物联网相关网络技术

1、P1物联网相关网络技术物联网相关网络技术赋予万物生命：赋予万物生命：物联网向我们走来前言前言前言前言在路上，也许你的需要买一些东西，只要你的手机就可以支付账单了。 前言前言当你出门的时候，你不需要带车钥匙，用你的身份证或者你的银行卡就可以开车门了，也许简单一点，用你的指纹就开动了座驾。最关键的是在路上的时候，已经有车载终端的为你提醒今天走哪一条路不堵车。 晚上回来，你吃饭完，要去溜溜你的狗，也许昨天你没有带它出去，会有信息提醒你，这个狗今天需要的多远的距离比较适合“狗狗” 身体情况。 前言前言v这一切在将来都在慢慢变成现实，实现这些的就这一切在将来都在慢慢变成现实，实现这些的就是：是：物联网全

2、球物联网应用增长态势明显，万物互联时代开启。 物联网简介物联网简介v .1物联网物联网v 一、物联网的定义一、物联网的定义v 物联网的英文名称是物联网的英文名称是“Internet of Things”Internet of Things”，它的概念最，它的概念最早是在早是在19991999年，由麻省理工学院年，由麻省理工学院Auto-IDAuto-ID研究中心提出的。它研究中心提出的。它是指利用产品电子代码是指利用产品电子代码EPCEPC、射频识别技术，通过网络（当时、射频识别技术，通过网络（当时网络的概念还仅限于通过互联网），实现在任何的时候，任网络的概念还仅限于通过互联网

3、），实现在任何的时候，任何地点对任何物品识别和管理，即物品的互联互通。何地点对任何物品识别和管理，即物品的互联互通。 物联网是在互联网、传感网等概念上衍生出来的一种满足人们更多需求的新型网络。从电子信息技术角度来说，物联网是计算机、网络与传感器技术及软件的综合技术。v国际电信联盟国际电信联盟(ITU) (ITU) 的定义的定义物联网主要解决物品到物品(Thing to Thing，T2T)，人到物品(Human to Thing，H2T)，人到人(Human to Human，H2H)之间的互联。”这里与传统互联网不同的是，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，H2H是指人之间不依赖于个人

4、电脑而进行的互连。物联网物联网v中国政府工作报告的定义中国政府工作报告的定义物联网是通过传感设备按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 .1物联网物联网物联网物联网v与互联网相比，有如下主要特征与互联网相比，有如下主要特征1. 海量信息：2. 接入设备繁杂：3. 网络架构繁杂：4. 网络管理自治：5. 智能物物互联：6. 物理安全威胁：7. 能量获取多样：8. 设备制造的小型微型化物联网物联网（中国移动定义的物联网的体系结构）物联网的体系结构物联网的体系结构网络技术网络技术5.3.2 5.3.2 计算机网络的

5、分类计算机网络的分类按网络覆盖范围进行分类按网络覆盖范围进行分类：互联网、物联网与接入互联网、物联网与接入互联网物联网的传输通信保障1.21.2互联网、物联网与接入互联网、物联网与接入从端系统接入的角度看互联网的结构从端系统接入的角度看互联网的结构从端系统接入的角度看物联网的结构从端系统接入的角度看物联网的结构17从网络数据采集与传输内容的角度看互联网与物联从网络数据采集与传输内容的角度看互联网与物联网的区别与联系网的区别与联系.3互联网、物联网与接入技术互联网、物联网与接入技术（1）互联网主要是实行）互联网主要是实行人与人之间人与人之间的信息交互与共享，因此的信息交互与共享，

6、因此在互联网端结点之间传输的文本文件、语音文件、视频文件在互联网端结点之间传输的文本文件、语音文件、视频文件都是由都是由人输入人输入的，即使是通过扫描和文字识别的，即使是通过扫描和文字识别OCR技术输入技术输入的文字或图形、图像文件，也都是在的文字或图形、图像文件，也都是在人的控制之下人的控制之下完成的。完成的。（2）物联网的端系统采用的是传感器、）物联网的端系统采用的是传感器、RFID，因此物联网感，因此物联网感知的数据是知的数据是传感器传感器主动感知或者是主动感知或者是RFID读写器读写器自动读出的。自动读出的。由此可见，在网络端系统数据采集方式上，互联网与物联网由此可见，在网络端系统数据

