NB-IoT低速率窄带物联网通信技术现状及发展趋势

黄文超（广东省电信规划设计院有限公司，广东广州，510630）

NB-IoT低速率窄带物联网通信技术现状及发展趋势

黄文超
（广东省电信规划设计院有限公司，广东广州，510630）

NB-IoT作为现阶段我国物联网结构体系中的重要分支，凭借自身在蜂窝网络结构技术以及运行成本等方面的优势与商业价值，逐渐成为物流网发展的的主流。本文以NB-IoT低速率窄宽带物联网技术为研究重点，深入分析发展现状及方向，为其在实践中的有效应用提供必要的参考。

NB-IoT ；物联网 ；通信技术 ；现状 ；趋势

0 引言

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）以蜂窝网络为基本结构，实现了低速窄宽带环境下物联网的有效构建，NB-IoT对于蜂窝结构的合理使用使得其与传统的物联网通信技术相比，在只需要消耗180KHz左右的带宽的情况下，就可以进行GSM网络、UMTS网络以及 LTE网络的设计与部署，因此极大地控制了物联网通信系统的建设开发成本，减少了不必要的资源浪费与人力损耗。使得NB-IoT有效满足公共基础设施、智慧城市以及现代建筑体系对于物联网通信技术的使用需求，极大了满足了通信技术的垂直应用需求。对于NB-IoT低速率窄宽带物联网通信技术应用现状以及发展趋势进行必要的梳理与分析，为后续相关技术的优化创新以及城市物联网体系的构建创造了良好的条件。

1 NB-IoT低速率窄宽带物联网通信技术发展现状

NB-IoT 由3GPP第三代全球合作伙伴计划提出，希望在现有的技术条件下，通过对NB-IoT组织架构的合理配置，实现物联网技术的长距离、低速率、低能耗以及服务多样化，这就使得NBIoT与传统的物联网技术相比，具有极为明显的技术与性能优势，实现物联网覆盖范围以及稳定性的全面提升，极大地满足了多样化的使用需求，促进了数据信息的高效互动，满足了超长距离通信技术的发展需求。对NB-IoT低速率窄宽带物联网通信技术现状的分析，能够帮助技术人员对NB-IoT技术体系进行必要的梳理与整合，从NB-IoT发展特点以及技术优势等层面出发，不断进行NB-IoT低速率窄宽带技术的创新与优化，推动物联网通信技术的快速健康发展。

2 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。

2.1 NB-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。

2.2 NB-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。

2.3 NB-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。

与信号发生器有效连接在一起，且能够保证信号发生器设置与参数标准之间的统一。同时运用有关节点，还能从仪器缓存区中获得相应数据信息。在对多种命令字进行处理时，仪器响应长度也会出现差异，所以相关人员应对读取字符数进行限定，以避免类似的情况出现。

例如，命令字“194”与“193”响应长度为1B与7B，这时相关人员就应按照此数据，来对函数返回数据的常熟进行设置，并要制定出相应的节点。如若用户发出“193”命令，设计人员并不能在函数之中找到相应的数值，这时会通过运用相应函数，将“1”转换为“0”，并会将常数设置成7，将相应数据作为缺省条件，同时会将相应仪器参数反映到用户处。同时在接收到相应命令字之后，仪器缓存区内部读取到的数据，也会由函数形式转换为“无符号字节数组”形式，再通过相应节点回传到用户处，以便用户展开后续其他操作。

3.3 数字信号产生与控制模块

由于控制界面的特殊性，程序在运行过程中会出现一些数据信号。为了生成或妥善处理这些信号，设计人员有必要按照LabVIEW软件特点，设计出与之相符的数字信号产生与控制模块。

在特殊信号以及其他信号产生之后，如果单一只依靠LabVIEW软件功能，该模块并不能完成特殊波形数据的生成，所以设计人员该借助相应节点，来确保模块与软件相应部分的通信功能，以保证特殊函数的顺利生成，并实现对这种函数波形产生数字宽带信号进行有效控制，从而保障该模块在整体程序中的作用。

4 仿真模拟

为了对本系统设计实用性与有效性进行检测，应在完成软件设计之后，对整体系统展开仿真模拟实验，以便及时对设计方案进行调整。

在进行测试时，检测人员应按照系统实际需求以及相应的软件设计标准，选择出适合的频谱分析器以及示波器。然后在运用本系统对信号源实施管控，并要将对理论波形以及实际波形进行对比。

通过对比可以发现，程序中产生的信号波形与理论波形相符合，虽然幅度方面有所波动，却可以运用射频模块来对其进行控制，因此可以忽略不计。在实际操作时，控制界面的操作也较为便捷，只需对参数标准进行设置，并将此标准进行发送即可。

通过仿真模拟可以得出结论：该程序设计符合相应标准，界面软件设计合格。

5 结束语

运用LabVIEW软件进行的控制界面软件设计方案，能够有效达到对专用信号源进行控制的目的，能够保证宽带扫频信号源控制的质量，使用户得到更加优质的体验。因此设计人员应重视这一软件的运用方式，要对该软件功能进行全面掌握，并结合用户实际控制需求，科学设置出整体程序参数标准与各个功能模块，从而确保软件设计的可行性与高效性，保证用户相应操作的顺利实施。

[1]赵闪,李冰,余华兵,等.基于LabVIEW水声宽带功放信号发生控制系统设计[J].网络新媒体技术,2013,2(3):51-56.

秦浩，男（1992-），山东省寿光市人，汉族，研究方向空天测控。

Current situation and development trend of NB-IoT low rate narrowband communication technology

Huang Wenchao
（Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co., Ltd., Guangzhou Guangdong, 510630）

at present NB-IoT as an important branch of Chinese networking structure system, by virtue of their own in the cellular network technology and cost advantage and business value, has gradually become the mainstream of the development of logistics network This paper focuses on the research of NBIoT low speed narrow broadband Internet of things technology, in-depth analysis of the current situation and development direction, in order to provide the necessary reference for the effective application in practice

NB-IoT; Internet of things; Communication technology; Present situation; Trend