NB-IOT关键技术及应用
NBIOT关键技术及应用PPT课件
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NB-IoT关键技术与特点
控制面优化
✓ 通过NAS消息传送数据包，减少终端、无线和网络信令； ✓ 两种转发机制：1) UE—MME—SCEF—CIoT Services ;
2) UE—MME—SGW/PGW —CIoT Services
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NB-IoT关键技术与特点
NB IOT技术特点
✓ 海量连接 NB-IoT一个小区能够支持5万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功
耗和优化的网络架构； ✓ 深度覆盖
NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍， 就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到； ✓ 超低功耗
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NB-IoT关键技术与特点
PSM省电模式（续）
如果周期性TAU为10分钟，设备每周上传一次数据，这样，两节5号电池可以用 132月（11年）之久。
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NB-IoT关键技术与特点
扩展的不连续接收(DRX)
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NB-IoT关键技术与特点
终端简化方案
为了降低设备复杂性和减小设备成本，NB-IoT定义了一系列的简化方案，主要包括
：
✓ 简化协议栈、简化RF；
✓ 简化基带处理复杂度，Re相lea对se 8于普通ReLleTaEse，8 基带R复ele杂ase度12降低R1e0le%ase，13射频降R低ele约ase6153%。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全【摘要】窄带物联网(NB-IoT)是一种新型的物联网通信技术，具有低功耗、广覆盖和低成本的特点，被广泛应用于智慧城市、工业、农业、健康医疗和智能家居等领域。
本文从不同领域的角度探讨了NB-IoT的应用与安全问题，详细阐述了其在智慧城市中的应用与安全、工业领域中的应用与安全、农业领域中的应用与安全、健康医疗领域中的应用与安全以及智能家居中的应用与安全。
未来，NB-IoT在各领域的应用和安全将继续发展，但也面临一些挑战，需要找到有效的解决方案。
该文章全面展示了NB-IoT应用与安全的现状和未来发展趋势，为读者提供了深入了解和思考的机会。
【关键词】关键词：窄带物联网(NB-IoT)、智慧城市、工业应用、农业领域、健康医疗、智能家居、安全、未来发展趋势、挑战、解决方案。
1. 引言1.1 窄带物联网(NB-IoT)应用与安全概述窄带物联网(NB-IoT)是一种低功耗广域网络技术，专门用于连接各种物联网设备，实现远程监控、数据传输和控制。
随着物联网技术的不断发展，NB-IoT在各个领域的应用也越来越广泛。
随之而来的安全问题也日益凸显。
NB-IoT在智慧城市中的应用涵盖了智能交通、环境监测、智能停车等方面。
但随之而来的安全风险包括通信数据的泄露、外部攻击等问题。
在工业领域，NB-IoT可以用于设备状态监测、远程控制等方面，但设备被入侵、数据被篡改也成为隐患。
在农业领域，NB-IoT可以用于农业物联网系统的建设，实现精准化农业。
对于种植数据的安全性和隐私保护也是亟待解决的问题。
在健康医疗领域，NB-IoT可以帮助实现远程医疗和疾病监测，但医疗数据的安全问题亟待解决。
NB-IoT的应用给我们带来了便利和效率提升，但同时也带来了诸多安全隐患。
未来的发展趋势是加强安全意识，提升设备和网络的安全性，保护用户数据的隐私。
挑战也包括技术突破、标准制定等方面的问题。
解决这些问题需要全社会的共同努力和更加严谨的安全管理措施。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全一、NB-IoT技术的应用1.智能家居随着智能家居的兴起，NB-IoT技术可以实现智能家居设备的互联互通，例如智能门锁、温度控制、安防监控等，从而实现远程控制和便捷管理。
2.智慧城市NB-IoT技术可用于城市基础设施的监控和管理，如智能停车、环境监测、智能照明等，提升城市管理效率和居民生活质量。
3.工业物联网在工业领域，NB-IoT技术可用于设备监测、远程控制、物流跟踪等，实现智能化生产和管理，降低成本，提高效率。
4.农业物联网NB-IoT技术也可以应用于农业领域，用于监测土壤湿度、气象条件、植物生长状态等，实现精准农业，提高农业生产效率。
5.医疗健康在医疗健康领域，NB-IoT技术可以用于远程医疗监测、患者定位、健康管理等，提升医疗服务质量。
二、NB-IoT技术的安全性NB-IoT技术在安全性方面有着以下几点优势：1.端到端加密NB-IoT网络在通信过程中采用端到端加密技术，确保数据在传输过程中不会被窃取或篡改。
2.低功耗NB-IoT设备在传输数据时功耗低，可以减小被攻击的风险，同时能够实现长久的续航时间。
3.认证机制NB-IoT设备在接入网络时需要进行认证，只有通过认证的设备才能连接到网络，确保网络的安全性。
4.网络安全协议NB-IoT网络采用了一系列的安全协议，如A5/3加密算法、IMSI加密、设备标识认证等，以保障网络通信的安全。
5.远程管理NB-IoT设备可以进行远程管理和升级，及时修复漏洞和弥补安全风险。
三、NB-IoT技术的发展趋势随着物联网技术的不断发展，NB-IoT技术也将迎来更多的应用场景和更多的发展机遇：1.规模化应用NB-IoT技术在智能家居、智慧城市、工业物联网等领域将得到更广泛的应用，实现规模化布局。
