NB—IoT低速率窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要：在物聯(lián)網(wǎng)時代以NB-IoT為首的低速率窄帶應(yīng)用占據(jù)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最大比重，這類應(yīng)用具有低功耗、低成本、長距離的特點。NB-IoT技術(shù)使用授權(quán)頻譜領(lǐng)先于其他技術(shù)，該技術(shù)協(xié)議從立項到協(xié)議凍結(jié)僅僅用時不到8個月，成為史上建立最快的3GPP標準之一。NB-IoT適合公共事業(yè)、智慧城市、電子消費、設(shè)備管理、智能建筑等垂直應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；NB-IoT；低速率窄帶

1 NB-IoT低速率窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)現(xiàn)狀

移動通信近年來從人與人的聯(lián)接，開始拓展到人與物的聯(lián)接以及物與物的聯(lián)接。NB-IoT是全球第三代合作伙伴計劃（3GPP）提出的面向長距離、低速率、低功耗、多終端業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有低功耗、低成本、高覆蓋、強連接等四大優(yōu)勢，全面超越其他技術(shù)，成為最適合長距離、多終端物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的通信技術(shù)[1]。

我國企業(yè)參與的NB-IoT技術(shù)標準迅速確立，NB-IoT技術(shù)協(xié)議于今年6月16日獲得了3GPP無線接入網(wǎng)（RAN）技術(shù)規(guī)范組會議通過，是3GPP 2016年提出的三個技術(shù)標準之一。標準確立的高效率體現(xiàn)出市場對該技術(shù)落地實施的迫切需求。NB-IoT是由華為、沃達豐和高通等共同提出的NB-Clot技術(shù)和愛立信提出的NB-LTE技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的，我國的華為和中興公司對此做出了重大貢獻。通過參與技術(shù)標準的制定，企業(yè)不僅推動了技術(shù)發(fā)展，引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)進步，更重要的是掌握了行業(yè)核心技術(shù)，取得了發(fā)展主動權(quán)。

隨著技術(shù)和相關(guān)器件的成熟，截至2015年第四季度，國內(nèi)模塊市場整體規(guī)模已超過3000萬。且據(jù)TSR預(yù)測，從2015到2020年，全球蜂窩M2M模塊應(yīng)用的主要垂直市場分別是智能交通、遠程監(jiān)測與控制、智能電表、安防以及移動支付，其總量將從9800萬片增長至1.9億[2]。

2 NB-IoT低速率窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢

原來大部分產(chǎn)品都是以手機為核心，所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都是周邊配套的產(chǎn)品。在物聯(lián)網(wǎng)時代，物聯(lián)網(wǎng)將徹底打破移動互聯(lián)網(wǎng)時代以單一載體（智能手機終端）為特征的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和商業(yè)模式。因為NB-IoT在消費級領(lǐng)域?qū)⒈l(fā)出一個非常大的市場規(guī)模，它將形成真正意義上的萬物互聯(lián)的形態(tài)。

物聯(lián)網(wǎng)將建立一種以感知、云計算和大數(shù)據(jù)為核心的商業(yè)生態(tài)模型。NB-IoT標準推動物聯(lián)網(wǎng)新發(fā)展，大大增強物聯(lián)網(wǎng)的普及率，為消費類電子企業(yè)帶來下一個值得期待的潛在市場，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨向于扁平化，中國的技術(shù)和市場將和全球產(chǎn)業(yè)鏈趨于同步，最終實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

NB-IoT適合的垂直應(yīng)用場景如下：

公共事業(yè)：智能水表、智能水務(wù)、智能氣表、智能熱表等。

智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾箱、智能窨井蓋。

消費電子：獨立可穿戴設(shè)備、智能自行車、慢病管理系統(tǒng)、老人小孩寵物管理。

設(shè)備管理：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、白色家電管理、大型公共基礎(chǔ)設(shè)施管理、管道管廊安全管理。

智能建筑：環(huán)境報警系統(tǒng)、中央空調(diào)監(jiān)管、電梯物聯(lián)網(wǎng)、人防空間覆蓋。

智慧物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產(chǎn)跟蹤、金融資產(chǎn)跟蹤。

農(nóng)業(yè)與環(huán)境：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、空氣實時監(jiān)控、水質(zhì)實時監(jiān)控。

其他應(yīng)用：移動支付、智慧社區(qū)、智能家居、文物保護、可穿戴智能設(shè)備。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通常采用M2M、Zigbee、433MHz、WiFi、有線等方式，主要問題集中在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、供電和成本方面。NB-IoT技術(shù)和傳感器結(jié)合，全密封外殼，低成本、散布在田野、水下、山林，只要網(wǎng)絡(luò)覆蓋到位，可輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上升一個大臺階。對于城郊和一些覆蓋到位的區(qū)域，NB-IoT可大大提升水產(chǎn)養(yǎng)殖、大棚、花卉等高附加值的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流通領(lǐng)域。

預(yù)計2016年全球智能水表安裝數(shù)將上升到3250萬只，占全部水表的比例將超過30%。目前，中國智能水表安裝比例僅為15%，預(yù)計從2016年起年均復(fù)合增長率超過30%。水表的增量市場大多采用M-Bus總線通信。水表的存量市場是無線水表的機會。無線水表的施工簡單，因功耗、信號覆蓋和電池壽命的問題，迫切需要NB-IoT技術(shù)來解決現(xiàn)實的問題。

參考文獻

[1]戴國華，余駿華.NB-IoT的產(chǎn)生背景、標準發(fā)展以及特性和業(yè)務(wù)研究[J].移動通信，2016，40（7）：31-36.

[2]趙靜.低速率物聯(lián)網(wǎng)蜂窩通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].移動通信，2016，40（7）：27-30.