物联网长距离无线通信技术应用与开发-31-NB-IoT无线通信技术开发基础课件

第3章NB-IoT无线通信技术开发3.1NB-IoT无线通信技术开发基础第3章NB-IoT无线通信技术开发3.1NB-IoT无线项目场景NB-IOT传感网概述NB-IOT网络架构NB-IOT典型应用项目场景项目场景城镇化的不断推进，有越来越多的人将向大城市会聚。伴随着城市人口的增加，城市的相关问题也会增加。例如城市来往的车辆增多引起更多的扬尘造成空气质量下降；建筑物变得更加密集造成城市的消防安全隐患加重；如果城市发生不可抗因素的破坏，则还需要配套的防护设施等等。为了降低城市管理难度、提高城市管理效率，就需要引进更加智能的城市管理机制，这种机制就是基于物联网的智慧城市系统。智慧城市系统应用领域如下。项目场景城镇化的不断推进，有越来越多的人将向大城市会聚。伴随任务目标以基于NB-IOT智慧城市系统设计为例，学习和了解NB-IOT网络的网络特性，网络配置参数，以及NB-IOT网络的网络应用场景。任务目标以基于NB-IOT智慧城市系统设计为例，学习和了

NB-IOT传感网概述NB-IoT技术是一种3GPP（第三代合作伙伴计划）标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案。NB－IoT（NarrowBandInternetofThings，NB－IoT）窄带物联网技术是由华为、沃达丰等全球领先的通讯企业联合制定，在4G网络基础上建立的全新一代物联网技术。NB-IOT传感网概述NB-IoT技术是一种3GPP

NB-IOT传感网概述高速率业务主要使用3G、4G技术，例如车载物联网设备和监控摄像头，对应的业务特点要求实时的数据传输中等速率业务主要使用GPRS技术，例如居民小区或超市的储物柜，使用频率高但并非实时使用，对网络传输速度的要求远不及高速率业务低速率业务业界将低速率业务市场归纳为LPWAN（LowPowerWideAreaNetwork）市场，即低功耗广域网。根据传输速率的不同，可将物联网业务进行高、中、低速的区分：NB-IOT传感网概述高速率业务主要使用3G、4G技术，例

NB-IOT传感网概述网络接入量大NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升深度覆盖NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍超低功耗NB-IoT引入了超长DRX（非连续接收）省电技术和PSM省电态模式。保障电池5年以上的使用寿命。成本低芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本也随之变低。稳定可靠NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络占用资源少NB-IoT占用180KHz带宽，这与在LTE帧结构中一个资源块的带宽是一样的。NB-IoT网络特性：NB-IOT传感网概述网络接入量大NB-IoT比2G/3G

NB-IOT传感网概述独立部署适用于重耕GSM频段。GSM的信道带宽为200KHz，这对NB-IoT180KHz的带宽足够了，两边还留出来10KHz的保护间隔。保护带部署适用于LTE频段。利用LTE频段边缘的保护频带来部署NB-IoT。带内部署适用于LTE频段。直接利用LTE载波中间的资源块来部署NB-IoT。NB-IoT部署方式：NB-IOT传感网概述独立部署适用于重耕GSM频段。GSM

NB-IOT传感网概述NB-IoT技术优势：物联网连接技术中，短距技术仍占主导地位。运营商擅长的广域连接市场(蜂窝和LPWA)只占20%左右，NB-IoT作为一种低功率广覆盖(LPWA)技术，优化覆盖、成本、功耗，提升运营商在海量LPWA连接市场的竞争力。NB-IOT传感网概述NB-IoT技术优势：物联网连接技术