2.产业升级NB-IoT技术将为传统产业带来颠覆性的变革，推动产业升级，提高生产效率，降低成本。
3.安全性提升随着NB-IoT技术的发展，安全性将得到更多的关注和加强，保障物联网设备和数据的安全。
浅析NB—IOT物联网技术及应用
浅析NB—IOT物联网技术及应用随着信息技术的发展和应用场景的不断拓展，物联网技术不断升级和完善，NB-IOT技术应运而生。
NB-IOT（Narrowband Internet of Things）即窄带物联网技术，是一种针对物联网应用场景的新型蜂窝通信技术，其低功耗、广覆盖、多连接、低成本等特点，使得其在智能家居、智能城市、智能交通、智能医疗等领域有着广泛的应用前景。
本文将就NB-IOT技术的特点、应用场景以及发展趋势进行浅析，希望为大家对NB-IOT技术有更深入的理解。
一、NB-IOT技术的特点1、低功耗：NB-IOT技术采用了灵活的功率控制技术，可以实现长达10年的电池寿命，适合于长时间不间断工作的物联网设备，如智能电表、环境监测设备等。
2、广覆盖：NB-IOT技术支持室内外覆盖，可以穿墙透建，覆盖范围广，信号稳定，适用于各种应用场景，如大型商场、地下停车场等。
3、多连接：NB-IOT技术支持大规模设备连接，单个基站可以同时连接上千个设备，可以满足城市智能化、工厂自动化等场景的需求。
4、低成本：NB-IOT技术在硬件设备、通信费用等方面成本低廉，可以大规模部署并持续运营，是物联网技术中成本最低、性能最稳定的选择。
1、智能家居：NB-IOT技术可以连接家庭各种智能设备，如智能门锁、智能插座、智能家电等，可以实现远程监控、智能控制等功能，提高生活便利性和安全性。
2、智能城市：NB-IOT技术可以应用于城市的智能路灯、智能停车、环境监测等领域，实现城市基础设施的智能化管理，提高资源利用率和环境监管能力。
3、智能交通：NB-IOT技术可以连接车辆、交通信号灯、停车场等设备，实现交通流量监控、智能导航、停车位管理等功能，提高交通运输效率和安全性。
4、智能医疗：NB-IOT技术可以连接医疗设备、远程监护设备等，实现病人监测、远程诊疗等功能，提高医疗服务的便利性和质量。
5、工业物联网：NB-IOT技术可以连接工厂设备、物流设备等，实现生产监控、设备远程管理等功能，提高生产效率和管理水平。
窄带物联网技术的优点及应用场景介绍
窄带物联网技术的优点及应用场景介绍窄带物联网（Narrowband Internet of Things，简称NB-IoT）技术是一种为物联网设备提供低功耗、广覆盖、宽带信号传输的通信技术。
相比传统的物联网技术，NB-IoT具有许多独特的优点，为各行各业的应用场景提供了广阔的发展空间。
本文将介绍NB-IoT技术的优点，并探讨其在不同领域的应用场景。
一、NB-IoT技术的优点1. 低功耗：NB-IoT技术采用了低功耗设计，物联网设备可以通过低功耗方式运行，大大延长设备的使用寿命。
这对于需要长时间运行的应用场景非常重要，比如智能电表、环境监测等。
2. 广覆盖：NB-IoT技术具有广覆盖特性，可以覆盖远距离、深室内地区以及地下环境。
这使得NB-IoT技术非常适用于城市内外的各种场景，如智能巡检、智慧农业等。
3. 宽带信号传输：NB-IoT技术采用了窄带信号传输，能够提供稳定、高质量的信号传输，使得设备之间的数据传输更加可靠和高效。
这对于要求高可靠性的应用非常重要，如智能交通系统、智能建筑等。
4. 低成本：由于NB-IoT技术采用了低功耗、简单的硬件设计，使得物联网设备的制造成本大幅降低。
这使得NB-IoT技术在大规模应用的场景中具有更大的优势，如智能城市、智能家居等。
二、NB-IoT技术的应用场景1. 智能电表：NB-IoT技术可以应用于智能电表中，实现对电表读数的远程监测和控制。
通过NB-IoT技术，用户可以实时了解电表的用电情况，有效管理家庭能源消耗。
2. 环境监测：利用NB-IoT技术，可以建立环境监测网络，对大气、水质、噪音等环境指标进行实时监测和数据传输。
这有助于提高环境监测的精度和效率，为环保工作提供科学依据。
3. 智能交通：NB-IoT技术在智能交通系统中的应用非常广泛。
通过NB-IoT技术，可以实现交通信号灯的智能控制、道路拥堵监测和车辆位置跟踪等功能，提高交通运输的安全性和效率。
4. 智能农业：NB-IoT技术可用于智能农业领域，通过远程监测和控制，实现土壤湿度、气温、光照等农业生产要素的实时监测和调控。
浅析NB—IOT物联网技术及应用
浅析NB—IOT物联网技术及应用一、NB-IoT的基本原理NB-IoT是一种基于蜂窝网络的低功耗广域网技术，它采用了一系列技术手段来提高物联网设备的覆盖范围、数据传输速率和设备连接密度。
其基本原理主要包括以下几个方面：1. 资源复用：NB-IoT采用了窄带信道技术，可以在现有的蜂窝网络中复用一部分频谱资源，从而减少了对频谱资源的需求，提高了网络的容量和覆盖范围。
2. 低功耗：NB-IoT采用了功耗优化的设计，使得物联网设备在长时间内可以工作而不需要更换电池，从而降低了设备的维护成本。
3. 大覆盖范围：NB-IoT采用了在室内和室外都可以实现良好覆盖的设计，可以覆盖更广阔的地域，满足物联网设备在各种环境下的应用需求。
4. 高连接密度：NB-IoT可以支持大规模设备的连接，每个基站可以连接成千上万的物联网设备，从而实现了对大规模物联网设备的管理和监控。
除了基本原理外，NB-IoT还具有许多其他技术特点，使得它成为一种理想的物联网技术方案。
1. 低成本：NB-IoT可以利用现有的蜂窝网络基础设施，无需对现有网络进行重大改造，从而可以降低部署和维护成本。
2. 高可靠性：NB-IoT采用了重传机制和自适应调制等技术手段，可以有效应对信道干扰和多径衰落等问题，提高了通信的质量和稳定性。
3. 安全性强：NB-IoT采用了端到端的加密和身份认证技术，可以有效防止数据泄露和网络攻击，保障物联网设备和数据的安全。
4. 兼容性好：NB-IoT可以与现有的LTE网相兼容，可以较为顺利地与现有的移动通信网络进行对接和融合，从而加快了商用进程。
