NB—IOT技術(shù)及應用探討

劉玉姣

摘要：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，其主要承擔通信作用，該項技術(shù)的運用，可以順利接入互聯(lián)網(wǎng)，并實現(xiàn)一些低速業(yè)務(wù)的完成，滿足通信的基本需求。本文探討了NB-IoT技術(shù)，分析了NB-IoT技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，研究了NB-IoT技術(shù)的應用。

關(guān)鍵詞：NB-IoT技術(shù)；應用；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0037-02

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當前得信息系統(tǒng)中的重要技術(shù)類型，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可有效實現(xiàn)識別、定位和管理控制等。其中物聯(lián)網(wǎng)可分為人與物連接、物與物連接，實現(xiàn)信息傳遞，從而達到智能化決策與控制的目的。而NB-IoT技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種，其是建立在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)?；诖耍疚膶B-IoT技術(shù)展開研究，分析具體的技術(shù)特點及關(guān)鍵技術(shù)，再對NB-IoT技術(shù)的具體運用進行闡述，詳細內(nèi)容如下。

1 NB-IoT技術(shù)

1.1 涵義

NB-IoT技術(shù)即窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，具有廣覆蓋、海量連接、功耗低、成本低等特點，它可為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1.2 特點

在了解NB-IoT技術(shù)涵義的基礎(chǔ)上，進一步對NB-IoT技術(shù)的特點進行分析，具體特點如下[1]。

（1）海量連接。NB-IoT技術(shù)運用小空口信令開銷，并輔以網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和基站優(yōu)化等措施，使得上行的容量得到增強，對比2G、3G、4G技術(shù)，其可以提升50～100倍。而且，在基站相同的條件下，NB-IoT技術(shù)與其他現(xiàn)行技術(shù)比較，接入數(shù)可以達到50～100倍的提升。以200kHz為例，單個基站小區(qū)，可容納50000個接入數(shù)。（2）成本低廉。較比其他技術(shù)，NB-IoT技術(shù)的成本更為低廉，其在節(jié)能的基礎(chǔ)上，可以達到節(jié)約成本的目的。再有該項技術(shù)的射頻天線屬于可重復利用的。這些因素的綜合作用，就使得NB-IoT技術(shù)的成本得到有效的控制，滿足實際情況的需求。（3）廣/深覆蓋。該項技術(shù)具有較好的覆蓋能力，即使是在一些接收條件不好的情況下，仍舊能夠?qū)崿F(xiàn)通信。在獨立部署的模式下，其覆蓋面積得較廣，可達到164dB。（4）功耗低。NB-IoT技術(shù)的功耗水平較低，其對小數(shù)據(jù)量、小速率應用，這些特點就使得該項技術(shù)的具有低功耗特點，能夠確保電池5年以上的服務(wù)年限，無需時常展開電池的更換，可以達到降低成本的目的。另外，其有效的簡化空口信令、單次傳遞時間等，配合節(jié)能模式，可以有效降低能耗。（5）安全性好。較比現(xiàn)有技術(shù)類型，NB-IoT技術(shù)具有較好的安全系數(shù)，可實現(xiàn)雙向鑒權(quán)和空口嚴格加密，具有良好的安全系數(shù)，規(guī)避數(shù)據(jù)信息丟失的情況，從而滿足通信的可靠性與準確性。

2 NB-IoT技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)部署模式

當前NB-IoT技術(shù)主要支持下FDD傳輸模式，且傳輸寬帶為180kHz，并且該項技術(shù)支持3種網(wǎng)絡(luò)部署模式，其中主要包括保護帶內(nèi)部署、獨立部署和LTE帶內(nèi)部署。不同的部署模式具有其特點，可以達到提高系統(tǒng)功能的目的。其中保護帶部署是將NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署LTE頻譜邊緣，這種方式，可以很好的對頻譜資源進行利用。而獨立部署是借助現(xiàn)網(wǎng)的空閑頻譜實現(xiàn)對新頻譜的建設(shè)，且與LTE之間沒有顯著干擾。LTE帶內(nèi)部署是在低頻段，在LTE帶內(nèi)的PRB資源。在實際的NB-IoT技術(shù)應用中，需要合理對幾種模式進行選擇，保障NB-IoT技術(shù)的功能[2]。

