结构：支持星型、点对点、树形、Mesh自组网等多种网络结构，满足不同应用场景的需求。
- (6) 安全可靠：在4G/5G的认证与密钥协商协议(AKA)基础上，加入物理层认证和国密、ZUC密钥生成算法，确保从物理层到应用层的全方位安全防护。
三、TPUNB协议调度
(1) 确定性时延资源预分配：这种调度方式通过提前为终端设备分配固定的时间资源，确保在关键时刻数据能够及时传输。适用于对时延敏感或需要实时性较强的应用场景，如工业控制、安防监控等。
(2) ALOHA随机调度：ALOHA随机调度利用时隙Aloha技术，在网络中随机地为每个终端设备分配时间资源。当终端设备需要发送数据时，它会检查当前时隙是否可用，若可用则立即发送数据;否则，它会等待下一个时隙。这种调度方式适用于不太关心时延的应用场景，如环境监测、智能家居等。
(3) 动态资源调度：动态资源调度根据网络实时状况和各终端设备的需求动态分配时间资源。这种调度方式可以更好地平衡网络负载和提高资源利用率，适用于各类应用场景。
四、TPUNB协议赋能网络各层
- (1) 物理层：在TPUNB协议中，物理层采用低功耗、高灵敏度的射频技术，如(G)FSK+扩频(联合扩频调制)，以实现远距离传输和低误码率。此外，物理层还加入了认证机制，确保数据传输的安全性。
- (2) 数据链路层：TPUNB协议在数据链路层采用TDMA时隙Aloha技术进行多址分配，提高网络资源利用率。此外，数据链路层采用多种调度方式，如确定性时延资源预分配、ALOHA随机调度和动态资源调度等，满足不同应用场景的需求。
- (3) 网络层：在TPUNB协议中提供了多种组网方式，包括星型组网、点对点组网、链型自组网和树型自组网等，使得网络能够灵活地适应不同场景和需求。
- (4) 应用层：在TPUNB协议中，应用层支持多种通信协议，如MQTT、HTTP、gRPC等，同时提供Java、Golang等主流语言SDK，方便用户开发和部署物联网应用。
- (5) 平台层：技象科技搭建的TPaaS平台，为用户提供连接、设备、业务、应用等一站式的物联网人工智能解决方案和专业服务。该平台支持多种协议设备高效接入，轻松处理结构复杂的业务规则数据，并确保开放性。
五、推动TPUNB协议的研发与应用
技象科技在TPUNB协议的研发与应用方面做出了杰出贡献。其首款全国产化物联网芯片“象芯1号”已成功研制，具备低功耗、远距离传输等特点。此外，技象科技基于TPUNB协议及“象芯1号”芯片，研发了涵盖基站、网关、通信模组等完备的网络传输核心产品体系，并已实现规模化商用。
TPUNB协议作为一种国产自主可控的窄带物联网通信协议，在低功耗、远距离传输和安全稳定性等方面具有显著优势。随着技象科技等企业的不断创新与发展，TPUNB协议将在物联网行业发挥更大作用，推动国产技术走向世界舞台。
