NB

NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術相關

研究及應用方向

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摘要：以互聯網為依托，我國物聯網行業在快速發展，其中NB-IoT低速率

窄帶物聯網通信技術既具備蜂窩網絡特征，又降低系統運行功耗和帶寬要求，推

動NB-IoT推廣與應用，可為人們的日常生活提供更加可靠的技術支持。本文將

分析NB-IoT特點和優勢，探索NB-IoT網絡架構與應用方向。

關鍵詞：NB-IoT；低速率；窄帶物聯網；物聯網

在智能化時代背景下，如何滿足與日俱增的智能設備及系統高效化運行需求，

是目前面臨的主要難題。NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術既具備蜂窩網絡特征，

又降低系統運行功耗和帶寬要求，在智慧市政、智能家居、車聯網等各領域中積

極融合NB-IoT技術已是智能時代發展的必然趨勢。本文將分析NB-IoT特點和優

勢，探索NB-IoT網絡架構與應用方向，為蜂窩網絡的融合應用提供理論支持。

一、NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術的概念

物聯網智能設備種類繁多且多數采用電池供電模式，如何實現集成化統一控

制，是目前實踐工作中面臨的主要難題，由于設備的運行功耗通常較小，因此可

以運用NB-IoT技術實現高效化連接，有效拓展了信號傳輸的范圍和距離。在構

建NB-IoT系統時，需要多個模塊的密切銜接，感知層選擇NBBS，由E-nodeB基

站獲取，進而連接核心網。

【1】

二、NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術的特點

首先，該技術能夠拓展覆蓋范圍，而且對于延時狀況的控制作用顯著。NB-

IoT長距離傳輸質量抗干擾能力強，相較于傳統的移動通信技術而言，增益效果

也較好，一般在20dB左右，允許時延在10ms左右。NB-IoT網絡在密集城區

【2】

含地下場景的RSRP可達-104dBm，SINR約為-9.5dB。

其次，該技術實現了功耗的有效控制。無論是在設備運行過程中，還是在通

信過程中，NB-IoT待機時間更長，能夠延長設備的使用年限。

最后，該技術能接入海量設備及類型。NB-IoT技術采用IP多播技術，可以

更快的完成數據接入和處理工作，通信協議支持TCP/IP、UDP/IP、HTTP、AMQP、

COAP等多種方式，滿足了多類型異構數據通信需求。由于具有較大的信道容量，

因此也能夠接入更多的設備。

三、NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術的網絡架構與應用方向

（一）網絡架構

NB-IoT通信系統包括終端層、網絡層、IoT平臺和應用層，其中網絡層聯接

管理模塊、EPC核心網和設備管理模塊等，共同組成IoT平臺，涉及HSS網元、

MME網元等。

【3】

在我國的三大電信運營商中，NB-IoT網絡架構一般分為兩種形式，一種方式

通常稱為UDP模式，即運營商發行SIM卡（或芯片），制造商可寫入該SIM卡

（或芯片）IP地址和端口號，實現數據直接從制造商設備到制造商應用服務器。

另一個種方式為IoT模式，即運營商發行的SIM卡（或芯片）已綁定IP，即運營

商SIM卡（或芯片）只支持數據傳輸至運營商統一IoT平臺（例如，中國移動

OneNet、中國電信物聯網開放平臺），在此種模式下，運營商會相應提供技術文

檔，技術文檔一般包括設備至IoT平臺（南向）數據傳輸開發包和應用服務器至

IoT平臺（北向）數據傳輸開發包，便于制造商的設備和應用軟件對接數據傳輸。

圖1 國內NB-IoT網絡架構一般形式

在NB-IoT網絡部署中的頻譜資源帶寬有所差異，中國聯通和中國電信、中

國移動分別為900MHz、800MHz和900MHz。獨立部署的模式能夠有效提高傳輸速

率，而且減低了重發次數；在采用頻段內部署模式時，可以獲得更好的共存效果；

采用保護頻段部署模式時，也可以滿足共存的需求，但是在尋呼容量方面存在一

定阻礙。

【4】

（二）應用方向

1.服務型管理平臺

NB-IoT技術廣泛應用于服務型管理平臺，以OS軟件支持為例，可以滿足多

終端使用需求，比如智能家居門鎖、智能家電、讀卡器、POS機和掃描設備等等。

相較于傳統技術手段而言，NB-IoT可以有效改善平臺連接速率，滿足管理工作、

資源配置工作和故障診斷工作等多元化要求。接入范圍也會變得越來越大，涉及

數據存儲、開發設計和邏輯引擎等內容。

【5】

2.智慧生活

NB-IoT為生活賦能智慧，在智能水表、智能燃氣表，NB-IoT技術實現遠程

抄表和控制，分析和跟蹤用水、用氣情況。智慧市政建設也是目前現代化城市發

展的主要方向，融合NB-IoT技術的窨井蓋、停車位/閘機、垃圾箱等市政公共設

施中，實現智能化控制和管理，提高城市的整體治理能力和服務水平，為城市可

持續發展創造了條件。智能建筑是建筑行業發展的主要方向，可以運用該技

【6】

術實現智能化控制，比如智能化消防報警和空調系統控制等。

結語

NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術是一種新興技術，在我國社會的各個領域

中逐漸得到推廣應用，是推動社會變革的重要動力。該技術在覆蓋范圍、功耗、

成本和穩定性等方面呈現出強大的優勢。對于網絡架構和頻點部署方式的全面優

化，是推動技術創新與發展的關鍵。在未來服務型管理平臺和智能場景中，NB-

IoT低速率窄帶物聯網通信技術的應用會更加成熟與可靠。

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