5. 高灵活性：NB-IoT支持灵活的部署方式和业务模式，可以适应不同应用场景的需求，为各行业的物联网应用提供了多样化的选择。
1. 智能家居：NB-IoT可以实现家庭各种智能设备的互联互通，如传感器、智能电器等，可以实现远程监控、远程控制等功能，为用户提供更便捷、安全和舒适的居家环境。
NBIoT简介
NB-IoT SigFox/LoRa 短距无线，如ZigBee
LPWA(Low Power Wide Area, 低功耗广覆盖)应用占整个物联网连接规模接近70%
NB-IoT为窄带低速大连接数物联网场景提供最佳解决方案
用 户覆 数盖 增增 加强
吞吐量
覆盖能力
终端寿命
移动性
时延
5G
>10Mbps
LTE覆盖 标准
不敏感
<500km/h
<1ms
成本 不敏感
容量 不敏感
LTE-M
<1Mbps
155dB
5~10 years <350km/h
<100ms
$5~10 /模组
（18k）
NB-IoT <200Kbps
164dB
~10 years
终端种类多、批量小，开发门槛高，通信
模块成本高，综合成本高
物联网市场分类和竞争技术
2020年全球CIoT连接占比分布
5% 高速率
(>10Mbps)
视频监控、智慧 医疗、智慧城市
等
25% 中速率 (1-10Mbps)
智能建筑，电梯卫士，低 端M2M汇聚等
70%
低速率 (~200kbps)
抁表，停车，物流监控，农林 牧渔，传感，追踪业务等
目录
CONTENTS
1 物联网发展趋势及中国电信NB-IoT网络 发展规划
2 NB-IoT技术简介 3 NB-IoT技术优势 4 NB-IoT典型应用及典型解决方案
什么是NB-IoT？
NB-IoT——Narrow band- Internet of Things即窄带物联网
NBIOT技术介绍及应用
NBIOT技术介绍及应用NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种为物联网应用设计的低功耗、低速率、低成本的无线通信技术。
它是一种窄带的、基于蜂窝网络的物联网技术，是3GPP（3rd Generation Partnership Project）组织指定的物联网通信技术标准之一、NB-IoT技术具有广泛的应用前景，并且在许多领域已经开始得到广泛的商业应用。
NB-IoT技术的特点如下：1.低功耗：NB-IoT设备具有较低的功耗，可通过优化硬件设计和通信协议来延长设备的电池寿命。
这使得NB-IoT在那些需要长时间运行，并且难以更换电池的应用场景中具有更好的优势。
2.宽覆盖范围：NB-IoT技术可以实现广域覆盖，能够在较远距离内连接到基站，适用于一些较为偏远的地区或者深室内场景。
3.低速率：NB-IoT支持低速数据传输，适用于需要周期性或者不频繁传输数据的应用场景，如智能电表、智能停车等。
4.低成本：NB-IoT设备的生产成本相对较低，使得NB-IoT技术更容易推广和部署。
NB-IoT技术的应用非常广泛，下面列举几个典型的应用案例：1.智能物流：NB-IoT可以用来跟踪和管理物流运输过程中的货物。
通过将传感器连接到货物上，可以实时监控货物的位置、温度、湿度等信息，在运输过程中及时发现异常情况，确保货物的安全性和运输质量。
2.智能农业：NB-IoT可以用于农业环境监测和管理。
通过将传感器部署在田地中，可以实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，帮助农民合理使用水资源、施肥，提高农作物的产量和质量。
3.智能城市：NB-IoT可以用于城市基础设施的智能化管理。
通过将传感器连接到城市中的各种设施，如路灯、垃圾桶、停车场等，可以实时监测和管理这些设施的状态，实现能耗管理、垃圾收集、停车管理等功能，提高城市管理的效率和便利性。
4.智能健康：NB-IoT可以用于健康监测和疾病预防。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全窄带物联网（NB-IoT）是一种低功耗，宽覆盖范围的无线技术，专为物联网应用而设计。
它可以为各种设备和传感器提供连接，包括智能电表、智能家居设备、环境监测设备等。
NB-IoT具有低功耗、长电池寿命、广覆盖、安全性高等特点，使其成为物联网应用的理想选择。
在NB-IoT应用中，安全是一个重要的考虑因素。
由于物联网设备通常涉及到个人隐私和敏感数据，安全措施必不可少。
以下是几种常见的NB-IoT应用和安全性方面的考虑：1. 智能电表：NB-IoT可以用于智能电表的远程监控和管理。
通过NB-IoT连接，能够实时监测用电量和用电状态，同时支持远程控制电表。
为了确保数据的安全性，应采取加密措施，保护用户的隐私数据。
必须建立安全的身份验证和访问控制机制，以防止未经授权的访问。
2. 智能家居设备：NB-IoT可以用于智能家居设备的连接，如智能照明、安全系统、温度控制等。
这些设备可以远程控制和监测，但必须保证连接的安全性。
合适的安全措施包括设备身份验证、数据加密和访问控制。
更新设备的固件和操作系统也是很重要的，以修补安全漏洞和提高系统的安全性。
3. 环境监测设备：NB-IoT在环境监测设备中的应用也非常广泛。
空气质量监测设备、水质监测设备等。
这些设备可以通过NB-IoT发送数据并与云平台进行连接。
为了保护数据的安全性，可以采取数据加密措施，同时也需要对设备进行身份验证，以确保数据的来源可信。
对设备进行密钥管理和访问控制也是重要的安全考虑。
在NB-IoT应用中，安全性的考虑十分重要。
通过加密措施、身份验证、访问控制和设备更新等安全措施，可以保护用户的隐私和敏感数据。
监控设备的安全漏洞和及时修补也是确保NB-IoT应用安全性的关键。
最好的方法是综合采取多种安全措施，以提高整个系统的安全性，并防止潜在的安全威胁。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全1. 引言1.1 NB-IoT的快速发展NB-IoT的快速发展主要得益于其对于物联网应用的适配性和可靠性。