7、采集方式上，互联网与物联网是有区别的。是有区别的。物联网与互联网在数据采集、传输内容上的区别：物联网与互联网在数据采集、传输内容上的区别：计算机网络发展的三条主线计算机网络发展的三条主线互联网的形成与发展互联网的形成与发展起源于起源于ARPANETARPANETv 集中式和非集中式集中式和非集中式 拓扑构型拓扑构型v 分布式网络的拓扑构型分布式网络的拓扑构型技术的基本设计思路技术的基本设计思路v 网络中没有一个中心控制节点，联网计算机独立地完网络中没有一个中心控制节点，联网计算机独立地完成数据接收、转发、接收的功能成数据接收、转发、接收的功能v 发送数据的主机预先将待发送的数据封装成多个短的发

8、送数据的主机预先将待发送的数据封装成多个短的、有固定格式的分组、有固定格式的分组v 如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线路，那么分组就需要通过中间节点路，那么分组就需要通过中间节点“”“”，这种中间转这种中间转发节点就是目前广泛使用的路由器发节点就是目前广泛使用的路由器v 每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的地址，通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输地址，通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输路径路径v 当目的主机接收到属于一个报文的所有分组之后，再当目的主机接收到属于一个报文

9、的所有分组之后，再将分组中多个短的数据字段组合起来，还原成发送主将分组中多个短的数据字段组合起来，还原成发送主机发送的报文机发送的报文ARPANETARPANET设计思想设计思想v 通信子网结构与通信子网结构与分组交换分组交换原理示意图原理示意图存储转发存储转发5.2.3 NSFNET5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响对互联网发展的影响v从从ARPANETARPANET到到InternetInternet的发展过程的发展过程互联网的形成互联网的形成v互联网是一个全球范围的信息资源网，接入互互联网是一个全球范围的信息资源网，接入互联网的主机可以是信息服务的提供者，也可以联网的主机可以是信

10、息服务的提供者，也可以是信息服务的使用者是信息服务的使用者v传统的互联网应用主要有传统的互联网应用主要有E-mailE-mail、TELNETTELNET、FTPFTP、BBSBBS与与 Web Webv互联网的全球性与开放性，使人们愿意在互联互联网的全球性与开放性，使人们愿意在互联网上发布和获取信息网上发布和获取信息，浏览器、搜索引擎、浏览器、搜索引擎、IPTVIPTV、IPIP电话等电话等vP2PP2P技术的产生，对互联网的发展产生重要的技术的产生，对互联网的发展产生重要的作用，使互联网中的信息更丰富、使用更方便作用，使互联网中的信息更丰富、使用更方便互联网的高速发展与信息高速公路的建设互

11、联网的高速发展与信息高速公路的建设v2020世纪世纪9090年代，世界经济的发展带动了信息产业年代，世界经济的发展带动了信息产业的发展，信息技术与网络应用已成为衡量的发展，信息技术与网络应用已成为衡量2121世纪世纪综合国力与企业竞争力的重要标准综合国力与企业竞争力的重要标准v19931993年年9 9月美国公布了国家信息基础设施（月美国公布了国家信息基础设施（NIINII）建设计划，建设计划，NIINII被形象地称为信息高速公路被形象地称为信息高速公路v各国政府开始认识到信息产业发展对经济发展的各国政府开始认识到信息产业发展对经济发展的重要作用，开始制定信息高速公路建设计划重要作用，开始制定

