物联网一直是个热门话题,因为其作为互联网的延伸和拓展,使得物物之间可以信息共享和数据交换,应用场景广泛,市场规模宏大。窄带物联网（NB-IoT）技术是第三代合作伙伴计划（3GPP）批准的一项针对物联网应用的长期演进规范,作为实现低功耗广域网（LPWAN）的解决方案之一。NB-IoT技术构建于蜂窝网络,可直接部署于现有的网络,有着低功耗、强覆盖、低成本、大连接等技术特点。为了探究NB-IoT设备的电池寿命可达10年的原因,本文研究了NB-IoT的功耗模型,发现该模型考虑影响功耗的因素过少,下行传输设置不合理,导致该功耗模型不够泛化,适用范围太小,不能准确反映不同情形下设备的功耗情况。针对这些缺陷,本文补充考虑3个因素,逐步解构和完善模型,使其更合理更泛化,能更准确地反映实际应用中设备的功耗情况。新旧模型的对比实验,证实了补充考虑的因素的确对电池寿命有着很大的影响。设备在接入网络时因冲突而重复接入所导致的能量损耗对设备的电池寿命也有很大影响。由于可供选择的前导码数量增多可以降低接入冲突的概率,本文提出了一种使前导码数量倍增的方法。该方法在NB-IoT的原有前导码的基础上产生长度减半的新前导码,新旧前导码共存就可以使整个体系中有两套前导码可供设备选择,实现了前导码数量倍增。为了探究前导码数量对设备接入成功的影响,本文给出了一种基于比较接收信号的功率与阈值来检测前导码的分析方法,用以求取前导码检测的虚警概率、误测概率和设备的接入成功概率。根据该分析方法进行对比实验,对比前导码数量不同的新旧两种体系中设备接入成功的概率,实验结果表明,同时接入网络的设备数量相同时,前导码数量倍增的新体系比旧体系获得更高的接入成功率。本文的主要贡献有:一是首次对NB-IoT的功耗模型进行研究,对其更新完善,使其更合理更泛化;二是提出了一种使NB-IoT的前导码数量倍增的方法,且新前导码长度减半,有利于减少设备的发射功耗;三是提供了一种前导码检测的分析方法,把虚警率和误测率通过接收信号功率的概率分布函数来表示。