NB

NB-IoT低速率窄带物联网通信技术相关

研究及应用方向

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摘要：以互联网为依托，我国物联网行业在快速发展，其中NB-IoT低速率

窄带物联网通信技术既具备蜂窝网络特征，又降低系统运行功耗和带宽要求，推

动NB-IoT推广与应用，可为人们的日常生活提供更加可靠的技术支持。本文将

分析NB-IoT特点和优势，探索NB-IoT网络架构与应用方向。

关键词：NB-IoT；低速率；窄带物联网；物联网

在智能化时代背景下，如何满足与日俱增的智能设备及系统高效化运行需求，

是目前面临的主要难题。NB-IoT低速率窄带物联网通信技术既具备蜂窝网络特征，

又降低系统运行功耗和带宽要求，在智慧市政、智能家居、车联网等各领域中积

极融合NB-IoT技术已是智能时代发展的必然趋势。本文将分析NB-IoT特点和优

势，探索NB-IoT网络架构与应用方向，为蜂窝网络的融合应用提供理论支持。

一、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的概念

物联网智能设备种类繁多且多数采用电池供电模式，如何实现集成化统一控

制，是目前实践工作中面临的主要难题，由于设备的运行功耗通常较小，因此可

以运用NB-IoT技术实现高效化连接，有效拓展了信号传输的范围和距离。在构

建NB-IoT系统时，需要多个模块的密切衔接，感知层选择NBBS，由E-nodeB基

站获取，进而连接核心网。

【1】

二、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的特点

首先，该技术能够拓展覆盖范围，而且对于延时状况的控制作用显著。NB-

IoT长距离传输质量抗干扰能力强，相较于传统的移动通信技术而言，增益效果

也较好，一般在20dB左右，允许时延在10ms左右。NB-IoT网络在密集城区

【2】

含地下场景的RSRP可达-104dBm，SINR约为-9.5dB。

其次，该技术实现了功耗的有效控制。无论是在设备运行过程中，还是在通

信过程中，NB-IoT待机时间更长，能够延长设备的使用年限。

最后，该技术能接入海量设备及类型。NB-IoT技术采用IP多播技术，可以

更快的完成数据接入和处理工作，通信协议支持TCP/IP、UDP/IP、HTTP、AMQP、

COAP等多种方式，满足了多类型异构数据通信需求。由于具有较大的信道容量，

因此也能够接入更多的设备。

三、NB-IoT低速率窄带物联网通信技术的网络架构与应用方向

（一）网络架构

NB-IoT通信系统包括终端层、网络层、IoT平台和应用层，其中网络层联接

管理模块、EPC核心网和设备管理模块等，共同组成IoT平台，涉及HSS网元、

MME网元等。

【3】

在我国的三大电信运营商中，NB-IoT网络架构一般分为两种形式，一种方式

通常称为UDP模式，即运营商发行SIM卡（或芯片），制造商可写入该SIM卡

（或芯片）IP地址和端口号，实现数据直接从制造商设备到制造商应用服务器。

另一个种方式为IoT模式，即运营商发行的SIM卡（或芯片）已绑定IP，即运营

商SIM卡（或芯片）只支持数据传输至运营商统一IoT平台（例如，中国移动

OneNet、中国电信物联网开放平台），在此种模式下，运营商会相应提供技术文

档，技术文档一般包括设备至IoT平台（南向）数据传输开发包和应用服务器至

IoT平台（北向）数据传输开发包，便于制造商的设备和应用软件对接数据传输。

图1 国内NB-IoT网络架构一般形式

在NB-IoT网络部署中的频谱资源带宽有所差异，中国联通和中国电信、中

国移动分别为900MHz、800MHz和900MHz。独立部署的模式能够有效提高传输速

率，而且减低了重发次数；在采用频段内部署模式时，可以获得更好的共存效果；

采用保护频段部署模式时，也可以满足共存的需求，但是在寻呼容量方面存在一

定阻碍。

【4】

（二）应用方向

1.服务型管理平台

NB-IoT技术广泛应用于服务型管理平台，以OS软件支持为例，可以满足多

终端使用需求，比如智能家居门锁、智能家电、读卡器、POS机和扫描设备等等。

相较于传统技术手段而言，NB-IoT可以有效改善平台连接速率，满足管理工作、

资源配置工作和故障诊断工作等多元化要求。接入范围也会变得越来越大，涉及

数据存储、开发设计和逻辑引擎等内容。

【5】

2.智慧生活

NB-IoT为生活赋能智慧，在智能水表、智能燃气表，NB-IoT技术实现远程

抄表和控制，分析和跟踪用水、用气情况。智慧市政建设也是目前现代化城市发

展的主要方向，融合NB-IoT技术的窨井盖、停车位/闸机、垃圾箱等市政公共设

施中，实现智能化控制和管理，提高城市的整体治理能力和服务水平，为城市可

持续发展创造了条件。智能建筑是建筑行业发展的主要方向，可以运用该技

【6】

术实现智能化控制，比如智能化消防报警和空调系统控制等。

结语

NB-IoT低速率窄带物联网通信技术是一种新兴技术，在我国社会的各个领域

中逐渐得到推广应用，是推动社会变革的重要动力。该技术在覆盖范围、功耗、

成本和稳定性等方面呈现出强大的优势。对于网络架构和频点部署方式的全面优

化，是推动技术创新与发展的关键。在未来服务型管理平台和智能场景中，NB-

IoT低速率窄带物联网通信技术的应用会更加成熟与可靠。

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