12、信息高速公路建设计划v19951995年年2 2月全球信息基础设施委员会成立，目的月全球信息基础设施委员会成立，目的是推动与协调各国信息技术与信息服务的发展与是推动与协调各国信息技术与信息服务的发展与应用应用广广域网与三网融合技术的发展域网与三网融合技术的发展1.1.广域网广域网技术发展的背景技术发展的背景v 广域网建设投资很大，管理困难，通常由电信运营商广域网建设投资很大，管理困难，通常由电信运营商负责组建、运营与维护负责组建、运营与维护，因此，因此广域网是一种公共数据广域网是一种公共数据网络网络。v 广域网广域网需要需要保证保证数据交换的数据交换的服务质量（服务质量（QoSQoS），因此，

13、因此广广域网研究的重点是域网研究的重点是宽带核心交换技术宽带核心交换技术。v 互联网的广泛应用推动电信网技术的高速发展，电信互联网的广泛应用推动电信网技术的高速发展，电信运营商的服务业务也从运营商的服务业务也从以语音服务为主逐步向数据业以语音服务为主逐步向数据业务方向务方向发展发展。三网融合三网融合v “三网融合三网融合”实质上是计算机网络、电信通信网与电实质上是计算机网络、电信通信网与电视传输网技术的融合、业务的融合视传输网技术的融合、业务的融合v 互联网中边缘部分与核心交换部分结构示意图互联网中边缘部分与核心交换部分结构示意图IPIP网络：从网络：从IPv4IPv4到到IPv6IPv6v互

14、联网的核心技术是互联网的核心技术是TCP/IPTCP/IP协议，它的网络层协议，它的网络层使用的是使用的是IPIP协议协议v核心交换网中所示的所有路由器都必须支持核心交换网中所示的所有路由器都必须支持IPIP协议，因此互联网核心交换网协议，因此互联网核心交换网也也称为称为IPIP网络网络v其他的通信网络，如移动通信网不使用其他的通信网络，如移动通信网不使用IPIP协议协议，因此将不支持，因此将不支持IPIP协议的网络称为非协议的网络称为非IPIP网络网络v由于由于IPIP网络与非网络与非IPIP网络的网络层协议不同，属网络的网络层协议不同，属于异构的网络于异构的网络，异构网络的互联需要通过具有

15、异构网络的互联需要通过具有协议变换功能的网关（协议变换功能的网关（gatewaygateway）来实现来实现从从IPv4IPv4到到IPv6IPv6vIPIP协议共出现过协议共出现过6 6个版本，正式形成国际标准个版本，正式形成国际标准、被采用的是、被采用的是IPv4IPv4与与IPv6IPv6协议协议vIPv4IPv4协议是在协议是在19811981年制定的年制定的，地址长度为地址长度为32 32 位位v20112011年年2 2月月3 3日最后日最后5 5块块IPv4IPv4地址被分配给全球地址被分配给全球5 5大区域互联网注册机构之后，大区域互联网注册机构之后，IPv4IPv4地址全部分

16、地址全部分配完毕配完毕vIPv6IPv6协议具有协议具有地址空间大地址空间大，能够，能够自动配置地址自动配置地址，安全安全性与性与服务质量服务质量好的优点好的优点v从从IPv4IPv4向向IPv6IPv6的过渡已经是大势所趋的过渡已经是大势所趋31接入技术接入技术v 接入技术类型接入技术类型接入技术分类接入技术分类33接入技术有线接入电话交换网接入有线电视网接入光纤接入局域网接入电力线接入无线局域网接入无线自组网接入无线城域网接入移动通信网接入无线接入ADSLADSL接入技术接入技术v ADSLADSL可以在现有的用户电话线上通过传统的电话交换可以在现有的用户电话线上通过传统的电话交换网，以不

