NB-loT技术特点及发展趋势

产业观察

DCW

NB-IoT技术特点及发展趋势关翠霞，罗智敏

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

本文简要介绍了NB-IoT技术，并详细探讨了其在智慧城市建设过程中的实际应用。摘要：

NB-IoT；物联网；低功耗广覆盖关键词：

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2018.01.010doi：

TN92 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2018）01-0037-03中图分类号：

NB-IoT Technology and Development Trend

Guan Cuixia, Luo Zhimin

(State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing,100041)

Abstract: This paper briefly introduces the NB-IoT technology, and discusses its practical application in the

process of smart city construction.

Keywords: NB-IoT; Internet of Things; LPWA

随着信息技术的不断发展，移动宽带、大数据、云计算、物联网等层出不穷，我们的生活正发生着巨大的变化。尤其是物联网技术在各个行业的应用更加深入，为相关产业的发展提供了新的机遇及挑战。爱立信在2016年年中发布的研究报告显示，到2021年全球将有280亿个连接，其中157亿个连接是物联网，而使用移动蜂窝技术的物联网连接将有15亿个，占比约为10%。由于基于移动蜂窝网络的NB-IoT具有覆盖范围广、连接性好等优点，受到越来越多的关注。

室内都具备很好的网络覆盖。

（2）低功耗：通过降低芯片复杂度，简化空口信令，减少终端监听网络的频度，采用长周期的RAU/TAU，减少终端发送位置更新的次数等技术来降低终端功耗，基于AA电池，使用寿命可长达10年。（3）低成本：由于采用180kHz的窄带系统，降低了基带的复杂度，简化协议栈带来了FLASH的减少，同时还使用了低采样率，单天线、半双工等技术降低了RF成本。终端芯片成本在大规模商用后可以降到1美元。

（4）大容量：通过采用窄带技术，提升上行等效功率，扩大了信道容量，同时空口信令开销降低，也提升了频谱效率。另外对基站、核心网等进行优化也提升了小区的容量。在一个小区可以接入高达10万个用户。

目前，中国移动已建成了NB-IoT网络，并在江西省鹰潭市建成了第一个全城覆盖的网络；中国电

1 NB-IoT特点及发展现状

2016年6月NB-IoT的标准已经冻结，上行支持

Single-Tone和Multi-Tone两种技术，需要终端上报其能力以便网络进行集中调度；下行采用OFDMA 15kHz的子载波。NB-IoT具有覆盖广、低功耗、低成本和大容量等诸多优点：

（1）覆盖广：基于移动蜂窝网技术，在室外和

作者简介：关翠霞，女，汉族，1990年生，本科，现就职于国家无线电监测中心检测中心。

罗智敏，男，汉族，1989年生，本科，现就职于国家无线电监测中心检测中心。

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信已经建成基于用，市；鹰潭市是中国电信第一个物联网全域覆盖的城800MHz的NB-IoT网络并投入商并在多个行业开展应用。中国联通已经建成基于900MHz的NB-IoT网络年的发展。

1月发布了物联网发展规划，工业和信息化部也在提出要加快NB-IoT20172 NB-IoT带来的挑战

能力提出了非常高的要求。物联网有大量连接要求，IoT具备一定的优势，会接入大量的物联网设备。基于移动蜂窝网的对物联网的网络接入NB-传统的移动蜂窝网主要是满足个人的移动通信需求，是根据人口和业务流量分布来进行网络规划、盖和承载等能力建设的，覆展，随着物联网业务应用的发等方面将面临较大挑战。

传统移动蜂窝网在单位面积容量、接入端数量术需求等差异巨大，物联网连接物复杂多样，满足多样化的用户需求。无法用一个通用标准化产品来带来的终端形态、技也是跟这些物所对应的终端。物联网是为物服务连接的较小的物，如物联网连接的是比网连接的是工业控制中的某个大型器械，那么其终端体积就会非常小；如果物联接终端在形态、较大。

体积等方面则需求不一样，那么其连差异化来的技术需求也是千变万化。另外，物联网终端所在工作环境千差万别，远程监控应用，例如远程抄表、带要求能够提供产的主要特点。

10能耗是其重要技术指标，部分年的能源，这是关系其能否规模量有的甚至网业务模型差异大，物联网业务应用场景各式各样，时延上看，对于技术要求差别也很大。导致各种物联从应用；有对时延性非常敏感，要求毫秒级别的接受的应用。也有对时延性不敏感，分钟级别的时延也能Mb/s以上的视频监控类应用，从数据速率需求来看，也有对速率要求很低有速率要求在的抄表类业务应用，从业务接入次数要求来看，b/s的接入速率就可满足需求。常通信业务和定期通信业务等，包括实时通信业务、异数和频率上需求差异很大。各类业务在接入次络技术实现物联网业务的应用，因此，技术的适应性提出了更多样化的要求。