相比传统的3G、4G网络，NB-IoT在建设成本和终端设备功耗上具有明显的优势，使其更适合于大规模物联网的应用场景。
NB-IoT的覆盖范围更广，信号质量更好，能够提供更稳定的连接服务，满足物联网设备对于长时间、低功耗连接的需求。
NB-IoT的快速发展为物联网的应用带来了更多的可能性，为智慧城市、工业升级以及农业现代化提供了更多的机遇。
值得期待的是，在未来的发展中，NB-IoT将会进一步完善自身的技术优势，不断扩大其在物联网领域的影响力。
1.2 NB-IoT的应用场景NB-IoT的应用场景非常广泛，涵盖了智能城市、工业领域和农业领域等多个领域。
在智能城市方面，NB-IoT可以用于智能停车、智能交通管理、智能路灯等场景，实现城市的智能化管理和节能减排。
在工业领域，NB-IoT可以应用于设备监控、生产过程监测、远程控制等方面，提高生产效率和降低成本。
在农业领域，NB-IoT可以用于农田灌溉、农作物监测、畜牧养殖等方面，帮助农民实现精准农业和提高产量。
NB-IoT的应用场景广泛且多样化，能够为各行各业带来更高效、更智能的解决方案。
随着NB-IoT技术的不断发展和完善，其在各个领域的应用将会愈发广泛和深入。
1.3 NB-IoT的安全挑战NB-IoT的安全挑战主要包括网络安全、数据隐私和设备安全三个方面。
由于NB-IoT通信采用的是无线传输技术，很容易受到黑客的攻击，从而造成网络数据泄露、通信中断等问题。
NB-IoT设备大多处于公共环境中，容易受到窃听和干扰，导致传感器数据泄露或被篡改。
由于NB-IoT设备数量庞大，设备安全问题也成为重要挑战，恶意攻击者可以通过入侵设备控制网络，实施DDoS攻击或植入恶意代码，造成严重后果。
为了应对这些安全挑战，首先需要加强NB-IoT网络的加密和认证机制，确保数据传输的安全性和完整性。
浅谈NB-IoT关键技术及应用
Special Technology专题技术DCW1 N B-IoT应用背景介绍NB-IoT（窄带物联网）构建为蜂窝数据网络，消耗占用180kHz频段，可以直接部署于 LTE（800M）网络，相比其他网络，具有高安全性、可靠性、高频谱、低功耗、低成本等条件优势，从而降低成本、降低投资、提高回报。
2 N B-IoT的关键技术与特点2.1 N B-IoT的主要特点（1）广/深覆盖。
在其余网络相同的频段下，发射功率同为20dB，对比其他网络覆盖面积扩大7倍，覆盖面积大大增强，适用范围区域增多。
（2）大连接应用。
利用窄带技术，大大提升信道容量。
单个扇区，满载可承载10万个用户连接使用；NB-IoT设备一个扇区可以承载10万个用户连接，而且终端对时延要求不敏感，传输可在15分钟-24小时灵活传输。
（3）低功耗。
NB-IoT终端基于AA电池，使用寿命可以长达10年之久，其终端长时间处于节能状态，占用功耗小于百分之一；芯片构造简单、信令简化、传输功耗小、分周期传输降低损耗等，是其使用寿命长的主要关键技术。
2.2 N B-IoT的网络结构NB-IoT网络构架主要包括：终端；E-UTRAN、SCEF、SCS、AS 、HSS、MME、SGW-服务网关、PDN/PGW。
结合现网LTE网络，NB-IoT网络新增业务能力开放单元，优化了小数据传输和支持非IP数据传输。
同时物理网元数量对比LTE网络简化， MME、S-GW、P-GW 等核心网网元合并部署，大大降低部署难度。
2.3 N B-IoT系统特点2.3.1 物理层NB-IoT系统支持的操作模式：（1）独立操作模式；（2）保护带操作模式；（3）带内操作模式。
2.3.2 空口层空口层简化了现有网络LTE的控制面，从而降低了系统的复杂度和终端的功耗利用，节省开销的同时，更有效的支出了小数据传输和覆盖增强。
2.3.3 接入网NB-IoT系统的接入网特性是基于现有LTE网络的S1接口和X2接口之间进行优化处理。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全【摘要】本文围绕窄带物联网（NB-IoT）的应用与安全展开讨论。
在简要介绍了NB-IoT技术、在物联网中的应用以及安全性的重要性。
接着在正文部分分析了NB-IoT在智能城市和工业领域中的安全性考量，并探讨了其安全性问题和解决方案。
最后在结论部分指出NB-IoT的安全性关乎整个物联网的安全，强调了NB-IoT应用的安全性需不断加强，同时展望了NB-IoT在安全性方面的发展前景。
本文旨在强调NB-IoT在安全方面的重要性，并为其未来发展提出了建设性的建议。
【关键词】关键词：窄带物联网(NB-IoT)、应用、安全、物联网、智能城市、工业、安全性考量、安全应用、安全性问题分析、安全性解决方案、未来发展趋势、整个物联网安全、发展前景。
1. 引言1.1 NB-IoT技术简介窄带物联网(NB-IoT)是一种广泛应用于物联网领域的通信技术，它基于窄带技术，具有低功耗、广覆盖、连接稳定等特点。
NB-IoT可以实现物联网设备之间的互联互通，使得设备能够实现数据的交换和共享。
与传统的物联网技术相比，NB-IoT具有更低的功耗和更广泛的覆盖范围，因此在智能城市、智慧农业、智能交通等领域得到了广泛应用。
NB-IoT技术基于蜂窝网络，充分利用现有的2G、3G、4G网络基础设施，可以实现快速部署和低成本接入。
NB-IoT还支持大规模设备连接和多业务传输，能够满足不同领域的物联网需求。
NB-IoT技术简介了解目前物联网领域的快速发展和多样化需求，为实现智能、高效、安全的物联网应用提供了重要技术支持。
在接下来的内容中，我们将重点讨论NB-IoT在物联网中的应用以及其在安全性方面的重要性。
.1.2 NB-IoT在物联网中的应用NB-IoT在物联网中的应用范围非常广泛，可以应用于智能家居、智能交通、智慧城市等各个领域。
在智能家居中，NB-IoT可以连接家庭中的各种智能设备，如智能门锁、智能家电等，使其实现远程控制和智能化管理。
浅析NB—IOT物联网技术及应用