17、干扰传统模拟电话业务为前提，同时能够提网，以不干扰传统模拟电话业务为前提，同时能够提供宽带互联网接入服务供宽带互联网接入服务HFCHFC接入技术接入技术vHFCHFC技术用光纤取代有线电视网络中干线同轴技术用光纤取代有线电视网络中干线同轴电缆电缆v光纤接到居民小区的光纤节点之后，小区内部光纤接到居民小区的光纤节点之后，小区内部接入用户家庭仍然使用同轴电缆，形成了光纤接入用户家庭仍然使用同轴电缆，形成了光纤与同轴电缆混合使用的传输网络与同轴电缆混合使用的传输网络v在保证正常电视节目播放与交互式视频点播在保证正常电视节目播放与交互式视频点播VODVOD节目服务的同时，为家庭用户计算机接入节目服务的

18、同时，为家庭用户计算机接入互联网提供服务互联网提供服务v HFCHFC结构示意图结构示意图v 光纤到路边（光纤到路边（FTTCFTTC）v 光纤到小区（光纤到小区（FTTZFTTZ）v 光纤到大楼（光纤到大楼（FTTBFTTB）v 光纤到办公室（光纤到办公室（FTTOFTTO）v 光纤到户（光纤到户（FTTHFTTH）Mbit/s1101000,1室外固定行走车辆室内固定/桌面行走移动性UMTSW-LANIEEE 802.11aHyperLAN2蓝牙GSM, IS-95, D-AMPSW BB- LAN广域网（WAN）- 覆盖面局域网（LAN）- 热点 高速个人局域网（PAN）- 连接性，替代

19、缆线需要新的频率分配无线接入：不同技术的操作范围无线接入：不同技术的操作范围v 802.16802.16无线无线宽带城域网结构宽带城域网结构38v 无线城市、无线城市、WiFiWiFi接入点标志与应用情景接入点标志与应用情景395.5.7 5.5.7 电力线接入技术电力线接入技术电力线通信电力线通信PLCPLC（Power Line CommunicationPower Line Communication）v 智能家居中的智能家居中的PLCPLC网络结构示意图网络结构示意图无线网络标准无线网络标准WWANWMANWLANWPAN传传输输范范围围0.011010. 11001000数据传输率（

20、数据传输率（Mbps）IEEE 802IEEE 802工作组工作组UWBZigbee无线网络标准的比较无线网络标准的比较无线网络标准无线网络标准101001,00010,000101001,00010,000100,000BandwidthkbpsGSM802.11a/gGPRSEDGE20002003-42005Bluetooth3GHiperLAN/2Bluetooth 2.0RangeMeters802.11bZigBeeWiMediaBluetooth 1.5ZigBeeZigBeev ZigBeeZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。又称技术是一种短距离、低功耗的无线通

21、信技术。又称紫蜂协议，来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（紫蜂协议，来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（beebee）是靠）是靠飞翔和飞翔和“嗡嗡嗡嗡”（zigzig）地抖动翅膀的）地抖动翅膀的“舞蹈舞蹈”来与同伴来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。成了群体中的通信网络。v 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。种设备。v ZigBeeZigBe

22、e协议从下到上分别为物理层（协议从下到上分别为物理层（PHYPHY）、媒体访问控）、媒体访问控制层（制层（MACMAC）、传输层（）、传输层（TLTL）、网络层（）、网络层（NWKNWK）、应用层（）、应用层（APLAPL）等。其中物理层和媒体访问控制层遵循）等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE IEEE 802.15.4802.15.4标准的规定。标准的规定。ZigBee ZigBee 联盟联盟v ZigBee ZigBee 联盟是由全球多家知名科技公司而组成，通联盟是由全球多家知名科技公司而组成，通过开放的专业标准，致力推动及研发可靠过开放的专业标准，致力推动及研发可靠, , 有效有

23、效, , 及及低功率的无线智能网络和监控产品。低功率的无线智能网络和监控产品。v ZigBee ZigBee 联盟现有的理事公司包括联盟现有的理事公司包括 BM Group, Ember BM Group, Ember 公司公司, , 飞思卡尔半导体飞思卡尔半导体, Honeywell, , Honeywell, 三菱电机三菱电机, , 摩摩托罗拉托罗拉, , 飞利浦飞利浦, , 三星电子三星电子, , 西门子西门子, , 及德州仪器及德州仪器，华为等。华为等。ZigBee/802.15.4ZigBee/802.15.4协议结构协议结构物理层MAC 层网络层应用层IEEE 802.15.4 定