NB-IOT传感网概述NB-IoT发展历史：NB-IoTForum旨在促进产业链健康、快速、可持续发展，扩大移动运营商网络在物联网领域创新和应用。论坛鼓励运营商和设备商等合作建立NB-IoT开放实验室，为创新及应用提供开发和测试环境，加速技术创新和市场化。此次论坛的成立标准着NB-IoT产业达到了一个新的里程碑，具备了端到端全产业链生态环境。随着更多伙伴的加入，整个产业将更加快速的向前发展。NB-IOT传感网概述NB-IoT发展历史：NB-IoTNB-IoT网络架构NB-IOT端到端系统架构NB-IoT网络架构NB-IOT端到端系统架构NB-IoT端到端系统架构说明终端UE（UserEquipment），通过空口连接到基站。无线网侧整体式无线接入网，包括2G/3G/4G以及NB-IoT无线网。NB-IoT新建，主要承担空口接入处理，小区管理等相关功能，并通过S1-lite接口与IoT核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。应用server通过http/https协议和平台通讯，通过调用平台的开放API来控制设备，平台把设备上报的数据推送给应用服务器。平台支持对设备数据进行协议解析，转换成标准的json格式数据。以电信平台为主承担与终端非接入层交互的功能，并将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理核心网平台应用服务器NB-IoT端到端系统架构说明终端UE（UserEquip网络结构细化将上图NB-IoT端到端系统架构种的EPC部分进行细化网络结构细化将上图NB-IoT端到端系统架构种的EPC部分进网络结构说明MME移动性管理实体移动性管理实体（一个信令实体），接入网络的关键控制节点。负责空闲模式UE的跟踪与寻呼控制。SCEF服务能力开放单元新增网元，支持对于新的PDN类型Non-IP的控制面数据传输。S-GW服务网关负责用户数据包的路由和转发。P-GW公用数据网网关提供UE与外部分组数据网络连接点的接口传输，进行业务上下行业务等级计费。网络结构说明MME移动性管理实体（一个信令实体），接入网络的传输方式首先，从传输内容看，可以传输三种数据类型：IP，Non-IP，SMS（短消息）。NB-IoT传输优化方案分为两种，控制面传输优化方案与用户面传输优化方案：1）控制面传输：小包数据通过NAS信令随路传输到MME，并通过与S-GW间建立S11-U连接，完成小包数据在MME与S-GW间的传输。当SGW收到下行数据时，如果S11-U连接存在，SGW将下行数据发给MME，否则触发MME执行寻呼。传输方式首先，从传输内容看，可以传输三种数据类型：IP，No传输方式2）用户面传输：用户面传输通过重新定义的挂起流程与恢复流程，使空闲态用户快速恢复到连接态，减少相关空口资源和信令开销。当终端从连接态进入空闲态时，eNodeB挂起暂存该终端的AS信息，S1AP关联信息和承载上下文，终端存储AS信息，MME存储终端的S1AP关联信息和承载上下文，有数据传递时快速恢复，不需要重新建立承载和安全信息的重协商。传输方式2）用户面传输：用户面传输通过重新定义的挂起流程与恢NB-IOT应用场景应用畜牧业智能家居井盖监控远程抄表NB-IOT应用场景应用畜牧业智能家居井盖监控远程抄表项目实践智慧城市NB-IOT部署架构图项目实践智慧城市NB-IOT部署架构图项目实践NB-IOT组网连接如下图:项目实践NB-IOT组网连接如下图:项目实践sensor-A温湿度和空气质量信息采集项目实践sensor-A温湿度和空气质量信息采集项目思考NB-IOT网络特点有哪些？NB-IOT的网络应用？NB-IOT组建的物联网系统结构是怎样的？项目思考NB-IOT网络特点有哪些？第3章NB-IoT无线通信技术开发3.1NB-IoT无线通信技术开发基础第3章NB-IoT无线通信技术开发3.1NB-IoT无线项目场景NB-IOT传感网概述NB-IOT网络架构NB-IOT典型应用项目场景项目场景城镇化的不断推进，有越来越多的人将向大城市会聚。伴随着城市人口的增加，城市的相关问题也会增加。例如城市来往的车辆增多引起更多的扬尘造成空气质量下降；建筑物变得更加密集造成城市的消防安全隐患加重；如果城市发生不可抗因素的破坏，则还需要配套的防护设施等等。为了降低城市管理难度、提高城市管理效率，就需要引进更加智能的城市管理机制，这种机制就是基于物联网的智慧城市系统。智慧城市系统应用领域如下。项目场景城镇化的不断推进，有越来越多的人将向大城市会聚。伴随任务目标以基于NB-IOT智慧城市系统设计为例，学习和了解NB-IOT网络的网络特性，网络配置参数，以及NB-IOT网络的网络应用场景。任务目标以基于NB-IOT智慧城市系统设计为例，学习和了

