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浅析 NB-IoT 物联网关键技术与发展

2018/7/9 10:17:03      点击:


    [摘要]NB-IoT物联网即窄带物联网。这种网络技术和其他的物联网科技存在着很大区别,是近几年产生的一种新技术。相对于宽带物联网而言,窄带物联网的数据传输速度特别慢。随着物联网的发展,窄带由于覆盖面广、功耗低等优势取得了很好的发展。下面对NB-IoT物联网在技术上的特点进行阐述,对其关键技术进行分析,针对当前的发展情况对其发展趋势进行阐述。

    [关键词]NB-IOT物联网;关键技术;发展趋势

    正文:摘自科技经济导刊杂志,知网收录。

    [abstract] the nb-iot Internet of things is the narrowband Internet of things. This kind of network technology is very different from other Internet of things technologies. It is a new technology that has emerged in recent years. Compared with broadband Internet of things, data transmission speed of narrow band Internet of things is particularly slow. With the development of the Internet of things, narrow band has developed well due to its wide coverage and low power consumption. Next, the technical characteristics of the nb-iot Internet of things are described, its key technologies are analyzed, and its development trend is described according to the current development situation.
    [key words] nb-iot Internet of things; Key technologies; The development trend
    IoT是物联网英文的简写,物联网以互联网为技术基础而得以发展。物联网由量大主要构成部分,分别是人和物品之间的信息互换、物品与物品间所进行的信息互换。物联网技术通过网络设备将显示当中的各种东西上传至互联网当中,使各种东西之间形成互相联系。物联网上记录的各种东西无论在任何位置都能够进行追踪,还可以实现实时状态的定位。物联网不同于以往的网络通信技术,可以实现大量数据的传输,传输不需耗费大量能源和资金,能够满足不同数据在传输方面的多种多样的要求。通过物联网进行数据传输比其他方式的传输具备更高的安全性。在物联网发展逐渐成熟的背景下,NB-IOT物联网诞生了。同物联网相比,窄带互联网数据传输速度更快,安全性也得到了极大提升。
    1NB-IoT物联网在技术方面的特点
    1.1窄带物联网技术方面的标准窄带物联网:宽带为180Hz,这和当前大部分网络宽带一致,并没有应用特别的技术;下行采用OFDMA,载波的间隔为15kHz。下行载波要保证15kHz的多载波与3.75kHz单载波两种模式可以正常的运行;应用了最先进的信息与数据传输方式,降低了能耗与设备投入的成本,采用双半工通信方式。
    1.2窄带物联网包括了感知层与网络层及应用层窄带物联网感知层由多种传感器与传感网关构成。窄带物联网应用层由有线网络系统、无线网络系统、互联网与互联网当中相互关联的系统构成。窄带物联网通过应用层实现人与物联网的连接,应用层的价值体现在物联网实际应用当中。
    2NB-IoT物联网的关键技术
    互联网技术在各行各业都得到了应用与普及,当前万物互联背景下,物联网与窄带接入科技得到了广泛普及。
    2.1工作模式窄带物联网当前只能完成FDD模式数据传输,宽带频率为180kHz,当前工作模式主要有三种类型。第一种是可以完成单独部署,能够使用长期演进技术。第二种模式能够在不使用任何长期演进技术的情况下完成保护带内部署。第三种模式通过长期演进技术进行带内部署,还要同时使用长期演进技术。窄带物联网的三种模式都能够在不使用长期演进技术的情况下完成带内部署,但三类模式对系统设备都有很高的要求。这三类模式各有优点与缺点,需要不断进行技术方面的改良与创新。
    2.2传输方式窄带物联网有很多传输方式,可利用OFDMA进行下行传输,这类传输方式下每个载波只有一个PRB,载波间隔为15kHz,关于CP长度与别的传输技术要求一致。上行传输通过单子载波与多子载波的方式完成传输。这两类传输的模式下,利用单子载波的方式进行传输可以使用两种载波间隔,这两种间隔分别为3.75kHz与15kHz,前一种模式的载波当中有48个不间断的子载波,后一种间隔的载波中有12个不间断的子载波。相同的系统运行状态下,3.75kHz模式的载波比15kHz模式速度要更快。
    3NB-IoT物联网的发展趋势
    NB-IoT物联网主要的应用领域有:公共事业领域、工厂生产与制造、农业生产、消费服务等。窄带物联网技术具有能耗低、连接领域广泛的连接特点。目前,窄带物联网可以在全国的广域范围当中实现全面覆盖,具有显著的安全性和节能性,其技术的标准性、连接便捷程度、应用的范围和生态系统方面远远超过了领域当中的其他技术,因而得到了较好的发展全年。未来,窄带物联网会发展成为广域物联网当中最为主要的通信方式。以后的窄带物联网在连接中的组网工程会更加简单,通过对网络通信技术的融合与创新,建设更加多元化的网络连接,以满足各种各样的连接需求。融合各种通信技术之后的局域网具有更加广域的特性,使基站的覆盖范围与角度更加全面,是很多网络连接功能性的问题得到解决。通过物联网终端的数量与级别来划分基站范围,使接入终端可以用于多个窄屏。设置NB-IoT物联网扇区的过程中,可以最多划分十万个终端在一个扇区当中接入,这一接入量的实现需要精确的窄带物联网技术提供保障,这是物联网技术在发展中需要解决的首要问题。窄带物联网的相关技术研究的基础是基于为物联网发展开拓更多的盈利模式,满足市场当中各种用户的多样性需求,同时促进运营商经营利润的增加,实现用户与运营商的双赢。在窄带物联网的开发当中,产业链两端在市场当中最具有发展对的前景,另外,设备制造与通信模块的增加还能够带来潜在经营利润。此外,对于物联网平台的运营商来说,通过建立完善的平台支撑体系,对用户采取智能化的管理方式,对物联网当中用户呈现爆发式上涨的情况下,运用科学合理的统计方式与计费方式,可以促进网络取得更好发展,为物联网带来更多商机。
    4结语
    NB-IoT物联网在生活中的应用逐渐广泛,随着技术发展,这种成本低投入低的连接技术使网络流量利用空间增加了,为用户连接网络提供了更多可能,同时还丰富了物联网运营商的计费方式。NB-IoT物联网为将来实现万物互联提供了技术基础,使网络为人类带来更个性化的服务成为可能,而且能够节省用户网络连接成本投入,所以,窄带物联网有广阔发展前景。
    【参考文献】
    [1]邹玉龙,丁晓进,王全全.NB-IoT关键技术及应用前景[J].中兴通讯技术,2017(01).

    [2]许剑剑,梅杰,ZulfiqarHussainPathan,等.物联网发展驱动因素分析与前景初探[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2016(06).

    本刊收录文章参考:BEA Tuxedo 交易中间件在商业银行系统中的应用研究

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