內  容  簡  介

NB-IoT技術的誕生承載著全球電信運營商對物聯網生態體係的變革。NB-IoT技術具有廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等特點，定位於運營商級、基於授權頻譜的低速率物聯網市場，可被廣泛應用在不同的物聯網垂直應用領域，並就此開啓智能連接的新時代。

NB-IoT産業已經是全球化趨勢，受到瞭全球物聯網産業鏈的普遍關注。本書的目的是讓讀者更好地理解NB-IoT技術，掌握NB-IoT全産業鏈體係架構，並清晰認識NB-IoT適用的物聯網垂直應用領域。

本書適閤NB-IoT産業鏈從業人員從全局角度掌握NB-IoT技術帶來的突破性革命，適閤高等院校物聯網工程專業作為教材使用，也適閤對物聯網感興趣的讀者參考閱讀。

前言

什麼是互聯網？什麼是物聯網？什麼又是窄帶物聯網？它們之間的區彆又是什麼？

當很多人問這些問題的時候，我覺得自己無法用簡短的話語描述清楚。機械性的描述，感覺太生硬，不容易理解，還不如讓對方去百度。在不斷的迴答和反思之後，我發現有一些錶達方式比較容易被接受。由此我萌生瞭一個念頭，讓讀者通過淺顯易懂的閱讀方式，從全局的視角來理解什麼是物聯網，並真正體會到NB-IoT（Narrow Band-Internet of Things，窄帶物聯網）技術對物聯網時代帶來的格局改變。

互聯網是從人性的角度齣發，貫穿著為人的服務。我們要分析歐美人和亞洲人的區彆，但幾乎不會分析北方人和南方人的區彆；我們要分析70後、80後、00後等不同年齡段的區彆，但幾乎不分析北京人和上海人的區彆。門戶、社交、遊戲、網購、包括智能手機等，都是從人性的角度齣發，為全球各地提供統一的應用和服務。

物聯網是從物體的角度齣發，具備典型的垂直行業特性，同時也具備天然的排他性。每一個物聯網垂直應用都具備非常鮮明的行業特性和地域特性，比如交通、醫療、安防、工業、環保、農業等，行業之間完全可以沒有交互；還有，在北京試點成功的物聯網應用，在彆的城市未必可以復製。這就是為什麼很多人說物聯網經過這幾年的發展，好像還沒有産生巨無霸的龍頭企業。

有些人說物聯網是政府的項目工程。說實在話，目前政府的各個委辦局離開瞭互聯網，都不知道該如何辦公瞭，再過幾年，各委辦局離開瞭物聯網，也將不知道如何辦公。在物聯網發展的初期階段，需要政府進行引導和布局行業的應用，這和智慧城市的管理一脈相承；但隨著整個行業的發展，政府項目的比重在逐步降低，市場化行為和企業為瞭自身管理需求的物聯網項目正在日益增長。

NB-IoT的全稱是Narrow Band-Internet of Things，是基於蜂窩網絡的窄帶物聯網技術，聚焦於低功耗廣域網，支持物聯網設備在廣域網的蜂窩數據連接，可直接部署於LTE網絡，可降低部署成本和實現平滑升級，是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術，具有廣覆蓋、低功耗、低成本、大連接等特點。

NB-IoT的誕生並非偶然，其寄托著電信行業對物聯網市場的憧憬。近10年來，由於傳統的2G/3G/4G網絡並不能滿足物聯網設備低功耗、低成本的要求，大部分物聯網設備在連接時主要使用WiFi、藍牙等免費技術，電信運營商很難從中獲利。截至2016年，全球物聯網終端超過40億颱，但接入運營商移動網絡的終端隻有2億左右，運營商在物聯網市場占比不足5%。

物聯網技術不僅能夠改善人們的生活，還能給行業帶來巨大的變革與創新，推動經濟的快速發展。隨著智能交通、智慧醫療、遠程抄錶、智能傢居、智能製造、可穿戴設備等物聯網終端的大規模應用，越來越多的工作和生活都需要通過智能終端來解決。對此，高密度的連接和降低終端成本的需求也變得越來越迫切，必須要有新的技術來滿足這樣的訴求。

現如今，全球無綫通信技術發展得如火如荼，從2G、3G到LTE技術，都圍繞著手機的功能，目的是解決以人為中心的移動通信需求，數據速率越來越高、通話質量越來越好、響應速度越來越快。但隨著物聯網應用的擴展和技術的突破，無綫通信技術的發展將趨嚮於兩極分化。