浅析NB—IOT物联网技术及应用NB-IOT（Narrowband Internet of Things）是一种低功耗广域网（LPWAN）技术，是一种用于物联网设备的通信技术，它专为大规模物联网应用而设计。
NB-IOT技术利用现有的移动通信网络基础设施，提供低功耗、广覆盖和高连接稳定性的通信服务，是连接物联网设备的重要技术之一。
本文将对NB-IOT技术及其应用进行浅析。
一、NB-IOT技术概述NB-IOT技术采用窄带调制技术，能够在已有的蜂窝网络下，为物联网设备提供长距离、低功耗、低成本的连接服务。
在NB-IOT网络中，每个设备都能够通过蜂窝网络接入互联网，实现设备间的通信和数据传输。
NB-IOT技术的主要特点包括以下几个方面：1. 低功耗：NB-IOT技术在通信过程中采用了功耗优化技术，能够有效延长设备的电池寿命，满足物联网设备长期工作的需求。
2. 广覆盖：NB-IOT技术能够通过现有的蜂窝网络实现广域覆盖，覆盖范围广，信号穿墙能力强，适用于各种复杂的环境场景。
3. 高连接稳定性：NB-IOT技术支持设备间的快速切换和连接，保证设备之间的通信稳定性，能够满足大规模物联网设备的连接需求。
4. 低成本：由于NB-IOT技术利用现有的移动通信网络基础设施，因此成本相对较低，适合大规模部署。
综合以上特点，NB-IOT技术在物联网领域具有明显的优势，可以广泛应用于智慧城市、智能家居、智能物流、智能农业等领域。
二、NB-IOT技术应用1. 智慧城市NB-IOT技术在智慧城市领域有着广泛的应用前景。
通过NB-IOT技术，可以实现城市基础设施的智能化管理，包括智能路灯、智能停车、智能垃圾桶等设备的远程监控和控制。
通过NB-IOT技术，可以实现对城市路灯的远程开关和调光，提高能源利用效率；对停车位的实时监测和管理，方便市民停车；对垃圾桶的实时监测和垃圾清运，提高城市环境卫生水平。
2. 智能家居在智能家居领域，NB-IOT技术可以实现家庭设备的互联互通。
NB-IoT的关键技术
NB-IoT的关键技术NB-IoT关键技术：深度覆盖如图所示，F-OFDM一方面保留了OFDM(正交频分复用技术，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)灵活分配资源的优点，另一方面，借助AMC技术和多用户调度机制，可以大大提高边缘速率。
NB-IoT采用F-OFDM滤波技术，有效抑制带外泄漏，减少相邻信道之间的干扰，更容易实现窄带PSD增强，如图2.3所示。
NB-IoT比LTE增加了20dB，相当于发射功率增加了100倍，因此覆盖能力提升了100倍，就算在地下室、地下管道、地下车库等信号难以到达的地方也能使信号覆盖的到[15]。
图2.3FilterOFDM窄带技术PSD增益图NB-IoT具有较高的发射功率谱密度载波频宽。
去掉保护频带后，其200KHz 的有效带宽为180KHz，相当于LTE系统1RB下行子载波间隔的15KHz。
它与现有的LTE系统兼容，支持两个子载波间隔：15KHz和3.75KHz。
上行15KHz 间隔子载波支持一起工作，称为多音，也可以作为单个子载波，即单音；上行链路3.75KHz间隔子载波不支持多个捆绑，仅支持单音[16]。
其示意图如图2.4所示。
图2.4 NB-IoT发射功率谱密度载波频宽图Stand alone 模式：43dBm/180KHz，功率谱密度比LTE(10MHz频宽)增强17dB；In band 模式：35dBm/180KHz，功率谱密度比LTE(10MHz频宽)增强9dB[17]。
上行23dBm/15KHz Single tone，功率谱密度比LTE增强10.8dB；23dBm/3.75KHz，功率谱密度比LTE增强16.8dB。
其示意图如图2.5所示。
图2.5 NB-IoT频宽与UL PSD示意图支持重传(Repetition) ，更多的重传带来HARQ增益，以较低的速率交换较高的覆盖增益；下行链路的最大重传次数为2048次，上行链路的最大重传次数为128次[18]。
NBIOT技术介绍及应用
定义与特点
大连接数
NB-IoT支持大量设备同时连接，可实现大规模设备部署和数据采集。
低成本
NB-IoT设备的硬件成本较低，有利于降低物联网应用的成本。
NB-IoT 与其他技术的对比
与LoRa技术的对比
LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线通信技术，与NBIoT相比，LoRa技术具有更远的传输距离和更低的数据速率 ，适用于需要长时间电池寿命和低速数据传输的应用场景。
04
NB-IoT 技术的发展 趋势与挑战
技术发展趋势
标准化和开放性
NB-IoT 技术正在逐渐成为行业 标准，同时越来越多的设备厂商 和运营商开放了他们的 API 和协 议，促进了技术的普及和发展。
5G 技术的融合
随着 5G 技术的不断发展，NBIoT 技术正在逐渐与 5G 技术融 合，提升网络连接速度和稳定性 ，以满足更多应用场景的需求。
对网络侧的影响
1 2
提升网络容量
NB-IoT 技术采用了更高效的信号调制解调算法 ，使得网络可以容纳更多的终端，从而提升了网 络容量。
增强网络覆盖
NB-IoT 技术的广覆盖特性使得网络可以在更广 泛的区域内提供服务，增强了网络覆盖。
3
提高网络可靠性
NB-IoT 技术的低功耗特性使得终端可以长时间 工作在静止状态，提高了网络的可靠性。
成本低 由于可以利用现有网络基础设施 ，并且设备成本相对较低，因此 部署 NB-IoT 技术的成本相对较 低。
低功耗 NB-IoT 的低功耗特性使得设备 可以长时间运行，适用于需要长 时间运行的应用场景。
覆盖广 NB-IoT 的覆盖增强技术使得信 号能够覆盖到更广泛的区域，适 用于需要大范围覆盖的应用场景 。
NBIOT技术介绍及应用
NBIOT技术介绍及应用NB-IoT（Narrowband Internet of Things）技术是一种用于低功耗广域物联网的无线通信技术。
它是3GPP（第三代合作伙伴计划）针对物联网应用而制定的标准之一、NB-IoT技术在底层使用了现有的GSM、UMTS 和LTE网络，以实现低功耗、广域覆盖以及高密度连接的物联网通信。
