TPUNB®技术架构

TPUNB®（Techphant Ultra-Narrow Band）是技象科技聚焦物联网底层硬核关键技术，100％自主研发的LPWAN无线窄带通信系统，通过TPUNB基站、网关、模组等网元设备，采用多种组网方式，灵活搭建多种场景的安全物联专网，实现网络覆盖范围内大量感知终端的超低功耗连接，具备高安全性、抗强干扰、多并发、低成本、易部署等特点，可广泛应用于智慧城市、智慧园区、智能电力、工业物联网等众多领域。

TPUNB®

——全栈式物联网窄带通信系统

　　TPUNB(Techphant Ultra-Narrow Band)是技象科技聚焦物联网底层硬核关键技术，100%自主研发的LPWAN无线窄带通信系统，也是目前国内真正从物理层、链路层到平台层统一设计，由“底层”+“系统”两大能力共同驱动的全栈式物联网窄带通信系统。

　　TPUNB采用国际首创的基于S-FSK调制的超远距离无线传输技术，并结合面向应用定制化的通信组网协议，支持433MHz、470~510MHz非授权频段，以及可定制的230MHz、800MHz等专有频段，具备高安全性、抗强干扰、多并发、低成本、易部署等特点。

调制方式	网络拓扑	发射功率	覆盖	物理层速率	芯片情况
S-FSK	星型，Mesh	网关：最大 30dBm 模组：最大 20dBm	城区：3km 郊区：10km	0.2~30 kbps	自主可控

可唤醒控制类设备最低功耗	静态功耗	DSME并发容量	二开定制难度	灵敏度
20 μA	不大于3 μA	2秒40个	容易	- 134 dBm @ 0.2 kbps - 111 dBm @ 30 kbps

　　基于坚实的底层技术，技象科技专门针对应用特征，提供下至帧结构优化、上至应用接口协议转换的全局化网络设计能力，充分满足用户应用需求。

　　TPUNB®采用基于联合扩频调制的超远距离无线传输技术，系统采用通信组网协议控制技术，支持433 MHz、470～510 MHz非授权频段，同时也支持定制开发的230 MHz、800 MHz等专有频段，具备高安全性、抗强干扰、多并发、低成本、易部署等特点。

高安全

抗干扰

多并发

低成本

易部署

TPUNB®技术路径

物理层
链路层
平台层

在物理层，技象科技的首款全国产化物联网芯片 “象芯1号”已研制成功。该芯片具有低功耗、超远距离传输等特点，以适应不同功耗及覆盖距离的物联网应用需求，目前已实现规模化应用。

在链路层，技象科技基于100%自主知识产权的TPUNB无线通信协议以及“象芯1号”，自主研发了涵盖基站、网关、通信模组等完备的网络传输核心产品体系，已实现规模化商用。

在平台层，技象科技搭建的TPaaS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，同时保证开放性，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。

TPUNB®技术参数

技术指标	数值	技术指标	数值
频段	230 MHz、433 MHz、470 MHz~510 MHz、800 MHz	突发数据速率	0.3k ~ 36kbps
接收灵敏度	-134 dBm	发射功率	17 dBm ~ 30dBm（可配置）
最大链路预算	164 dB （郊区：＞10km 城市：3~5km）	芯片情况	全国产自主知识产权，通用芯片
带宽	200 kHz	并发实时性	单网关2秒内40终端并发
调制方式	S-FSK调制	静态功耗	2μA
多址方式	TDMA+时隙Aloha	网络结构	星型、点对点、树形、链型自组网等
基站最大终端容量	万级	固态升级时间	3分钟内

TPUNB®系统特性

系统能力	特性描述	性能指标
支持确定性传输的资源调度协议技术	支持三种无线资源分配确定性时延资源预分配 ALOHA随机调度动态资源调度	网络时延最低达0.3秒单网关2秒内40个并发传输成功率99％
深入底层需求的系统级控制	FUOTA差分升级低功耗控制物理层+系统的多维度安全认证	固件升级时间不超过3分钟可唤醒休眠电流10~45uA 不可唤醒休眠电流2uA
开放的感知平台	多协议支持快速接入安全可靠性能稳定	支持MQTT、HTTP、gRPC等超过5个主流协议提供Java、Golang等主流语言SDK 多种认证方式及传输加密协议毫秒级解析延迟，支持弹性扩展
灵活可靠的多模式网络架构	星型组网点对点组网链型自组网树型自组网	秒级网络接入时延网络应用无死角覆盖

