NB-IoT物联网技术解析与案例详解

　　以NB-IoT为典型应用的移动物联网技术正处于规模发展的关键期，各行各业都在思考如何把NB-IoT与行业应用有效结合起来。由于垂直行业普遍缺乏对通信技术和通信行业的认知，同时对于如何把物联网技术引进到本行业缺少思路。基于此，本书以下面实际商用案例为切入点来剖析NB-IoT技术特性和带给行业的新价值。 ●智慧市政 ●智能抄表 ●智慧物流 ●共享单车 ●工业物联 ●智能穿戴 ●智能家居 ●广域物联 本书可以指导实际业务开发，为读者带来更实用的实战价值。让读者全面了解NB-IoT技术与应用实践，帮助他们更好地开发自己的实际项目，同时启发读者去进行新项目的研发。

　　作者团队介绍 黄宇红、杨光、肖善鹏、曹蕾、李新等，中国移动“NB-IoT技术攻关及产业推进”团队带头人。中国移动“NB-IoT技术攻关及产业推进”团队致力于推动NB-IoT技术及产业成熟，构建跨界融合的物联网新生态，助力国家产业结构升级，服务国家创新驱动发展战略。 面向NB-IoT技术商用，在全体产业力量的支持下，该团队在国际标准化组织中积极推进技术研究和标准融合，推动产品研发和产业成熟。该团队还提出了针对低成本部署和高效网络运维的多项创新方案，并致力于实现创新成果的产业化。 该团队在新型物联网数据服务能力上进行了有益的探索，构建了物联网端到端质量评估体系，在智慧城市、工业物联等八大领域积极开展应用创新，实现新技术和传统行业的广泛结合。此外，该团队还积极支持校园创新和社会化创新，依托5G联合创新中心、GTI、GSMA等国内外平台推动NB-IoT国际化和规模化发展，以实现万物互联的美好愿景。目前该团队正在开展更广泛的5G新技术的业务创新和应用试点。

目录
序言
前言
第1篇 移动物联网概述 1
第1章 全球移动物联网发展概况 3
1.1全球移动物联网市场情况 3
1.2中国移动物联网发展情况 4
1.3典型物联网技术对比 5
参考文献 6

第2篇 NB-IoT关键技术 7
第2章 NB-IoT体系架构 8
参考文献 10
第3章 NB-IoT空中接口关键技术 11
3.1子载波间隔 11
3.2工作模式 11
3.3物理信道 12
3.4数据传输方案 12
3.5部署方案建议 14
参考文献 14
第4 章NB-IoT关键流程 15
4.1概述 15
4.2附着 15
4.3去附着 15
4.4 TAU 16
4.5控制面优化传输方案 16
4.6用户面优化传输方案 16
4.7控制面优化和用户面优化传输共存 17
4.8 Non-IP数据传输方案 17
4.9短消息方案 18
4.10 NB-IoT R14及后续演进的关键技术 18
参考文献19
第5章 NB-IoT安全体系及关键技术 20
5.1 NB-IoT安全架构 20
5.2 NB-IoT认证与密钥协商 20
5.3 NB-IoT密钥层次 21
5.4 NB-IoT安全算法 23
5.4.1机密性保护算法 23
5.4.2完整性保护算法 23
5.5控制面优化传输安全 23
5.5.1非接入层安全协商 23
5.5.2 RRC连接重建安全 24
5.6用户面优化传输安全 25
5.6.1接入层安全协商 25
5.6.2 RRC连接挂起过程安全 25
5.6.3 RRC连接恢复过程安全 26
参考文献 26
第6章 网络能力开放关键技术 27
6.1能力开放背景和目的 27
6.2能力开放架构 27
6.3能力开放功能 28
6.3.1用户节电模式 28
6.3.2事件监控 28
6.3.3 Non-IP数据传输 29
6.4能力开放部署策略研讨 29
6.5能力开放未来展望 29
参考文献 29

