NB—IoT低速率窄帶物聯網通信技術現狀及發展趨勢

摘 要：在物聯網時代以NB-IoT為首的低速率窄帶應用占據了物聯網應用的最大比重，這類應用具有低功耗、低成本、長距離的特點。NB-IoT技術使用授權頻譜領先于其他技術，該技術協議從立項到協議凍結僅僅用時不到8個月，成為史上建立最快的3GPP標準之一。NB-IoT適合公共事業、智慧城市、電子消費、設備管理、智能建筑等垂直應用場景。

關鍵詞：物聯網；NB-IoT；低速率窄帶

1 NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術現狀

移動通信近年來從人與人的聯接，開始拓展到人與物的聯接以及物與物的聯接。NB-IoT是全球第三代合作伙伴計劃（3GPP）提出的面向長距離、低速率、低功耗、多終端業務的物聯網技術，具有低功耗、低成本、高覆蓋、強連接等四大優勢，全面超越其他技術，成為最適合長距離、多終端物聯網業務的通信技術[1]。

我國企業參與的NB-IoT技術標準迅速確立，NB-IoT技術協議于今年6月16日獲得了3GPP無線接入網（RAN）技術規范組會議通過，是3GPP 2016年提出的三個技術標準之一。標準確立的高效率體現出市場對該技術落地實施的迫切需求。NB-IoT是由華為、沃達豐和高通等共同提出的NB-Clot技術和愛立信提出的NB-LTE技術相結合而發展起來的，我國的華為和中興公司對此做出了重大貢獻。通過參與技術標準的制定，企業不僅推動了技術發展，引領了產業進步，更重要的是掌握了行業核心技術，取得了發展主動權。

隨著技術和相關器件的成熟，截至2015年第四季度，國內模塊市場整體規模已超過3000萬。且據TSR預測，從2015到2020年，全球蜂窩M2M模塊應用的主要垂直市場分別是智能交通、遠程監測與控制、智能電表、安防以及移動支付，其總量將從9800萬片增長至1.9億[2]。

2 NB-IoT低速率窄帶物聯網通信技術發展趨勢

原來大部分產品都是以手機為核心，所有物聯網產品都是周邊配套的產品。在物聯網時代，物聯網將徹底打破移動互聯網時代以單一載體（智能手機終端）為特征的網絡架構和商業模式。因為NB-IoT在消費級領域將爆發出一個非常大的市場規模，它將形成真正意義上的萬物互聯的形態。

物聯網將建立一種以感知、云計算和大數據為核心的商業生態模型。NB-IoT標準推動物聯網新發展，大大增強物聯網的普及率，為消費類電子企業帶來下一個值得期待的潛在市場，物聯網產業的發展趨向于扁平化，中國的技術和市場將和全球產業鏈趨于同步，最終實現萬物互聯。

NB-IoT適合的垂直應用場景如下：

公共事業：智能水表、智能水務、智能氣表、智能熱表等。

智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾箱、智能窨井蓋。

消費電子：獨立可穿戴設備、智能自行車、慢病管理系統、老人小孩寵物管理。

設備管理：設備狀態監控、白色家電管理、大型公共基礎設施管理、管道管廊安全管理。

智能建筑：環境報警系統、中央空調監管、電梯物聯網、人防空間覆蓋。

智慧物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產跟蹤、金融資產跟蹤。

農業與環境：農業物聯網、畜牧業養殖、空氣實時監控、水質實時監控。

其他應用：移動支付、智慧社區、智能家居、文物保護、可穿戴智能設備。

農業物聯網通常采用M2M、Zigbee、433MHz、WiFi、有線等方式，主要問題集中在網絡覆蓋、供電和成本方面。NB-IoT技術和傳感器結合，全密封外殼，低成本、散布在田野、水下、山林，只要網絡覆蓋到位，可輔助農業生產上升一個大臺階。對于城郊和一些覆蓋到位的區域，NB-IoT可大大提升水產養殖、大棚、花卉等高附加值的農業生產流通領域。

預計2016年全球智能水表安裝數將上升到3250萬只，占全部水表的比例將超過30%。目前，中國智能水表安裝比例僅為15%，預計從2016年起年均復合增長率超過30%。水表的增量市場大多采用M-Bus總線通信。水表的存量市場是無線水表的機會。無線水表的施工簡單，因功耗、信號覆蓋和電池壽命的問題，迫切需要NB-IoT技術來解決現實的問題。

參考文獻

[1]戴國華，余駿華.NB-IoT的產生背景、標準發展以及特性和業務研究[J].移動通信，2016，40（7）：31-36.

[2]趙靜.低速率物聯網蜂窩通信技術現狀及發展趨勢[J].移動通信，2016，40（7）：27-30.