蜂窝网络基础上的物联网关键技术及业务应用

杨永忠++牛小勇

摘 要

随着科学技术的不断发展进步，网络时代到来。在此背景下，我国的物联网技术也进入了快速发展的阶段，受到了相关人员的关心与重视。通过对NB-IoT进行简单的介绍，了解其主要内容以及重要性。在此基础上，针对蜂窝网络基础上的物联网关键技术以及业务应用进行一系列的研究分析。同时，对NB-IOT的需求与发展进行思索与展望。借此平台，与各位相关研究人员进行交流分析。

【关键词】蜂窝网络 物联网 技术 业务 应用

物联网技术由于其自身所具有的一系列特点，可以实现多种类型的机器设备、应用以及网络之间的合作，为人们提供更加优质的服务。因此，受到了我国各行各业相关人员的广泛关注与高度重视。近几年来，我国蜂窝网络基础上的物联网技术快速发展，业务规模也逐渐扩大，为我国居民提供经济、可靠、高效的互联网服务，受到了人们的欢迎与喜爱。

1 简述NB-IoT

NB-IoT全称为Narrow Band Internet of Things，翻译为中文是蜂窝的窄带物联网，其作为万物互联网络的重要组成部分，构建于蜂窝网络，可直接用于对GSM网络、UMTS网络以及LTE网络等网络的部署工作。NB-IoT是IoT（物联网）领域的一项新兴技术，支持低功耗设备在广域网中的蜂窝数据连接，具有以下四个方面的优点：

1.1 覆盖范围广

在外界环境条件均相同的情况下，蜂窝的窄带物联网的覆盖面积为现有网络的100倍。

1.2 具有较强的连接能力

蜂窝的窄带物联网的一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、低设备功耗和优化的网络架构。

1.3 能耗低

由于蜂窝的窄带物联网能耗较低，因此，其终端模块待机时间可长达10年之久。

1.4 成本低

企业的单个蜂窝窄带物联网连接模块不超过5美元。因此，受到了人们的欢迎与喜爱。在这一时代背景下，世界各个国家和地区的运营商纷纷对NB-IoT即蜂窝的窄带物联网进行研究分析，并取得了一定程度的进展。

2 蜂窝网络基础上的物联网关键技术

2.1 窄带M 2M技术

窄带M 2M（物对物）技术在网络架构设计方面具有满足现有的核心网架构，降低蜂窝的窄带物联网终端能耗，支持短信业务、IP业务等特点，能够对蜂窝的窄带物联网终端自动小区选择与重选移动功能进行支持以及对Gb接口或者S1接口设计方案进行复用。窄带M 2M技术的覆盖指标应满足室内深度衰落部署需求，比GPRS指标高出20dB，覆盖范围为35km；业务速率高达160bit/s；移动性不超过30km/h；能耗较低，A4电池可以满足其10年的终端消耗供应；工作频段与GSM频段相同，满足900MHz低频段工作要求。

2.2 基于3G/4G的宽带增强技术

3G/4G的全称分别为3rd-Generation和4rd-Generation，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，为人们的生产生活提供了极大的便利。3G宽带增强技术主要针对核心网eWaitTime参数进行扩展与优化，以降低整个核心网的负荷，支持更多的M 2M进行连接。4G宽带增强技术的核心技术为多媒体电话通信，其建立在现有的LTE网络承载终端上，以达到能耗低、传输速率快、低成本等技术要求。例如：3GPP对新型终端进行定义，以达到支持M2M业务的目的，同时进一步降低了花费成本。

3 蜂窝网络基础上的物联网业务应用

3.1 蜂窝网络基础上的物联网业务在华为和沃达丰的应用

由于NB-IoT即蜂窝的窄带物联网技术具有一系列的优点，能够有效满足现阶段世界各个国家与地区居民对于通信的需求，因此受到了相关人员的关心与重视。对于物联网标准的发展，华为与沃达丰最早开始对其进行研究。早在2014年5月，华为和沃达丰就提出了NB M2M窄带技术，其更注重对于NB-CIOT生态系统的构建。现阶段，华为与沃达丰联手打造NB-IoT开放实验室，对NB-IoT技术进行研究、发展与推广。

（1）通过将寿命较长的电池运用于NB-IoT技术，从而扩大物联网的应用范围。

（2）通过将现有技术融入到现位于西班牙的移动网络中，将预标准NB-IoT信息发送至安装在水表中的u-blox模组中。

（3）华为积极与其他各个行业进行合作，成立物联网联合创新项目组，促使智能停车项目的推广。目前，在我国深圳，用户只需要通过对相关APP进行查看，就可以找到附近的停车位，为人们提供了极大的便利。

3.2 蜂窝网络基础上的物联网业务在上海联通的应用

目前，我国上海的通信市场已逐渐趋于饱和状态，人口红利已近消失，因此，必须对其进行改革与创新，以谋求生存。因此，上海联通积极与各行各业的合作伙伴进行交流与沟通，引进NB-IOT技术。

3.2.1 智能停车

在借助于互联网科技的基础上，通过安装NB-IOT芯片和地磁感应芯片监测器实现智能停车，为使用者提供便利的同时，方便管理，进而降低企业成本，增加收益。

3.2.2 智能水表

智能水表主要是通过将在水箱内放置带有特殊芯片的电路板，在实现精准抄表的基础上，对水箱开关进行智能化的控制。现阶段，上海联通的物联网用户已突破1000000，受到了人们的欢迎与喜爱。

4 NB-IOT的需求与发展

随着科学技术的不断发展进步，智能化城市逐渐走进人们的生活，为人们提供了极大的便利，受到了人们的欢迎与喜爱。在这一宏观时代背景下，NB-IOT由于自身所具有的一系列优点，引起了各行各业相关人员的广泛关注与高度重视，纷纷积极引进NB-IOT技术，被广泛运用于各个行业。现阶段，随着网络信息技术的发展与进步、大数据时代的到来以及低成本传感器的使用等，蜂窝网络基础上的物联网技术以从萌芽期进入发展阶段，将步入其发展的爆炸期，为各个行业人员提供便利。但是，NB-IOT技术的发展与进步，不是单单一个行业所能决定的，因此，其运营商应积极寻求与包括全球主流运营商、网络设备厂家以及主要芯片模组厂家等在内的各个行业人员的交流与合作，以促进蜂窝网络基础上物联网技术的发展与进步。

5 结束语

综上所述，随着科学的不断发展以及计算机网络技术的不断进步，物联网逐渐发展完善。物联网所具有的一系列优点，能够为我国居民的生产生活带来极大的方便。现阶段，我国包括窄带M 2M技术、基于3G/4G的宽带增强技术等在内的蜂窝网络基础上的物联网关键技术，受到了人们的广泛关注与高度重视，被运用于各个领域，受到了我国各个地区居民的欢迎与喜爱。未来，蜂窝网络基础上的物联网将继续发展创新，为我国居民提供更加优质的服务。

参考文献

[1]曹亘，范斌，刘琪，李福昌.给予蜂窝网络的物联网关键技术及业务应用[J].邮电设计技术，2015（08）：1-6.

[2]吴文君.蜂窝异构网络的性能分析与优化[D].北京：北京邮电大学，2012（09）.

[3]杜少凤，韩玉楠，王亚峰，杨大成.物联网体系结构及LTE-A在物联网中系统架构的探讨分析[J].现代电信科技，2010（08）：61-66.