24、义ZigBee 联盟定义ZigBee协议栈ZigBee ZigBee 网络应用网络应用PERSONAL HEALTH CAREZigBeeLOW DATA-RATE RADIO DEVICESHOME AUTOMATIONCONSUMER ELECTRONICSTV VCRDVD/CDRemote controlsecurityHVAClightingclosuresPC & PERIPHERALSconsolesportableseducationalTOYS & GAMESINDUSTRIAL & COMMERCIALmonitorssensorsautomationcontrolmous

25、ekeyboardjoystickmonitorsdiagnosticssensorsIEEE 802.15.4IEEE 802.15.4基础基础v 802.15.4802.15.4是为轻量级无线网络设计的一个简单的数据是为轻量级无线网络设计的一个简单的数据包传输协议。包传输协议。 信道接入方法采用信道接入方法采用CSMA-CACSMA-CA机制（机制（Carrier Sense Carrier Sense Multiple Access with collision avoidanceMultiple Access with collision avoidance ）和可选的时隙（和可选的时

26、隙（time slottingtime slotting）机制。机制。 消息确认机制和可选的信标帧结构。消息确认机制和可选的信标帧结构。 多层次安全机制（多层次安全机制（AES-128AES-128加密加密） 能够在电池供电的情况下长时间运行。能够在电池供电的情况下长时间运行。IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4设备类型设备类型v 802.15.4802.15.4中将设备分为两类：中将设备分为两类： 全功能设备全功能设备：full function device (full function device (FFDFFD) ) 简化功能设备简化功能设备：reduced func

27、tion device (reduced function device (RFDRFD) )v FFDFFD能够在网络中承担三种角色能够在网络中承担三种角色 普通设备普通设备 协调器（或路由器）协调器（或路由器） PANPAN协调器协调器v RFDRFD在网络中只能承担一种角色：在网络中只能承担一种角色： 普通设备普通设备FFD vs RFDFFD vs RFDv 全功能设备全功能设备(FFD)(FFD) 可以用来构建任意拓扑结构的网络可以用来构建任意拓扑结构的网络 能够担任网络协调器能够担任网络协调器 既能与既能与RFDRFD通信，也能与其它通信，也能与其它FFDFFD通信通信v 简化功能

28、设备简化功能设备(RFD)(RFD) 只能用来构建星型网络只能用来构建星型网络 无法担任网络协调器无法担任网络协调器 只能与只能与FFDFFD进行通信进行通信 实现起来非常简单，适合于能量和资源受限的设备实现起来非常简单，适合于能量和资源受限的设备设备地址设备地址v 每个无线个域网（每个无线个域网（WPANWPAN）至少需要包含一个）至少需要包含一个FFDFFD（担任（担任PANPAN协调器）。协调器）。v 每个独立的个域网将选定一个每个独立的个域网将选定一个唯一的唯一的PAN IDPAN ID（1616位）位）。v 网络中的每个设备，网络中的每个设备，其自身都携带一个其自身都携带一个6464

29、位的全球唯位的全球唯一地址：一地址：IEEE MACIEEE MAC扩展地址扩展地址，也称为，也称为长地址长地址，该地址，该地址可用于个域网内的直接通信。可用于个域网内的直接通信。v 当设备成功入网后，将会被分配一个当设备成功入网后，将会被分配一个1616位的位的短地址短地址。1616位短地址只能保证在个域网内部是唯一的，所以在位短地址只能保证在个域网内部是唯一的，所以在使用使用1616位短地址通信时需要结合位短地址通信时需要结合1616位的个域网网络标位的个域网网络标识符才有意义。识符才有意义。ZigBeeZigBee网络拓扑结构网络拓扑结构星型星型网型网型树型树型协调器协调器路由器路由器终

