近年来物联网已经成为十分热门的话题,虽然出现了许多物联网通信技术,但物联网技术却一直缺乏一个统一的标准。3GPP在Release 13引入了窄带物联网（Narrowband Internet of Things,NB-IOT）,NB-IOT作为一种低功耗广域网技术,具有深度覆盖、低功耗、低成本和大连接等特点,在物联网应用领域,NB-IOT已经得到广泛的关注,NB-IOT被视为物联网领域最有前景的技术之一。本文首先研究了NB-IOT的覆盖增强性能。首先分析了功率谱密度提升和重复传输两种覆盖增强技术,与GPRS相比,NB-IOT上行功率谱密度最高可以提升约7d B,而重复次数翻倍时可以获得约3d B的信噪比（Signal to Noise Ratio,SNR）增益。然后基于仿真平台,对15k Hz和3.75k Hz两种子载波间隔在单子载波（Single-tone）传输时的覆盖性能进行仿真分析,结果表明,NPUSCH在15k Hz和3.75k Hz Single-tone传输时分别重复32和8次可以达到最大耦合损耗（Maximum Coupling Loss,MCL）164d B,即实现覆盖增强20d B的目标。本文还研究了NB-IOT上行数据速率和链路自适应。首先研究了功率谱密度提升和重复传输对数据速率的影响、Cat-NB2终端的数据速率以及NB-IOT在不同覆盖增强等级下的数据速率,NB-IOT在三种覆盖增强等级下的PHY层数据速率分别为21.12kbps、2.56 kbps和0.31 kbps。由于NB-IOT支持重复传输以增强覆盖,因此NB-IOT的链路自适应至少需要考虑MCS和重复次数两个维度,同时需要考虑NB-IOT低复杂度的要求,本文提出了一种简单有效的链路自适应算法,首先根据数据包大小选择MCS,然后确定的重复次数应为满足误块率要求的最小值,仿真结果表明,提出的链路自适应算法可以减小传输时间并消耗更少的资源。本文最后从电路低功耗设计角度出发,研究能够降低NB-IOT终端芯片功耗的低功耗设计技术。首先分析了功耗的组成、NB-IOT的低功耗模式以及低功耗设计技术,然后基于蜂鸟E203处理器,采用了多电压、门控时钟和操作数隔离等低功耗技术,多电压技术在满足电路性能要求下,通过对部分模块采用较低的电源电压供电降低电路的功耗,门控时钟通过降低时钟信号翻转率降低电路功耗,操作数隔离通过降低组合逻辑翻转率降低电路功耗,结果表明,采用低功耗设计技术后,虽然面积增加了28%,但功耗降低了55%。