给传统的移动蜂窝通过移动蜂窝网38DIGITCW

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3 NB-IoT发展策略分析

展，行业较多，首先应考虑合理的商业模式。（1）建立合理的商业模式。一个产业要持续发由于标受众，外，提高点对点的精确性，有更加多元化的盈利渠道。NB-IoT涉及做好精确营销。需要明确目此不断拓宽思路，基于NB-IoT开辟更多的盈利渠道。的收费和支付也会更加清晰，可以终用户，（2）络运营商、还包括芯片推动产业链发展。/模组厂商、物联网生态链上除了最终端设备厂商、网数据分析厂商、系统供应商、集成商、综合方案提供商、发者等各种角色。服务提供商、方应该共享客户资源，不同角色以不同的方式推动，大型开发者、中小微开享技术资源，获得产业链收益增长点；各共扩大市场覆盖，提供跨行业甚至跨国服务；供全产业链方案，提高物联网市场议价能力；各方共同各方也需要积极探索物联网业务合作的新模式，帮助客户降低成本。产业链上的合作提分发挥自身优势，发展与繁荣。

集中优势力量，共同推动产业的充需要不断创新，（3）推动NB-IoT的创新。NB-IoT业务的发展向，人们生活水平的提高及休闲娱乐时间的增加，以满足社会不断增长的物质和文化需求。同时也要符合我国战略发展的大方随着类、等各种各样的文化消费不断增长，影视类、交易类、通信类、娱乐类、跨屏互动类综艺化、足大众的文化需求，差异化特征十分明显。因此，NB-IoT用户需求的个性不断根据客户的需求推出客户喜欢的内容。而且要注重满足长尾需求，不仅要满要业务创新，用充分利用现有的内容服务资源，要加快充分利度，NB-IoT模，为用户提供良好的体验，将好的应用提供给广大用户繁荣NB-IoT产业。

吸引用户，，加大创新力扩大用户规如芯片、（4）加强相关技术研发。NB-IoT相关的硬件，应用要求，模组等也非常重要，不同的行业有不同的规模。可以进一步提升此外，降低硬件成本，在软件方面，有助于进一步扩大产业对于软件应用的要求迅速上升，NB-IoT的竞争力。需要打造多样化的应用，IoT提供不断丰富的应用，可以增强对于聚集开发者为随着未来人们NB-IoTNB-应用乃至整个NB-IoT产业链的控制能力。

在平台方面，国内三大电信运营商都建设了物

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联网管理平台，需要进一步完善和加强平台的建设，能够更好地构建设备管理、能力调用、数据收集及分析等能力，通过低门槛的物联网应用，吸引用户群，聚合生态圈；获取更多有价值的数据，挖掘更多的价值，聚合产业链中的各种角色。（5）加强安全研发。要加强对NB-IoT的安全性研究，提高NB-IoT的安全性。迄今为止，安全性问题仍然是NB-IoT潜在用户的最大顾虑之一。2006年10月在美国就发生了一起控制网络摄像头，然后操纵这些“肉鸡”攻击美国多个知名网站如Twitter、PayPal等的事件，多个知名网站被迫中断服务。目前我国工业和信息化部已经发布了网安【2016】452号文《工业和信息化部关于进一步防范和打击通讯信息诈骗工作的实施意见》，进一步加强物联网安全，运营商也在加强物联网卡实名制管理，并采用相关管控措施。

大容量）基础上，对NB-IoT技术发展对未来生活的

影响及发展趋势进行了重点分析。笔者认为随着相关措施的落实到位以及技术的发展，我国的NB-IoT通信技术必将会获得长足的发展，未将来的5G技术提供充分条件，并由此促进各项效益的提升。■

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参考文献

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4 结束语

本文在分析NB-IoT技术特点（覆盖广、低功耗、

（上接第60页）

文献[6]实现了仅2.5米长的32 Gbits-1的轨道角动

量毫米波通信链路，在X极化和Y极化上均成功传输了轨道角动量为l=-1,-3,1,3的涡旋电磁波，共计8个通信信道，误码率低于3.8×10-3，通×信链路框图如图4所示[6]。2016年12月，清华大学航天航空学院航电实验室成功完成世界首次微波频段轨道角动量（OAM）电磁波27.5千米长距离传输实验[1]，标志着我国在轨道角动量电磁波的研究上取得了重大的成果与进展，但由于测试资料与分析资料较少，尚无法知晓该传输实验是否涉及多个轨道角动量电磁波的同时传输。

5 结束语

本文在介绍轨道角动量电磁波的基本概念和两个重要特点的基础上，明确了其在接收环节上存在的技术瓶颈，同时也指出了由于其为复用技术提供了另一个新的维度，故可有效提高频谱复用率，极利于缓解无线频谱需求量急剧增加与有限的频谱资源之间的矛盾。■

参考文献

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