30、端设备终端设备星型拓扑结构星型拓扑结构全功能设备(FFD)简化功能设备(RFD)网络实例网络实例FFDRFDRFDRFDFFDFFDRFDFFDRFDRFDRFDFFDFFDRFDZigbeeZigbee芯片芯片主要ZigBee芯片提供商（2.4GHZ）有：TI（德州仪器）/CHIPCON（已被TI收购）EMBER(ST意法半导体)JENNIC(捷力)FREESCALE（飞思卡尔）MICROCHIP（微芯）ZigBee技术提供方式有三种： (1) ZigBee RF+MCU TI 的CC2420/2530+MSP430 FREESCLAE的 MC13XX+GT60 MICROCHIP 的MJ2

31、440+PIC MCU：(2)单芯片集成SOC TI 的CC2430/2530(8051内核) Freescale 的MC1321XEMBER 的EM250 (3)单芯片内置ZIGBEE协议栈外挂芯片JENNIC 的SOC+EEPROMEMBER 的260+MCUCC2530CC2530芯片芯片TI 09年推出的，在CC2430的基础上做了一些改进，缓存加大了，存储容量最大支持到256K，CC2530的通信距离可以达到400m。CC2530的主要特点：的主要特点：高性能和低功耗的8051微控制器核。集成符合IEEE802154标准的24 GHz的RF无线电收发机。在休眠模式时仅1A的流耗，外部

32、的中断或RTC能唤醒系统 在待机模式时少于0.4A的流耗，外部的中断能唤醒系统优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。硬件支持CSMACA功能。较宽的电压范围(2036 V)。数字化的RSSILQI支持和强大的DMA功能。具有电池监测和温度感测功能。集成了14位模数转换的ADC。集成AES安全协处理器。带有2个强大的支持几组协议的USART，以及2个常规的16位计时器和2个8位计时器。强大和灵活的开发工具硬件连接图硬件连接图Z-StackZ-Stack协议栈协议栈 TI公司开发的Z-Stack是ZigBee协议栈，并且经过了ZigBee联盟的认可而为全球众多开发商所广泛采用。TI公司的Z-Sta

33、ck协议栈装载在一个基于IAR开发环境的工程里。Z-Stack采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制，当各层初始化之后，系统进入低功耗模式，当事件发生时，唤醒系统，开始进入中断处理事件，结束后继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生，判断优先级，逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级这种软件构架可以极大地降级系统的功耗。系统的功耗。NB-IOT介绍介绍Narrow Band Internet of Things(窄带蜂窝物联网窄带蜂窝物联网)6263 目前众消费市场趋饱和，导致运营商盈利增长趋缓，亟待寻求新的盈利增长点。 据市场调研机构预测，未来5-10年物联网连接数和市场规模将发规模

34、井喷式发展。物联网市场潜物联网市场潜巨巨，即将进，即将进规模井喷式发展规模井喷式发展64LPWA（Low Power Wide Area，低功耗广覆盖）类业务：物联网世界存在量的传感类、控制类连接需求，这些连接速率要求很低，但对功耗和成本常敏感，且分布很广、海量，现有3G/4G技术从成本上法满需求；目前2G虽然已在承担部分对功耗要求相对不的业务需求，但明显还有量需求法满，也不是长期发展的案。物联网业务种类繁多，难以物联网业务种类繁多，难以单单技术满技术满65注：使 5Wh电池，2G终端待机概2个左右LPWA类业务连接是全球产业关注的重要市场，也是公司向连接战略应当考虑满的场景之 ， 但 现 有

