物聯(lián)網(wǎng)給NB-IoT等新技術(shù)帶來哪些機遇和挑戰(zhàn)？

　　在2016中國（上海）物聯(lián)網(wǎng)大會，iot101君有幸在中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會理事長鄔賀銓院士演講完畢后對其進行了專訪，我們聊了聊物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新機遇、新技術(shù)以及一些未來可能遇到的問題，現(xiàn)將演講和專訪內(nèi)容整理如下：

　　概要

　　一。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新技術(shù)與應(yīng)用新機遇

　　1.窄帶物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，改變了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

　　2.車聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)聯(lián)車

　　3.物聯(lián)網(wǎng)支撐工業(yè)4.0/產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”

　　二。四個好消息說明物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展步入了正軌

　　第一個好消息是標準化

　　第二個好消息是5G

　　第三個好消息是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

　　第四個好消息是大企業(yè)的入局

　　三。最后的一點建議

　　第一

　　物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新技術(shù)與應(yīng)用新機遇

　　1.窄帶物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，改變了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

　　你看這個三角形的圖，最上面是視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，大概需要10Mbps以上的速率；智能家居、機器到機器（M2M）等應(yīng)用的速率要求大概是1Mbps以下；而剩下60%的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，要靠低速率（《100Kbps）的低功耗廣域網(wǎng)。

　　一般來講視頻監(jiān)控要用光纖；中速率的可能用2G、3G；使用WIFI和藍牙的物聯(lián)網(wǎng)因為功率比較低，傳輸距離比較短，大多只適用于室內(nèi)，通過手機和網(wǎng)關(guān)，耗電也比較大。60%左右的應(yīng)用是廣域的物聯(lián)網(wǎng)。低容量的傳感器如果用移動通訊的網(wǎng)絡(luò)就太過浪費，因為移動通訊的網(wǎng)絡(luò)本來就不是為了這些用途的，所以很難滿足低功耗的要求。因此目前接入到運營商網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)終端僅有6%。我們認為如果用運營商的網(wǎng)絡(luò)，就可以實現(xiàn)整個城市一個網(wǎng)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)就是這樣出來的。

　　2014年5月立項；2015年由華為和高通提出窄帶蜂窩的IoT方案；到15年9月中興、愛立信提出窄帶融合；今年12月份才把技術(shù)方案討論出來，然后今年6月16號在韓國的釜山通過了窄帶IoT的核心標準。

　　NB-IoT是基于授權(quán)頻段的低功耗技術(shù)，除此之外還有非許可頻段的技術(shù)：一個叫Sigfox，一個叫LoRa。NB-IoT之所以沒有選擇非許可頻段，是因為他有比較多的干擾。用了許可頻段的好處是直接可以部署在運營商現(xiàn)有的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有網(wǎng)兼容。NB-IoT目前定義了上下行頻分（FDD）的方式，但為了減少干擾，適用半雙工模式。

　　它有三種運營模式，一種是獨立的在運營商的網(wǎng)絡(luò)外面重做；第二種是在LTE的保護帶上，實際上它主要的原理是上行是采用OFDMA，前后保留10kHz的保護帶，它有兩種子載波間隔，一種是3.75kHz的，另一種是間隔15kHz的；第三種是帶內(nèi)模式：可利用LTE載波中間的任何資源塊。

　　它有幾個大特點：

　　一個是廣覆蓋：NB-IoT技術(shù)能實現(xiàn)比GSM好20dB以上的覆蓋增益，覆蓋面積擴大100倍，在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。

　　上行工具譜密度增益17dB（NB-IoT的200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE的200mw/180kHz）

　　2-16倍的重傳機制增益3-12dB（付出時延代價，10s，但業(yè)務(wù)允許）

　　編譯碼增益3-4dB

　　二是大連接：NB-IoT單扇區(qū)支持5萬個連接，比現(xiàn)往高50倍（2G/3G/4G分別是14/128/1200），目前全球有約500萬個物理站點，假設(shè)全部署NB-IoT，每站點三扇區(qū)可接入的物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)將達4500億個。

　　窄帶技術(shù)：上行等效功率36信道*23dBm，提升信道容量

　　減少空口信令開銷，提升頻譜效率

　　基站優(yōu)化：獨立的準入擁塞控制與終端上下文信息存儲

　　核心網(wǎng)優(yōu)化：終端上下文存儲與下行數(shù)據(jù)緩存

　　三是低功耗：NB-IoT終端如每天發(fā)送一次200Byte報文，AA電池待機時間10年

　　單次的速傳時間縮短了

　　終端99%的時間都工作在節(jié)能模式（PSM），這個節(jié)能模式和手機的節(jié)能模式不一樣，終端仍然注冊在網(wǎng)，但信令不可達。終端處于深度睡眠，99%的時間終端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的時間比較長，能減少終端監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的頻度。

　　因為物聯(lián)網(wǎng)不像手機那么位置變化那么快，所以移動性的管理可以簡化。

　　四是是低成本：目前單個模塊做出來的成本不會超過5美元，目標是要做到1美元左右。

　　180kHz窄帶，降低芯片復(fù)雜度；

　　簡化協(xié)議棧（500Byte），減少片內(nèi)Flash/RAM；

　　低采樣率

　　單天線、半雙工，射頻成本低；

　　峰均比低，單片SOC內(nèi)置23dBm發(fā)射功率的功效。

　　我剛才說了，上周3GPP已經(jīng)在韓國的釜山會議上凍結(jié)了NB-IoT核心協(xié)議標準。今年5月30號，中興通訊攜手中國移動在實驗室率先完全嚴格遵循NB-IoT標準協(xié)議的技術(shù)驗證演示，華為針對物聯(lián)網(wǎng)推出了LiteOS操作系統(tǒng)。工信部今年4月份召開了窄帶IoT的工作推進會，要求年底建設(shè)基于標準NB-IoT的規(guī)模外場試驗。中國聯(lián)通今年將在超過5個城市啟動基于窄帶IoT的實驗，這5個城市包括上海，還包括上海的迪士尼樂園。2018年要全面推進，預(yù)計今年年底全球50家主流運營商都將會支持NB-IoT。市場研究公司預(yù)測窄帶IoT未來將覆蓋物聯(lián)網(wǎng)連接的四分之一。到2020年M2M設(shè)備可達到70億個連接數(shù)。

　　窄帶物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用到什么領(lǐng)域呢？智慧城市，在遠程抄表、智能停車、智能路燈、環(huán)境監(jiān)測、智慧農(nóng)業(yè)、畜牧養(yǎng)殖灌溉、智能垃圾箱等領(lǐng)域。具備資產(chǎn)跟蹤、智能追蹤、超距告警、電子所控制等功能?；萜?013年起在其賣的打印機里頭嵌入了無線傳感器，它主要用來監(jiān)視墨水使用情況并自動觸發(fā)記錄，減少了客戶抱怨，會節(jié)省成本50%。