M2M設備長期以來采用的都是和手機通信基本一緻的通信製式，在沒有其他選擇的情況下，基於運營商的蜂窩網絡是M2M直接、投入少的連接方式。然而，手機通信和M2M通信的需求畢竟有很大不同。M2M設備為瞭適應垂直行業應用的不同特性，對功耗要求、數據速率、網絡覆蓋、成本價格等都會有所不同。

例如，在車聯網方麵，汽車終將是一個大型的移動通信終端，需要兼具安全、娛樂等多種功能，對數據傳輸速率、帶寬要求都比較高。與傳統手機相比，車聯網的一個重要訴求就是實時性，尤其是未來的無人駕駛時代，實時通信的響應速度將是決定性的因素。而對於遠程抄錶、智能停車、風力發電、鐵塔監控等需求，對數據的實時性及傳輸速率帶寬等方麵的要求則非常低。

在物聯網的各種垂直行業應用中，低功耗廣域網的占比非常大，高達60%以上。窄帶物聯網有望結束過去物聯網垂直行業應用碎片化的現象。進入4G時代以後，M2M與智能手機的通信協議逐漸分離，針對不同的應用場景，齣現瞭不同的無綫通信方式。業界正在探索適用於低功耗廣域網的物聯網無綫通信技術，包括NB-IoT、eMTC、LTE-Cat1、LoRa等技術。

對於M2M模塊廠傢，首先麵臨的難題就是和各種LTE的頻段及CAT的競爭。LTE雖然是全球統一的國際標準，具備非常多的優勢，也一直在實施版本演進以用來適應時代的變化。但是，LTE的頻段設計紛繁復雜，産品開發難度太大，終端成本的降價幅度並不理想。

目前，如果使用WiFi或藍牙技術支撐低功耗廣域網的行業應用，大多隻適用於室內環境，並且必須使用中繼器進行傳輸，功耗是大的瓶頸。對於大數據量傳輸的終端，如高清攝像頭，通常采用光縴通信。對於很多小數據量傳輸的終端，可以接入2G、3G、4G網絡，但難以滿足低功耗、低成本的訴求。

以智能傢居為例，應用場景可區分為兩種，一種是為消費者提供服務，另一種是為企業提供服務。WiFi技術更適閤於為消費者提供服務，廣域網更適閤於為企業提供服務。這是因為企業的訴求是大範圍的網絡覆蓋及連續的大數據搜集，而WiFi路由器通常不受企業控製，依賴消費者是否打開或關閉。

NB-IoT技術具有廣覆蓋、低功耗、低成本、大聯接等特點，基於運營商的授權頻譜，可廣泛應用於不同的物聯網垂直行業應用領域。NB-IoT技術由LTE網絡架構演進，使用現有的授權頻譜，對信息的安全性和可靠性都進行瞭較大的提升，並且減少瞭許多不必要的乾擾問題。

從另外一個角度看，值得關注的是運營商網絡的生命周期。在M2M初期，沒人會想到GPRS有一天會消失，而到現在，每一代蜂窩網絡的生命周期都越來越短。NB-IoT的一個重要驅動力來源於2G、3G的退網，過去運營商的2G、3G網絡主要服務於語音，現如今語音業務轉嚮采用VoLTE技術，運營商傾嚮於重耕這些寶貴的頻譜資源，挖掘具備更大價值的數據通信和物聯網應用。

預計到2020年，M2M市場將會齣現500億的設備終端，除去藍牙、WiFi等無綫連接，基於蜂窩網的物聯網終端數量將達到200億。如果M2M設備全部占用與手機網絡相同的資源，跟著手機從2G、3G、4G嚮5G進行演變，那麼龐大的物聯網終端數量勢必會壓垮現有的蜂窩網絡。就算不斷地加大網絡建設投入，也應對不瞭如此快速的M2M市場增量。

3GPP在2015年9月確立NB-IoT為窄帶蜂窩物聯網的一標準，於2016年6月實施3GPP Rel-13

的凍結，速度之快令業內颳目相看。NB-IoT技術優勢主要體現在如下幾個方麵。

?  廣覆蓋：NB-IoT技術與GPRS或LTE相比，大鏈路預算提升瞭20dB，相當於提升瞭100倍，即使在地下車庫、地下室、地下管道等普通無綫網絡信號難以到達的地方也容易覆蓋到。

?  低功耗：NB-IoT技術可以讓設備一直在綫，但是通過減少不必要的信令、更長的尋呼周期及終端進入PSM狀態等機製來達到省電的目的，有些場景的電池供電可以高達10年之久。

?  低成本：低速率、低功耗、低帶寬可以帶來終端的低復雜度，便於終端輕鬆實現低成本。同時，NB-IoT基於蜂窩網絡，可直接部署於現有的LTE網絡，運營商部署成本也比較低。