35、2G/3G/4G网络难以承担这类业务。中国移动现有网络难以承担中国移动现有网络难以承担LPWALPWA的重任的重任HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 66中文正文和一级目录: 20pt子目录(2-5级):18pt全文最小16pt 颜色:黑色字体: 微软雅黑LPWA开启低功率广覆盖物联网市场，NB IoT具备技术比较优势1m100m10kmBluetoothZigBee（短距覆盖）WiFi（短距覆盖）UMTS/LTE（高成本覆盖）GSMLPWA（低功率广覆盖） 覆盖覆盖100bps100kbps100Mbps速率速率移动物联网技术的不同定位高安全性高可靠性高速率低

36、功耗高频谱效率大覆盖低成本低时延短距通信（WiFi等）NB IOT私有技术（LoRa等）NB IoT相对短距通信/私有技术优势明显技术制式网络定位国际标准NB IOT可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级的高可靠性、高安全性广域物联网技术私有技术LoRa需独立建网、无执照波段的高风险局域网物联技术Sigfox不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与运营商合作的高成本高风险物联网技术NB-IOT四大优势，专门定位“低频、小包、时延不敏感”物联网业务20dB 增益5$ 模组成本 10 年电池寿命50K连接数每小区广覆盖窄带功率谱密度提升 重传次数：16次编码增益简化射频硬件简化协议降低成本减小基带复

37、杂度简化协议 , 芯片功耗低功放效率高发射/接收时间短频谱效率高小包数据发送特征终端极低激活比低功耗大连接低成本HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 69中文正文和一级目录: 20pt子目录(2-5级):18pt全文最小16pt 颜色:黑色字体: 微软雅黑NB IoT标准立项，2016年6月冻结3GPP R13联合提出NB M2M提出NB OFDMA提出NB LTENB-IOT工作组NB CIOT报告发起者NB-IOT2016.6冻结2015.92015.52014.52014.72015.7融合入融合入2017年为NB-IOT的元年70NB-IOT技术定义；FD

38、D-LTE与TD-LTE的对比p NB-IOT技术定义：目前，仅FDD LTE系统支持NB-IoT技术，TD-LTE系统不支持NB-IoT技术。NB-IoT是在基于FDD LTE技术上改造而来的，物理层设计大部分沿用LTE系统技术，如上行采用SC-FDMA，下行采用OFDM。高层协议设计沿用LTE协议，针对其小数据包、低功耗和大连接特性进行功能增强。核心网部分基于S1接口连接，支持独立部署和升级部署两种方式。结论：NB-IOT可以理解为一种简化版的FDD LTE技术；p 优点：NB-IoT在覆盖、功耗、成本、连接数等性能最优，最符合LPWA类业务需求;p 缺点：NB-IoT法满对移动性及速率要

39、求较、数据量、需要语业务的应需求，可考虑eMTC、Cat1等候选技术;TDD-LTE与FDD-LTE主要对比:TDD-LTE与FDD-LTE技术在用户应用层面是一样的，应用场景一样；区别在于调度资源的方式不同；用户感知上，上行速率比现网TD-LTE快（5M带宽下，FDD是TDD的2倍左右）；下行速率比现网TD-LTE慢（5M带宽下，FDD是TDD的约1/3）;技术体制TD-LTELTE FDD主要技术差异双工方式TDDFDD频段FED900M带宽10/20M（上下行共用频段）2*5/2*10M(上下行分开)子帧上下行配置无线帧中多种子帧上下行配置方式无线帧全部上行或者下行配置调度周期随上下行配

40、置方式不同而不同，最小1ms1ms71NB-IOT组网框架Device-to-CloudHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Page 72中文正文和一级目录: 20pt子目录(2-5级):18pt全文最小16pt 颜色:黑色字体: 微软雅黑国内外运营商对NB-IoT的频段的划分：全球大多数运营商使用900MHz频段，有些运营商部署在800MHz频段。中国联通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段，目前只有900MHz 可以试验。中国移动将会获得FDD牌照，并且允许重耕现有的900MHz、1800MHz频段。中国电信的NB-IoT部署在800MHz频段，频率只有5MHz。NB-IOTNB-IOT智能抄表智能抄表智能抄表的需求智能抄表的需求基本诉求： 低成本(