2.2 傳輸方式

信息傳輸是保障NB-IoT技術(shù)的合理運用的基礎(chǔ)，在具體的NB-IoT技術(shù)實踐中，其支持下行OFDMA接入，每一個載波均包含1個PRB，子載波間隔為15kHz。且實際數(shù)據(jù)運輸過程中，結(jié)合單子載波傳輸方式，其可實現(xiàn)信號質(zhì)量的適應性選擇，從而有效實現(xiàn)傳播速率的提升，保障系統(tǒng)功能性與可靠性。

2.3 幀結(jié)構(gòu)及MIMO技術(shù)

子載波間隔為15kHz時，上下行均支持無線幀結(jié)構(gòu)，當間隔變?yōu)?.75kHz時，則形成10ms的無線幀。對于MIMO技術(shù)，下行屬于單天線端口傳輸，和雙天線端口發(fā)射分集，而上行則僅僅支持單天線端口。

2.4 增強覆蓋技術(shù)

為確保NB-IoT技術(shù)的合理運用，需要保障該項技術(shù)具有較好的實用性，可以達到提升覆蓋的目的。當前較為常見的技術(shù)包含擴頻技術(shù)，借助該項技術(shù)，可以達到有效的覆蓋增益，使得上下行的覆蓋均得到增強，從而滿足NB-IoT技術(shù)的應用需求。

3 NB-IoT技術(shù)的應用

3.1 NB-IoT技術(shù)的應用問題

NB-IoT技術(shù)在實際的應用中，這些問題的影響，則對NB-IoT技術(shù)的有效應用造成干擾?，F(xiàn)簡單對NB-IoT技術(shù)應用問題進行分析[3]。

（1）數(shù)據(jù)傳輸安全性問題。數(shù)據(jù)安全是影響NB-IoT技術(shù)功能與可靠性的關(guān)鍵。其中問題主要體現(xiàn)在外部攻擊和內(nèi)部信號干擾2個問題上。結(jié)合實際情況，可借助相關(guān)安全防護技術(shù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)安全的保護，降低數(shù)據(jù)信息丟失和異常的問題。（2）演進問題。NB-IoT應用時體現(xiàn)出低速率現(xiàn)象，與當前高速率要求存在相悖的情況。而且，可能導致劇變的情況，不利于NB-IoT技術(shù)的發(fā)展。故此，需要加強對NB-IoT技術(shù)的研究與分析，進一步完善NB-IoT技術(shù)，提高其應用價值。

3.2 應用前景

該項技術(shù)具有較高的應用價值，數(shù)據(jù)時代和網(wǎng)絡(luò)信息技的發(fā)展，為NB-IoT技術(shù)的應用提供了保障，逐漸完善的技術(shù)標準，可保障NB-IoT技術(shù)的功能與可靠。此外，NB-IoT技術(shù)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應用層3個部分，信息技術(shù)的增強，三個層次的應用價值也得到改進實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化運用?？偠灾琋B-IoT技術(shù)將在未來的合理運用中，獲取良好的應用成果。

4 結(jié)語

本文對NB-IoT技術(shù)展開研究，分析該項技術(shù)的涵義與特點，明確該項技術(shù)的使用價值。再結(jié)合實際情況，分析研究NB-IoT技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，最后研究分析該項技術(shù)應用問題及應用前景，旨意為NB-IoT的合理運用提供基礎(chǔ)，便于用戶，擴大覆蓋面積，積極推動相關(guān)行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

[1]鄒玉龍，丁曉進，王全全.NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)及應用前景[J].中興通訊技術(shù)，2017，（1）：43-46.

[2]侯海風.NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)及應用前景[J].通訊世界，2017，（14）：1-2.

[3]李重嚴.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）新技術(shù)及其應用[J].通訊世界，2017，（23）：61-62.

Abstract：Narrow-band Internet of things （NB-IoT） is an important part of Internet of things technology， which mainly plays a role in communication. The application of this technology can smoothly access the Internet and achieve some low-speed services to meet the basic needs of communication. This paper discusses the NB-IoT technology， analyzes the key technologies of NB-IoT technology， and studies the application of NB-IoT technology.

Key words：NB-IoT technology， application； key technology