NB-IoT技术主要有以下几个特点：1.低功耗：NB-IoT技术采用了窄带通信以及功率控制等技术，使得终端设备的功耗较低，可实现长时间的使用，甚至可达几年以上的寿命。
2.广域覆盖：NB-IoT技术能够在室内和室外等多种环境下实现广域覆盖，能够穿透墙体、大楼和地下室等障碍物，保证设备的稳定连接。
3.高密度连接：NB-IoT技术支持大量的设备同时连接，且能够实现灵活的扩展，适应不同规模的物联网应用场景。
NB-IoT技术的应用广泛，涵盖了多个领域。
以下是几个典型的应用场景：1.智慧城市：NB-IoT技术可以用于智慧城市管理，包括智能交通、智能路灯、智能垃圾桶等设施的监测和管理。
通过远程监控和控制，可以实现能源的节约和城市设施的智能化管理。
2.智能农业：NB-IoT技术可以广泛应用于农业领域，实现精准农业管理。
通过传感器和NB-IoT设备，可以实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，以及农作物的生长状态，实现农作物的精确灌溉和施肥，提高农作物的产量和质量。
3.物联网安防：NB-IoT技术可以应用于智能安防系统，通过传感器、摄像头等设备的数据采集和分析，可以实现对建筑物、停车场、工厂等场所的监控和报警。
同时，通过远程监控和管理，可以提高安全性和便利性。
4.环境监测：NB-IoT技术可以用于环境监测，包括空气质量监测、水质监测、噪声监测等。
通过部署NB-IoT设备和传感器，可以实时地监测环境参数，并进行数据分析，为环境保护和健康管理提供科学依据。
除了以上几个领域，NB-IoT技术还可以应用于物流、智能电表、智能家居等多个领域。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全窄带物联网（NB-IoT）是一种针对物联网应用的低功耗、广覆盖、低成本的无线通信技术。
与其他物联网通信技术相比，NB-IoT具有更低的功耗、更远的覆盖范围和更低的成本，因此在众多物联网应用场景中得到广泛应用。
NB-IoT应用主要包括以下几个方面：1. 智能城市：NB-IoT技术可用于实现智能路灯、智能交通、智能停车、智能垃圾桶等城市设施的管理和监测。
通过NB-IoT技术，可以实现对城市公共设施的实时监测和远程控制，提高城市管理的效率和便利性。
2. 物联网物流：NB-IoT技术可以应用于物流行业，实现对物品的追踪和管理。
通过NB-IoT技术，可以实时监测货物的位置、温度、湿度等信息，帮助物流企业提高运输效率和货物的安全性。
4. 工业物联网：NB-IoT技术可以应用于工业领域，实现对设备的远程监控和管理。
通过NB-IoT技术，可以实时监测设备的运行状态和故障信息，提前预警并及时处理设备故障，减少生产停机时间和成本。
在应用NB-IoT技术时，需要关注多方面的安全性：1. 端到端的数据安全：在NB-IoT网络中，数据的传输涉及到多个环节，需要保证数据在传输过程中的安全性。
可以采用加密算法和身份认证机制，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。
2. 网络安全：NB-IoT网络中的设备需要保护免受网络攻击的影响。
为设备提供强大的密码学保护和防护机制，防止设备被黑客入侵和控制。
3. 设备安全：设备的安全性也很重要，需要对设备进行合理的设计和安装，确保设备的物理安全性。
还需要定期检查和更新设备的软件，修复可能存在的漏洞和安全问题。
4. 用户隐私保护：NB-IoT设备收集的用户数据涉及到个人隐私，需要合法合规地进行处理和存储，并保护用户的隐私不被泄露。
建立隐私保护制度和隐私风险评估机制，加强对用户数据的权限管理和访问控制。
NB-IoT技术具有广泛的应用前景，在应用中需要关注安全问题，采取相应的安全措施和机制，保护数据和设备的安全，并合法合规地处理用户的隐私，确保物联网应用的可靠性和安全性。
NBIOT技术介绍及应用
采用低复杂度的 3 协议栈，降低设
备复杂性和成本。
技术特点
低功耗：NBIOT 技术具有低功耗
1 的特点，可以延 长设备的使用寿 命。
低成本：NBIOT 技术具有低成本
3 的特点，可以降 低设备的制造和 维护成本。
广覆盖：NBIOT 技术具有广覆盖
2 的特点，可以在 偏远地区提供稳 定的网络连接。
演讲人
NBIOT技术 介绍及应用
2023-09-22
目录
01. NBIOT技术简介 02. NBIOT的应用领域 03. NBIOT的发展趋势
NBIOT技术简介
技术原理
NBIOT是一种低功 耗广域网技术，专 1 为物联网设备设计。
采用多址接入技术， 提高网络容量和连 4 接数。
采用超窄带通信 2 技术，降低功耗
高安全性： NBIOT技术具有
4 高安全性的特点， 可以保障数据的 安全性和隐私性。
技术优势
01 低功耗：NBIOT技
术具有低功耗的特点，
可以延长设备的使用
寿命。
02 广覆盖：NBIOT技
术具有广覆盖的特点，
可以在偏远地区提供
网络连接。
03 低成本：NBIOT技
术具有低成本的特点，
可以降低设备的制造
3
智能农业： 智能灌溉、 智能养殖、 智能监测等
6
智能物流： 智能仓储、 智能配送、 智能追踪等
市场前景
物联网市场的 快速增长
低功耗、广覆盖、 低成本的
NBIOT技术优 势
Байду номын сангаас
5G时代的到来， NBIOT技术将 发挥更大作用
越来越多的行业 和领域将采用
NBIOT技术进行 智能化升级
NBIoT技术在物联网中的应用
NBIoT技术在物联网中的应用随着科技的不断进步，物联网（Internet of Things，简称IoT）逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
而NBIoT技术（Narrowband Internet of Things）作为物联网的重要组成部分，为物联网应用提供了更广阔的发展空间和更强大的支持。
