蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用

楊永忠++牛小勇

摘 要

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代到來。在此背景下，我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，受到了相關(guān)人員的關(guān)心與重視。通過對NB-IoT進(jìn)行簡單的介紹，了解其主要內(nèi)容以及重要性。在此基礎(chǔ)上，針對蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)以及業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行一系列的研究分析。同時(shí)，對NB-IOT的需求與發(fā)展進(jìn)行思索與展望。借此平臺，與各位相關(guān)研究人員進(jìn)行交流分析。

【關(guān)鍵詞】蜂窩網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 業(yè)務(wù) 應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由于其自身所具有的一系列特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多種類型的機(jī)器設(shè)備、應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)之間的合作，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。因此，受到了我國各行各業(yè)相關(guān)人員的廣泛關(guān)注與高度重視。近幾年來，我國蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，業(yè)務(wù)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，為我國居民提供經(jīng)濟(jì)、可靠、高效的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，受到了人們的歡迎與喜愛。

1 簡述NB-IoT

NB-IoT全稱為Narrow Band Internet of Things，翻譯為中文是蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，其作為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，可直接用于對GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)以及LTE網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)的部署工作。NB-IoT是IoT（物聯(lián)網(wǎng)）領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)中的蜂窩數(shù)據(jù)連接，具有以下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

1.1 覆蓋范圍廣

在外界環(huán)境條件均相同的情況下，蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋面積為現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的100倍。

1.2 具有較強(qiáng)的連接能力

蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

1.3 能耗低

由于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)能耗較低，因此，其終端模塊待機(jī)時(shí)間可長達(dá)10年之久。

1.4 成本低

企業(yè)的單個(gè)蜂窩窄帶物聯(lián)網(wǎng)連接模塊不超過5美元。因此，受到了人們的歡迎與喜愛。在這一時(shí)代背景下，世界各個(gè)國家和地區(qū)的運(yùn)營商紛紛對NB-IoT即蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行研究分析，并取得了一定程度的進(jìn)展。

2 蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 窄帶M 2M技術(shù)

窄帶M 2M（物對物）技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有滿足現(xiàn)有的核心網(wǎng)架構(gòu)，降低蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)終端能耗，支持短信業(yè)務(wù)、IP業(yè)務(wù)等特點(diǎn)，能夠?qū)Ψ涓C的窄帶物聯(lián)網(wǎng)終端自動小區(qū)選擇與重選移動功能進(jìn)行支持以及對Gb接口或者S1接口設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)用。窄帶M 2M技術(shù)的覆蓋指標(biāo)應(yīng)滿足室內(nèi)深度衰落部署需求，比GPRS指標(biāo)高出20dB，覆蓋范圍為35km；業(yè)務(wù)速率高達(dá)160bit/s；移動性不超過30km/h；能耗較低，A4電池可以滿足其10年的終端消耗供應(yīng)；工作頻段與GSM頻段相同，滿足900MHz低頻段工作要求。

2.2 基于3G/4G的寬帶增強(qiáng)技術(shù)

3G/4G的全稱分別為3rd-Generation和4rd-Generation，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)，為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利。3G寬帶增強(qiáng)技術(shù)主要針對核心網(wǎng)eWaitTime參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展與優(yōu)化，以降低整個(gè)核心網(wǎng)的負(fù)荷，支持更多的M 2M進(jìn)行連接。4G寬帶增強(qiáng)技術(shù)的核心技術(shù)為多媒體電話通信，其建立在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)承載終端上，以達(dá)到能耗低、傳輸速率快、低成本等技術(shù)要求。例如：3GPP對新型終端進(jìn)行定義，以達(dá)到支持M2M業(yè)務(wù)的目的，同時(shí)進(jìn)一步降低了花費(fèi)成本。