国际首创的基于S-FSK的低功耗广域物联网技术是什么？

S-FSK：FSK modem with SIMS (Sequence Index Modulation Spread)，即基于SIMS扩频的FSK调制解调技术。
SIMS扩频是区别于传统CDMA直接序列扩频（DSSS）的扩频方式，相比DSSS扩频技术，SIMS扩频的传输效率更高，传输增益提高10-30dB，具备更强的抗干扰能力。

对比	S-FSK技术	CSS扩频技术
快速同步能力	S-FSK采用随机FSK/MSK调制，实现信号近零相关性采用FFT可以实现频域快速检测，实现精准频率同步	Chrip信号具备零相关性，可以实现精准时钟同步具备快速频域检测特性，可以实现精准频率同步
终端接入能力	采用码分多址及非正交接入，通过特别的码本设计，终端容量可提升两个量级	采用Chrip扩频及时分正交接入，终端接入容量有限
覆盖水平	与MIMO技术联合，采用分段重传合并进一步得到HARQ增益，传输增益提高10~30dB	采用链路自适应性调制扩频深度，提高传输增益有限

TPUNB®技术优势

TPUNB无线窄带通信系统技术优势体现在两个方面：“底层通信能力”和“系统平台能力”。
在底层能力方面，基于MuFFS空中接口技术及芯片技术，TPUNB技术提供坚实安全的底层通信能力。
在系统能力方面，基于底层通信系统，面向上游提供泛协议接入能力，面向下游提供即插即用的高效灵活系统平台能力。
既能运用灵活的多模协议控制技术，系统性的支持多样化应用，也能满足多应用场景的深度定制需求，同时保证了通信数据的安全性。

坚实安全的底层通信能力

MuFFS

多模、灵活、可靠的

物理层空中接口技术

技象科技凭借数十年的通信能力积累，突破了物联网低复杂度、低功耗要求下的高性能无线传输关键技术，研制了适合垂直行业多应用模式、频谱接入灵活、扩频增益高的MuFFS空中接口技术。

象芯1号

自主安全的底层

通信技术芯片化

技象科技依托中国电科全面的、专业的电子信息产业链，通过自主研发超低功耗窄带物联网芯片，将MuFFS物理层空口芯片化，实现高功效与高谱效相结合，同时引入底层物理层安全认证，实现芯片级通信安全。

PLA认证

物理层安全认证

技象科技在4G/5G的认证与密钥协商协议（AKA）基础上，加入物理层认证，采用对称密钥机制，国密、ZUC密钥生成算法，形成适用于窄带物理层的、高效安全的安全架构，从物理层入口到应用提供全方位的安全保障。

高效灵活的感知系统能力

解耦系统架构

解耦解决方案能力组件

技象科技从底层设计物联网感知系统平台，采用灵活解耦架构设计，以TPUNB通信系统为核心，通过TPUNB-X协议栈实现应用与系统解耦，将协议栈从项目定制转为可复用的插件工具；以TPaaS为平台，通过标准化、组件化设计，为合作伙伴提供开放的生态接口。使物联网行业解决

TPUNB-X协议栈

面向应用的定制化协议技术

技象科技基于MuFFS空口的多模灵活特性，设计面向X应用（某指定应用）的协议栈技术体制，通过对应用相关协议控制的资源预编排，为不同应用提供从底层空口控制参数到高层的垂直化无线资源管理，以实现深入行业底层需求的全栈式定制化协议栈，有效解决行业用户的痛点问题。

TPaaS平台

面向生态的开放接口平台

技象科技TPaaS平台从三个层面提供开放的接口：面向产业上游，实现感知终端与通信模组的解耦，简化感知终端入网对接；面向产业中游，开放TPUNB通信能力，赋能中游生态伙伴；面向产业下游，实现顶层硬件和应用的解耦，通过北向标准化数据接口实现云平台和上层应用的高效对接。

系统能力	特性描述	性能指标
支持确定性传输的资源调度协议技术	支持三种无线资源分配确定性时延资源预分配 ALOHA随机调度动态资源调度	网络时延最低达0.3秒单网关2秒内40个并发传输成功率99％
深入底层需求的系统级控制	FUOTA差分升级低功耗控制物理层+系统的多维度安全认证	固件升级时间不超过3分钟可唤醒休眠电流10~45uA 不可唤醒休眠电流2uA
开放的感知平台	多协议支持快速接入安全可靠性能稳定	支持MQTT、HTTP、gRPC等超过5个主流协议提供Java、Golang等主流语言SDK 多种认证方式及传输加密协议毫秒级解析延迟，支持弹性扩展
灵活可靠的多模式网络架构	星型组网点对点组网链型自组网树型自组网	秒级网络接入时延网络应用无死角覆盖