本文将探讨NBIoT技术在物联网中的应用，并从智能家居、智慧城市、智能交通等方面进行论述。
一、NBIoT在智能家居中的应用智能家居作为物联网技术应用的一个重要领域，得到了越来越多的关注。
NBIoT技术通过提供低功耗、广覆盖、高可靠的连接方式，实现了智能家居设备之间的互联互通。
比如，通过NBIoT技术，用户可以远程控制家中的温度、照明、安防等设备，实现智能化的管理与控制。
二、NBIoT在智慧城市中的应用智慧城市是指通过信息与通信技术的应用，提高城市的运行效率和人民生活的质量。
NBIoT技术在智慧城市建设中发挥着重要作用。
通过NBIoT技术，城市管理者可以实时监测空气质量、垃圾桶的使用情况、交通流量等信息，从而更好地管理城市资源，提高城市的环境质量和居民的生活品质。
三、NBIoT在智能交通中的应用智能交通是物联网技术与交通运输相结合的产物，旨在提高交通系统的效率和安全性。
NBIoT技术在智能交通中的应用主要体现在车联网方面。
通过NBIoT技术，车辆可以实现与其他车辆、交通设施的实时沟通，从而避免交通事故的发生，减少拥堵情况的发生，提高交通流畅性和安全性。
四、NBIoT在环境监测中的应用随着人们对环境保护的关注度不断提高，环境监测成为一个重要的课题。
NBIoT技术可以用于环境参数的远程监测和数据收集。
比如，通过在各个地点布置NBIoT感知器，可以实时监测气体排放、水质情况等环境指标，帮助环保工作人员及时发现和处理问题，保护环境的可持续发展。
五、NBIoT在农业领域中的应用农业是国家经济和人民生活的重要支撑，而NBIoT技术在农业领域的应用也具有广泛的前景。
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目录NB-IoT演进史NB-IoT关键技术与特点NB-IoT网络部署NB-IoT典型应用场景2015年9月，3GPP 在美国凤凰城通过了名为NB-IoT 的Work Item （WI ）立项决议2014年5月，提出了窄带技术NB M2M 2015年5月融合NB OFDMA 形成了NB-CIOT2015年7月份，NB-LTE 跟NB-CIOT 进一步融合形成NB-IoTNB-IoT 标准在3GPP R13出现，并于2016年6月份冻结。
2016年年底进入商用状态。
R13R14R15•RAN1，RAN2，RAN3已经在2016年6月冻结；RAN4在11月份冻结。
•R14预计2017年6月冻结。
立项点：Positioning, Multicast, Mobility and service continuity enhancements 。
•目前未公开研究方向。
会集中在基于5G 架构进一步增强，特殊需求增强：容量、节能、高速等。
目录NB-IoT演进史NB-IoT关键技术与特点NB-IoT网络部署NB-IoT典型应用场景秘密▲NB-IoT关键技术与特点p NB IOT技术特点ü海量连接NB-IoT一个小区能够支持5万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；ü深度覆盖NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到；ü超低功耗NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；ü低成本低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，模块成本有望降至5美元之内。
NB-IoT关键技术与特点p网络架构üNB-IoT独立组网1）C-SGN: 由MME/SGW/PGW组成2）PGW 可以独立实现NB-IoT关键技术与特点p网络架构üEUTRAN与NB-IoT融合组网1）CIoT RAN仅支持NB-IoT功能2） eNodeB 既支持EUTRAN又支持NB-IoTp拥塞和过载控制在Rel11采用ACB（Access Class Barring，接入等级限制）与EAB（Extended Access Barring，扩展型接入限制）相结合的双层控制机制来应对突发海量接入拥塞问题，终端从系统广播信息之中获取接入等级限制信息，并结合自身的接入等级来决定是否发起随机接入，同时网络可以根据当前的拥塞状况拒绝或允许终端接入。
p终端简化方案为了降低设备复杂性和减小设备成本，NB-IoT定义了一系列的简化方案，主要包括： ü简化协议栈、简化RF；ü简化基带处理复杂度，相对于普通LTE，基带复杂度降低10%，射频降低约65%。
Release 8Release 8Release 12Release 13Release 13 Category Category 4Category 1Category 0Cat-M1 (eMTC)Cat-M2 (NB-IoT)Downlink peak rate 150Mbps 10 Mbps 1 Mbps 1 Mbps 200 kbpsUplink peak rate 50 Mbps 5 Mbps 1 Mbps 1 Mbps 200 kbpsNumber of antennas22111Duplex Full duplex Full duplex Half duplex Half duplex Half duplexUE receive bandwidth20 MHz20 MHz20 MHz 1.4 MHz200 kHzUE transmit power23 dBm23 dBm23 dBm20 dBm23 dBmModem complexity100%80%40%20%15%p PSM省电模式新增的“节电”状态。
在此模式下，终端仍旧注册在网但信令不可达，从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。
p PSM省电模式（续）如果周期性TAU为10分钟，设备每周上传一次数据，这样，两节5号电池可以用132月（11年）之久。