?  大連接：NB-IoT基站的單扇區可支持超過5萬個用戶終端與核心網的連接，比現有2G、3G、4G移動網絡有50～100倍的用戶容量提升。

?  授權頻譜：NB-IoT可直接部署於LTE網絡，也可以利用2G、3G的頻譜重耕來部署，無論是數據安全和建網成本，還是在産業鏈和網絡覆蓋，相對於非授權頻譜都具有很強的優越性。

?  安全性：繼承4G網絡安全的能力，支持雙嚮鑒權和空口嚴格的加密機製，確保UE在發送接收數據時的空口安全性。

事實上，NB-IoT産業已經是全球化趨勢，受到瞭全球物聯網産業鏈的普遍關注，如下圖所示。

NB-IOT産業鏈

物聯網産業鏈的從業者眾多，但相對單純。離客戶較遠的包括電信運營商、通信設備商、芯片商、通信模組商、配套服務商等。他們和終客戶距離較遠，利潤率相對較低，但通過規模效應比較容易形成巨無霸産業。離客戶較近的是各種各樣的物聯網垂直應用服務商，廣泛活躍在遠程抄錶、智慧城市、

資産管理、智慧物流、電梯物聯網、智能交通、消防物聯網、環保物聯網、地下空間、智能建築、工業物聯網、農業物聯網、可穿戴設備等領域。他們對終客戶貼身服務，利潤率相對較高，但受物聯網典型的排他性因素影響，較難形成巨無霸企業。

中國市場是全球物聯網從業者的大市場，將會是第個實現大規模覆蓋的國傢。中國擁有一批物聯網垂直應用的領軍企業，上下遊産業鏈閤作趨勢強烈。

本書爭取利用淺顯易懂的方式進行科學的闡述，讓讀者不至於感到枯燥無味，從事標準製定的人員可以瞭解物聯網行業需求什麼，從事應用開發的人員可以瞭解NB-IoT技術的優勢和發展脈絡，從事平颱開發的人員可以清楚需要提煉的共性模塊，管理人員可以清楚行業格局的大勢所趨，學生可以深入掌握貼近市場的需求。本書的結構如下。

第1篇：物聯網概述，用淺顯易懂的方式來介紹什麼是物聯網，什麼是低功耗廣域網。

第2篇：NB-IoT概述及其關鍵技術，用於瞭解NB-IoT的發展曆程和關鍵技術特點。

第3篇：NB-IoT標準體係，用於掌握NB-IoT物理層、層2、層3的國際標準體係架構。

第4篇：NB-IoT網絡部署和産品設計，用於掌握NB-IoT的網絡體係架構、産品設計等。

第5篇：NB-IoT産品測試，用於掌握NB-IoT網絡測試、終端測試、認證測試等內容。

第6篇：NB-IoT版本演進，用於瞭解NB-IoT Rel-13標準體係及後續的版本演進目標。

第7篇：NB-IoT應用領域，用於掌握適閤NB-IoT技術應用的物聯網垂直應用領域特點。

本書由中國NB-IOT産業聯盟組織編寫。該聯盟旨在促進産業鏈健康、快速、可持續發展，打造端到端的全産業鏈生態環境，擴大移動運營商網絡在物聯網領域創新和應用，鼓勵運營商和設備商閤作建立NB-IoT開放實驗室，為創新及應用提供開發和測試環境，加速技術創新和市場化。

在本書的編著過程中，著者非常榮幸地采訪瞭物聯網領域的很多專傢，包括3GPP NB-IoT標準提案人、教授、學者、企業傢、工程師，以及熱衷參與中國NB-IoT産業聯盟活動的眾多積極分子。在此，感謝各位同仁對本書的大力支持。

NB-IoT物理層是非常關鍵的章節，孫菲菲、劉錚、孫英等在本部分給予瞭大力支持和幫助。NB-IoT網絡接口協議方麵周曉星做瞭大量工作。 【正版現貨】NB-IoT技術詳解與行業應用/科學齣版社/解運洲/物聯網技術 下載 mobi epub pdf txt 電子書

書寫的很棒，很有幫助，受益匪淺。

公司給新員工學習用，很好的書

價格實在量又足！內容詳實有看點！

內容很全麵，乾貨很多

這是市麵上第二本NB-IOT的書籍，寫的比較通俗易懂，涵蓋的知識麵也含權

好書，非常有幫助。

大品牌，不錯，質量過硬，公司一直用。

起初忘記要發票瞭，店傢補發瞭發票，服務態度非常好！書也不錯，很值得參考！

這是市麵上第二本NB-IOT的書籍，寫的比較通俗易懂，涵蓋的知識麵也含權