3 蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

3.1 蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在華為和沃達(dá)豐的應(yīng)用

由于NB-IoT即蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效滿足現(xiàn)階段世界各個(gè)國家與地區(qū)居民對于通信的需求，因此受到了相關(guān)人員的關(guān)心與重視。對于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，華為與沃達(dá)豐最早開始對其進(jìn)行研究。早在2014年5月，華為和沃達(dá)豐就提出了NB M2M窄帶技術(shù)，其更注重對于NB-CIOT生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建?，F(xiàn)階段，華為與沃達(dá)豐聯(lián)手打造NB-IoT開放實(shí)驗(yàn)室，對NB-IoT技術(shù)進(jìn)行研究、發(fā)展與推廣。

（1）通過將壽命較長的電池運(yùn)用于NB-IoT技術(shù)，從而擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍。

（2）通過將現(xiàn)有技術(shù)融入到現(xiàn)位于西班牙的移動網(wǎng)絡(luò)中，將預(yù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT信息發(fā)送至安裝在水表中的u-blox模組中。

（3）華為積極與其他各個(gè)行業(yè)進(jìn)行合作，成立物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)新項(xiàng)目組，促使智能停車項(xiàng)目的推廣。目前，在我國深圳，用戶只需要通過對相關(guān)APP進(jìn)行查看，就可以找到附近的停車位，為人們提供了極大的便利。

3.2 蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在上海聯(lián)通的應(yīng)用

目前，我國上海的通信市場已逐漸趨于飽和狀態(tài)，人口紅利已近消失，因此，必須對其進(jìn)行改革與創(chuàng)新，以謀求生存。因此，上海聯(lián)通積極與各行各業(yè)的合作伙伴進(jìn)行交流與溝通，引進(jìn)NB-IOT技術(shù)。

3.2.1 智能停車

在借助于互聯(lián)網(wǎng)科技的基礎(chǔ)上，通過安裝NB-IOT芯片和地磁感應(yīng)芯片監(jiān)測器實(shí)現(xiàn)智能停車，為使用者提供便利的同時(shí)，方便管理，進(jìn)而降低企業(yè)成本，增加收益。

3.2.2 智能水表

智能水表主要是通過將在水箱內(nèi)放置帶有特殊芯片的電路板，在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抄表的基礎(chǔ)上，對水箱開關(guān)進(jìn)行智能化的控制?，F(xiàn)階段，上海聯(lián)通的物聯(lián)網(wǎng)用戶已突破1000000，受到了人們的歡迎與喜愛。

4 NB-IOT的需求與發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，智能化城市逐漸走進(jìn)人們的生活，為人們提供了極大的便利，受到了人們的歡迎與喜愛。在這一宏觀時(shí)代背景下，NB-IOT由于自身所具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，引起了各行各業(yè)相關(guān)人員的廣泛關(guān)注與高度重視，紛紛積極引進(jìn)NB-IOT技術(shù)，被廣泛運(yùn)用于各個(gè)行業(yè)?，F(xiàn)階段，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來以及低成本傳感器的使用等，蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以從萌芽期進(jìn)入發(fā)展階段，將步入其發(fā)展的爆炸期，為各個(gè)行業(yè)人員提供便利。但是，NB-IOT技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，不是單單一個(gè)行業(yè)所能決定的，因此，其運(yùn)營商應(yīng)積極尋求與包括全球主流運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家以及主要芯片模組廠家等在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)人員的交流與合作，以促進(jìn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)逐漸發(fā)展完善。物聯(lián)網(wǎng)所具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)槲覈用竦纳a(chǎn)生活帶來極大的方便?，F(xiàn)階段，我國包括窄帶M 2M技術(shù)、基于3G/4G的寬帶增強(qiáng)技術(shù)等在內(nèi)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，受到了人們的廣泛關(guān)注與高度重視，被運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，受到了我國各個(gè)地區(qū)居民的歡迎與喜愛。未來，蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)將繼續(xù)發(fā)展創(chuàng)新，為我國居民提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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