p扩展的不连续接收(DRX)ü空闲模式不连续接收周期由秒级扩展到分钟级或高达3小时，连接模式不连续接收周期支持5.12秒和10.24秒；ü相对于节电模式，大幅度提升下行可达性。
p增强覆盖ü高发射功率谱密度- 载波频宽：200KHz，除去保护带后有效频宽180KHz，相当于LTE系统的1个RB- 下行子载波间隔15KHz，与现有LTE系统兼容- 上行支持两种子载波间隔：15KHz和3.75KHz上行15KHz间隔子载波支持多个捆绑在一起工作，称为Multi-tone，也可以按单个子载波工作，即Single tone；上行3.75KHz间隔子载波不支持多个捆绑，只支持Single tone.p增强覆盖ü高发射功率谱密度－下行Stand alone 模式：43dBm/180KHz，功率谱密度比LTE(10MHz频宽)增强17dB; In band 模式：35dBm/180KHz，功率谱密度比LTE(10MHz频宽)增强9dB。
－上行23dBm/15KHz Single tone，功率谱密度比LTE增强10.8dB;23dBm/3.75KHz，功率谱密度比LTE 增强16.8dB。
p增强覆盖ü支持重传(Repetition)- 更多重传次数带来HARQ增益，以更低速率换取覆盖增益；-下行最大重传次数为2048、上行最大重传次数为128。
p控制面优化ü通过NAS消息传送数据包，减少终端、无线和网络信令；ü两种转发机制：1) UE—MME—SCEF—CIoT Services ;2) UE—MME—SGW/PGW —CIoT Servicesp控制面优化(续）üUE ←→ PGW用户面协议栈- IP/Non-IP traffic is encapsulated in SRB/NAS PDU;- SRB1 for data, no DRB;- IP header compression is performed in UE/C-SGN(MME);p控制面优化(续）ü终端不需要支持IP协议栈，数据无IP头封装，传输效率更高A PDN Type “Non-IP” is used for Non-IP data, the UE indicates in the Attach procedure that Non-IP PDN type shall be used. The Non-IP data delivery to SCS/AS is accomplished by one of two mechanisms: -Delivery using SCEF;-Delivery using a Point-to-Point (PtP) SGi tunnel.p用户面优化üNB IOT 在UP模式，为减少空口信令交互引入了Suspend/Resume流程；ü eNB保存UE AS上下文信息，UE从RRC连接状态转为Idle状态，终端在Idle（Suspend）状态下，需要传输数据时，可以直接通过Resume流程，直接建立RRC连接，节省空口加密，承载建立等信令消息和流程。
p用户面优化üRRC挂起流程（Suspend Connection procedure）p用户面优化üRRC恢复流程（Resume Connection procedure）p多载波操作支持In-band＋In-band/In-band＋Guard band/Stand alone+Stand alone载波组合；不支持Stand alone+In-band，Stand alone+Guard band载波组合。
NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB只在Anchor carrier 发送，No-anchor carrier仅在连接状态会被配置，空闲状态下UE会返回到Anchor carrier；NB-IOT UE可以在Anchor carrier和No-anchor carrier上传输，但不支持同时在Anchor carrier和No-anchor carrier收发数据。
目录NB-IoT演进史NB-IoT关键技术与特点NB-IoT网络部署NB-IoT典型应用场景NB-IoT 支持3种不同部署方式，分别是独立部署、保护带部署、带内部署。
主要部署在低频频段。
283242NB-IoTMHz880CDMA879.106独立部署Stand-alone保护带部署Guard-zone LTEBandwidthGuard-band for NB-IoTLTEBandwidth 带内部署In-band1 PRB for NB-IoT部署方式频谱共存小区峰值速率覆盖容量独立部署频谱独占，不存在与现有系统共存问题与GSM共站共存需200KHz保护间隔，与CDMA需285KHzDL 130kbpsUL 240kbpsMCL>164dB重发次数少，速率高119234/小区随机接入容量受限保护带部署需考虑与LTE共存问题，如干扰规避，射频指标等NL共站无需保护间隔DL 130kbpsUL 240kbpsMCL>164dB重发次数多，速率高34447/小区寻呼容量受限带内部署需考虑与LTE共存问题，如干扰规避，射频指标等NL共站无需保护间隔，但需要避开PDCCH，PRS等DL 95kbpsUL 240kbpsMCL>164dB重发次数多，速率低18201/小区下行业务信道受限NB-IoT 网络部署NB-IoT 同频组网：NB-IOT 置于频段的高端，避免跟GSM-R 潜在影响，占用一个200KHz 频点，跟GSM 及联通之间各留一个频点的保护间隔。
GSM 需要清除两个频点，对于GSM 网络影响可以忽略。
NB-IoT 异频组网： NB-IOT 置于频段的高端，避免跟GSM-R 潜在影响，占用三个200KHz 频点，跟GSM 及联通之间各留一个频点的保护间隔。
GSM 需要清除4个频点，对于GSM 网络影响可以忽略。
LTE 频率设置：LTE 初始带宽5MHz ，建议中心频率940.1MHz ；当带宽扩展到10MHz 时，无需修改中心频率。
对于934~935可用区域用于GSM ，不可用区域由LTE 占用下边缘，互调影响最低。