第3篇 NB-IoT特性解密 30
第7章 覆盖增强 31
7.1覆盖增强背景和目标 31
7.2覆盖增强方案 31
7.2.1提升功率谱密度 31
7.2.2重复传输 32
7.3覆盖增强评估指标 34
参考文献 35
第8章 海量连接 36
8.1海量连接背景和目标 36
8.2海量连接实现方案 37
8.2.1降低信令开销 37
8.2.2窄带传输 37
8.3海量连接评估指标 38
参考文献 38
第9章 低功耗 39
9.1低功耗背景和目标 39
9.2低功耗方案 39
9.2.1待机功耗优化 39
9.2.2数据传输功耗优化 41
9.2.3业务模型优化 42
9.3低功耗评估指标 43
9.3.1功耗性能评估指标 43
9.3.2续航时长评估方法 44
参考文献 45
第10章 低复杂度特性 46
10.1低复杂度背景和目的 46
10.2低复杂度实现方案 46
10.2.1 NB-IoT简化技术分析 46
10.2.2低复杂度产品实现 47

第4篇 NB-IoT应用案例解析 48
第11章 智慧市政 49
11.1智能路灯 49
11.1.1智能路灯业务描述 49
11.1.2智能路灯行业现状 49
11.1.3智能路灯引入NB-IoT的优势 51
11.1.4基于NB-IoT的智能路灯解决方案 51
11.1.5 NB-IoT智能路灯应用实践情况 52
11.2智能烟感 52
11.2.1智能烟感业务描述 52
11.2.2智能烟感产品行业现状 54
11.2.3烟感产品引入NB-IoT的优势 55
11.2.4基于NB-IoT的烟感创新解决方案 55
11.2.5 NB-IoT烟感产品应用实践情况 57
11.3智能消火栓58
11.3.1智能消火栓业务描述58
11.3.2智能消火栓行业现状59
11.3.3消火栓引入NB-IoT的优势60
11.3.4基于NB-IoT的智能消火栓解决方案60
11.3.5 NB-IoT消火栓应用实践情况62
11.4智能停车63
11.4.1智能停车业务描述63
11.4.2智能停车行业现状63
11.4.3智能停车引入NB-IoT的优势64
11.4.4基于NB-IoT的智能停车解决方案64
11.4.5智能停车应用实践情况67
11.5智能水表67
11.5.1智能水表业务描述68
11.5.2智能水表行业现状68
11.5.3智能水表引入NB-IoT的优势71
11.5.4基于NB-IoT的智能水表解决方案72
11.5.5 NB-IoT智能水表应用实践情况74
11.6智能电表75
11.6.1智能电表业务描述76
11.6.2电表行业现状77
11.6.3智能电表引入NB-IoT的优势79
11.6.4基于NB-IoT的智能电表解决方案79
11.6.5 NB-IoT智能电表应用实践情况81
11.7智能单车81
11.7.1智能单车业务描述81
11.7.2智能单车行业现状82
11.7.3智能单车引入NB-IoT的优势83
11.7.4基于NB-IoT的智能单车解决方案83
11.7.5 NB-IoT智能单车应用实践情况86
参考文献87
第12章 工业物联88
12.1智能工厂业务描述88
12.2智能工厂行业现状89
12.3智能工厂引入NB-IoT的优势90
12.4基于NB-IoT的智能工厂解决方案92
12.5智能工厂应用实践情况95
第13章 智能穿戴96
13.1智能追踪96
13.1.1智能追踪业务描述96
13.1.2智能追踪行业现状97
13.1.3智能追踪引入NB-IoT的优势97
13.1.4基于NB-IoT的智能追踪解决方案97
13.2儿童智能手表106
13.2.1儿童智能手表业务介绍106
13.2.2儿童智能手表行业现状107
13.2.3儿童智能手表引入NB-IoT的优势107
13.2.4基于NB-IoT的创新解决方案108
13.2.5NB-IoT儿童智能手表应用实践情况109
第14章 智能家居110
14.1智能家居概述110
14.1.1智能家居业务描述110
14.1.2智能家居行业现状110
14.1.3智能家居引入NB-IoT的优势111
14.1.4基于NB-IoT的智能家居解决方案112
14.1.5智能家居应用实践情况113
14.2智能安防114
14.2.1智能安防业务描述114
14.2.2智能安防行业现状115
14.2.3智能安防引入NB-IoT的优势116
14.2.4基于NB-IoT的智能安防解决方案116
14.3家居环境监