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摘要：NB-loT低速率窄带物联网通信技术是当前物联网发展的主流技术之一，具有低速率、低成本、覆盖广、网络通信能力强等特点，通过对NB-loT的技术和现状进行概述，指出了NB-loT低速率窄带物联网通信技术的优势，并探讨了NB-loT低速率窄带物联网通信技术的应用发展趋势。
关键词：NB-loT；低速率窄带；物联网；蜂窝；通信
引言
在全球信息化技术不断发展下，当今社会也慢慢的步入了信息化的时代，各行各业也都在信息化技术的引导下得到了前所未有的发展。作为时代发展的一个必然产物的物联网科学技术，也进入了家家户户，最为明显的就是上网产品的使用。对于物联网络，该行业中所包含的技术也会越来越深，越来越广，其应用的范围将会在未来越来越广，渗入到人们生活的点点滴滴。NB-IoT低速率窄带技术是在此种历史背景之下所诞生的，该技术的结构以蜂窝网络为基本，有效的实现物联网在低速窄宽带在环境下构建，通过对于蜂窝结构这项科学技术合理使用，只需要消耗180KHz左右带宽的情况下，就可以进行GSM网络、UMTS网络的设计与部署，该技术的使用，很大程度的降低了物联网技术通讯运营的成本，在此过程中，也大大的降低了人力资源成本。
一、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的概述
基于3GPP技术标准下实施的NB-IoT技术，作为物联网通信技术的一种，其主要面向长距离、低速率与低功耗、多终端业务职能设备通信。因此和传统物联网通信技术相比，NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的功耗极低、成本低廉，拥有较强的连接能力以及覆盖能力，适用于多终端智能设备的长距离通信。该技术采用了端到端系统结构，系统核心网的数据处理功能极其强大，其不仅可以实现对用户界面数据的优化传输、优化处理系统控制截面，还可以根据具体用户需求随时对其接入进行优化选择与安全控制，并实现控制与用户界面间的自由切换。系统感知层NB-IoT终端NBBS在完成信息请求的发送后，经由Uu空口连接至网络层E-nodeB基站，此时该基站将负责向智能通信设备发送信息数据。NB-IoT基站不仅需要完成接入处理，同时还负责小区管理信息的管理等其他相关功能。在MI接口下作用下，经由NB-IoT基站发送出的信息将连接至系统IoT控制器，随后由这一控制器完成同终端非接入层间的数据连接和数据传输，以此有效实现用户随机接入。基站在向NB-IoT业务数据处理平台传输各项与IoT有关的业务数据之后，将依照项目各用户和数据类型，将其发送至与之对应的应用层当中。系统中所有的数据终端均需要汇聚在业务应用层中，留足系统用户实际请求完成具体的数据操作处理。而对于通信覆盖，NB-IoT上行链路传输带宽同下行链路传输带宽均为180KHZ，信号覆盖广度得到有效增加。在重新设计下行链路通信信道以及同步与参考信号后，运用独立部署的方式优化配置系统频段资源，在等级覆盖随机接入方式下，彻底突破了原本用户连接NB-IoT网络时的时间与空间限制，进一步扩大了网络覆盖范围。在业务应用层中，系统将依照具体的覆盖等级，随机选择与之相适宜的接入终端。
二、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的现状
随着社会的不断发展，移动互联技术在近几十年年当中取得了不错的发展效果，移动终端的进一步普及更是加大了其发展的脚步。而在最近几年，移动通信技术逐渐从原有的人与人之间的交流，变成了人与物之间的交流，甚至是物与物之间的联系。NB-IoT低速率窄带通信技术是全球三代合作伙伴所提出的技术，这一技术被研发出来的主要目的在于，希望可以更好的解决远距离通信，低能耗通信、多终端通信等问题。而这一技术从其基本的表现情况来看，将会具有低能耗、低成本、高效率、高覆盖四大主要特点。这一技术将会全面超越其它通信技术，成为适应能力最强、传播范围最广、应用效率最高的一种便捷通信技术。基于NB-IoT低速率窄带技术的优越性，我们国家的部分企业也参与到了技术研究与使用过程当中。在前不久，拿到了全球三代合作伙伴的“通行证”，而在研究过程当中所确立的相关技术标准，也成了全球三代合作伙伴提出的三大技术标准之一。而对于对技术标准确立的迅速性与的高效性，在很大程度之上也说明了现阶段社会对于该技术的迫切需求。而相关的企业通过参与技术表标准的制定，在很大程度之上推动了技术的进一步发展，并且很好的引领了产业的进步，最为关键的是，企业在参与的过程当中，掌握了核心技术。而这在很大程度之上使得企业的在发展过程当中，依托科技更加具有主动权力。随着技术的不断发展与相关设备的进一步完善，截止到2015年的第四个季度，我们国家内部的NB-IoT低速率窄模块已经发展到了三千万。并且的根据TSR的进一步预测，从2015年到2020年，全球直线式的蜂窝M2M模块的市场将会包含智能交通或是远程监测等多个领域的众多方面。
三、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术优势