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NB-IOT传感网概述高速率业务主要使用3G、4G技术，例如车载物联网设备和监控摄像头，对应的业务特点要求实时的数据传输中等速率业务主要使用GPRS技术，例如居民小区或超市的储物柜，使用频率高但并非实时使用，对网络传输速度的要求远不及高速率业务低速率业务业界将低速率业务市场归纳为LPWAN（LowPowerWideAreaNetwork）市场，即低功耗广域网。根据传输速率的不同，可将物联网业务进行高、中、低速的区分：NB-IOT传感网概述高速率业务主要使用3G、4G技术，例

NB-IOT传感网概述网络接入量大NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升深度覆盖NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍超低功耗NB-IoT引入了超长DRX（非连续接收）省电技术和PSM省电态模式。保障电池5年以上的使用寿命。成本低芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本也随之变低。稳定可靠NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络占用资源少NB-IoT占用180KHz带宽，这与在LTE帧结构中一个资源块的带宽是一样的。NB-IoT网络特性：NB-IOT传感网概述网络接入量大NB-IoT比2G/3G

NB-IOT传感网概述独立部署适用于重耕GSM频段。GSM的信道带宽为200KHz，这对NB-IoT180KHz的带宽足够了，两边还留出来10KHz的保护间隔。保护带部署适用于LTE频段。利用LTE频段边缘的保护频带来部署NB-IoT。带内部署适用于LTE频段。直接利用LTE载波中间的资源块来部署NB-IoT。NB-IoT部署方式：NB-IOT传感网概述独立部署适用于重耕GSM频段。GSM

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NB-IOT传感网概述NB-IoT发展历史：NB-IoTForum旨在促进产业链健康、快速、可持续发展，扩大移动运营商网络在物联网领域创新和应用。论坛鼓励运营商和设备商等合作建立NB-IoT开放实验室，为创新及应用提供开发和测试环境，加速技术创新和市场化。此次论坛的成立标准着NB-IoT产业达到了一个新的里程碑，具备了端到端全产业链生态环境。随着更多伙伴的加入，整个产业将更加快速的向前发展。NB-IOT传感网概述NB-IoT发展历史：NB-IoTNB-IoT网络架构NB-IOT端到端系统架构NB-IoT网络架构NB-IOT端到端系统架构NB-IoT端到端系统架构说明终端UE（UserEquipment），通过空口连接到基站。无线网侧整体式无线接入网，包括2G/3G/4G以及NB-IoT无线网。NB-IoT新建，主要承担空口接入处理，小区管理等相关功能，并通过S1-lite接口与IoT核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。应用server通过http/https协议和平台通讯，通过调用平台的开放API来控制设备，平台把设备上报的数据推送给应用服务器。平台支持对设备数据进行协议解析，转换成标准的json格式数据。以电信平台为主承担与终端非接入层交互的功能，并将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理核心网平台应用服务器NB-IoT端到端系统架构说明终端UE（UserEquip网络结构细化将上图NB-IoT端到端系统架构种的EPC部分进行细化网络结构细化将上图NB-IoT端到端系统架构种的EPC部分进网络结构说明MME移动性管理实体移动性管理实体（一个信令实体），接入网络的关键控制节点。负责空闲模式UE的跟踪与寻呼控制。SCEF服务能力开放单元新增网元，支持对于新的PDN类型Non-IP的控制面数据传输。S-GW服务网关负责用户数据包的路由和转发。P-GW公用数据网网关提供UE与外部分组数据网络连接点的接口传输，进行业务上下行业务等级计费。网络结构说明MME移动性管理实体（一个信令实体），接入网络的传输方式首先，从传输内容看，可以传输三种数据类型：IP，Non-IP，SMS（短消息）。NB-IoT传输优化方案分为两种，控制面传输优化方案与用