NB-IoT低速率窄带物联网通信技术优势的分析，使得相关技术人员、通信企业以及国家相关部门进一步明确NB-IoT的重要性，进而为NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的发展提供保障。
3.1NB-IoT低速率窄带物联网通信技术覆盖范围优势
现阶段主流4G网络虽然在一定程度上满足了移动网络信息数据交互的客观要求，便利了用户对于网络资源的获取，但是从物联网的角度来看，4G环境下，其网络覆盖范围以及信息数据的传输能力难以真正实现数据的有效传输。同时蓝牙以及ZigBee等技术尽管能够实现数据的高效传输，但是由于其传输覆盖范围有效，无形之中增加了物联网通信技术的开发成本，因此其实用性大大折扣。NB-IoT以蜂窝网络作为主要结构，因此使得其支持M2M体系下海量数据连接与更新，加之移动蜂窝连接的便捷性，这就在一定程度上增加了网络自身的覆盖面积，满足物联网环境下通信流程与环节的各项需求。例如在现有的技术条件下，在同样的带宽频段下，NB-IoT网络增益超过20dB，覆盖面积扩大100倍，这种覆盖能力，使得物联网的通信能力得到大大增强，实用性切实得到保障。
3.2NB-IoT低速率窄带物联网通信技术功耗优势
NB-IoT由于其终端以及各种设备待机时间较长，待机时间可以高达10年，超长的待机与良好的功耗控制。NB-IoT低速率窄宽物联网通信技术的功耗优势，使得其模块成本控制难度较低，保证了通信运营企业的足量的盈利空间，同时也在很大程度上降低了NB-IoT设备更新换代的难度，保证了物联网通信技术体系的无缝调整，减少了不必要的资源浪费与人员费用支出。
3.3NB-IoT低速率窄带物联网通信技术数据链接能力
NB-IoT下蜂窝结构的特殊性，使得NB-IoT与传统的通信技术相比有着良好的连接能力，满足海量用户信息获取需求，例如目前NB-IoT一个扇区最多可以支持同时10万用户端的在线连接，并且即便是在满负荷的情况下，NB-IoT通信技术保持一个较低的延时率，提升了用户的满意度。
四、NB-loT低速率窄带物联网通信技术应用发展趋势
在以前的物联网使用中，都是以手机为核心的物联网模式，所出现的物联网产品都是围绕手机的配套产品。在新一代物联网时代，这种物联网结构模式已经发生改变，打破了以智能手机单一载体为终端的物联网商业架构的模式。NB-loT低速率窄带物联网通信技术的应用，在物联网领域已经出现了一个非常大的市场规模，形成了以万物互联的形态物联网，这种是以系统的感知、云计算、大数据为核心的物联网，形成一种商业生态模型。
4.1NB-IoT核心组网特征
NB-loT低速率窄带物联网提升了物联网的应用与普及率，NB-IoT
系统的核心网在系统接入时要求能够满足用户高速入网的要求，而且还能够安全的处理各种数据，保证用户能够随时随地的入网。核心网的功能必须满足如下的要求：支持控制面优化传输方案在使用非接入层时，必须要能够满足用户数据的安全，能够有效的保证用户在不同的界面切换，例如，S11和S1-U传输方式之间的项目切换，实现不同访问之间的安全控制，支持与空口覆盖增强配合的寻呼，保证各种智能设备通信之间的正常使用，以支持非IP数据经过PGW的隧道与基于通讯接口T6之间的通讯切换，实现高效率的数据传输，对仅支持NB-IoT的UE实现短信服务功能时，系统不需要联合附着技术就可以实现，以及在支持附着时系统不需要创建PDN连接就能够完成操作。
4.2国内运营商的应用
华为作为我国NB-IoT技术的推动者，华为已经与国内的多家电信服务商开展了NB-IoT技术的物联网合作服务，从2015年开始，华为与上海联通、中国电信等服务部门开展智能停车、智慧水务、智能抄表等物联网业务，实现了智能化的控制。中兴公司在深圳地区开展的智能停车物联网系统已经在实施与应用，用户可以通过手机可以进行车位查询、预定与导航、停车管理等相关的功能。以华为、中兴为代表的公司与国内电信服务商的合作，促进了我国NB-IoT业务的发展与应用。
4.3NB-IoT后续技术的演进与发展
2016年6月，3GPP完成了NB-IoT技术标准的同时也对R14标准进行立项，主要内容涉及到NB-IoT技术的多播传输、用户定位功能、无线网络的多载波接入与寻呼以及物联网的移动性、对于更低频率波段的传输与控制功能、NB-IoT技术和传感器结合、无线网络、有线设备、监控设备、远程温度、湿度控制等。R14NB-IoT的标准预计将在2017年6月完成。在NB-IoT窄带低频物联网中，要支持软件下载技术，这是典型的多播技术应用，它的传输性能比传统的LTE技术传输性能更高，因此，R14NB-IoT技术标准还要解决带宽条件下受限制的
网络传输问题，以及还需要解决单小区的多数据传播的问题。在R14NB-IoT标准中，还需要解决多载波输入的寻呼功能，以保证数据资源的优化配置与管理，提高网络资源的利用效率，促进NB-IoT技术能够在更为广泛的范围内使用。
五、结束语
随着智能、大数据挖潜、信息共享等技术不断进步，物联网将像大海一样具有更深邃的研究领域。NB-IoT作为低功耗广域网关键技术之一，在低速率物联网业务服务方面，将会带来更多的商机和更贴切的服务。
参考文献：
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