本書從無線網絡優(yōu)化工程師的角度出發(fā),闡述了窄帶物聯網(Nanow Band of Things,NB-IoT)的關鍵技術以及在現網應用的成熟案例。
本書主要讀者對象為從事物聯網技術研究與產品開發(fā)的人員、網絡規(guī)劃設計工程師、網絡優(yōu)化工程師、系統(tǒng)運營管理人員,移動互聯網分析工程師、大數據研發(fā)人員、客戶感知分析人員、咨詢公司行業(yè)分析師以及高等院校通信專業(yè)的師生。
以深入淺出、易讀為準則,全面展示NB-IoT概念體系。
以真實優(yōu)化案例為驅動,清晰呈現NB-IoT關鍵技術。
以工程師角度對新技術新標準進行全面理解、消化與思考,生動演繹物聯網演進思路。
伴隨大規(guī)模物聯網需求的產生及移動通信技術的不斷發(fā)展,通信領域的連接需求正在從人擴展到物。根據相關預測,至2020年,中國物聯網連接數量將達百億,其總體市場規(guī)?沙^1萬億人民幣。此外,物聯網應用領域也逐漸明晰,從個人穿戴設備到智能家居市場,從智慧城市到物流管理等。物聯網的出現將實現這些行業(yè)的數字化升級及全流程的信息監(jiān)控與采集,從而引發(fā)整個社會的革命性變化。
本書從窄帶物聯網的發(fā)展歷程入手,系統(tǒng)地闡述了窄帶物聯網的物理層的上下行物理信道;結合LTE網絡技術展開NB-IoT覆蓋增強、低成本、低功耗、大連接等關鍵技術的分析;介紹NB-IoT網絡結構與移動性管理的技術細節(jié);通過窄帶物聯網網絡規(guī)劃中的鏈路預算、性能測算等具體工作,展開NB-IoT頻率規(guī)劃以及2G退頻的承載能力分析;最后結合現網已實施的成熟案例演示窄帶物聯網的實施效果。
本書主要由郭寶、張陽、顧安、劉毅編寫,參加本書編寫和校對工作的同志還有徐曉東、李秋香、沈驁、沈金虎、劉極祥、何珂、石建、呂芳迪、王明君、劉波、李武強、仇勇、張建奎、王國治、徐林忠、劉少聰、劉大洋、秦焱、周徐、王曉琦、陳向前、孫磊、卞恒坤、陳平、白彪玉、李超超等。此外,中興通訊的陳波、彌岳峰對本書的出版也給予了大力支持。
由于窄帶物聯網系統(tǒng)剛開始建設優(yōu)化,實踐經驗相對不足,各種優(yōu)化算法及優(yōu)化經驗尚在摸索整理中,書中難免存在不妥之處,請讀者原諒,并提出寶貴意見。
郭寶,中北大學工程碩士,高級工程師,全國勞動模范,享受國務院政府特殊津貼,山西省科技工作者,長期從事一線移動網絡優(yōu)化,擁有授權國家發(fā)明專利四項,申請發(fā)明專利十七項,出版專著4本,國內外通信期刊發(fā)表學術論文80余篇。
張陽,北京理工大學計算機科學與技術本科畢業(yè),英國布魯內爾大學(BrunelUniversity)設計與工程學院電子與計算機工程專業(yè)博士,高級工程師,博士階段主要進行LTE物理層、處理優(yōu)化算法研究。主要從事TD-LTE/TD-SCDMA網絡優(yōu)化工作。曾參加中國移動無線網絡優(yōu)化技術高級培訓,榮獲學員稱號。長期關注跟蹤一線實際優(yōu)化工作,具有豐富的理論基礎及實踐經驗。出版專著4本,在國內外通信期刊發(fā)表學術論文數十篇,在中國移動集團公司首屆LTE維護技能競賽中榮獲一等獎(全國第二名)。
顧安,上海交通大學工程碩士,現任中國移動通信集團上海有限公司網優(yōu)中心技術管理部經理,長期牽頭負責上海地區(qū)的2/3/4G無線優(yōu)化工作,曾多次在中國移動、上海移動舉辦的技能競賽中獲獎,牽頭負責多個科研項目并取得成果,包括1項發(fā)明專利,多次參與中國移動集團公司參數等各類標準規(guī)范的制定,具有非常豐富的理論和一線實踐工作經驗。
第1章 NB-IoT發(fā)展歷程 / 2
1.1 物聯網技術分類 / 3
1.1.1 物聯網無線通信技術 / 3
1.1.2 UNB、LoRa技術發(fā)展歷程 / 4
1.1.3 LTE-M、EC-GSM和NB-IoT演進 / 6
1.2 物聯網技術特征 / 8
1.2.1 非授權頻譜物聯網技術 / 8
1.2.2 授權頻譜物聯網技術 / 11
第2章 物理層 / 15
2.1 NB-IoT物理層 / 16
2.1.1 NB-IoT物理層 / 16
2.1.2 NB-IoT下行物理信道 / 19
2.1.3 NB-IoT上行物理信道 / 29
2.2 eMTC物理信道 / 39
2.2.1 eMTC物理層 / 39
2.2.2 eMTC下行物理信道 / 40
2.2.3 eMTC上行物理信道 / 42
第3章 NB-IoT關鍵技術 / 45
3.1 窄帶物聯網產業(yè)需求 / 46
3.1.1 現有物聯網技術 / 46
3.1.2 NB-IoT技術概述 / 47
3.2 覆蓋增強技術 / 49
3.2.1 覆蓋增強技術概述 / 49
3.2.2 下行重傳帶來的覆蓋增強 / 50
3.2.3 功率譜密度對覆蓋能力的增強 / 52
3.2.4 上行重傳帶來的覆蓋增強 / 54
3.2.5 eMTC覆蓋增強技術 / 55
3.3 低成本技術 / 56
3.4 低功耗技術 / 58
3.4.1 NB-IoT終端低功耗技術的實現方式 / 58
3.4.2 PSM功能 / 61
3.4.3 eDRX功能 / 63
3.4.4 信令簡化與數據傳輸優(yōu)化 / 65
3.5 大連接技術 / 66
3.5.1 單小區(qū)連接能力計算 / 67
3.5.2 PRACH信道容量規(guī)劃 / 68
3.5.3 PDSCH信道容量規(guī)劃 / 70
3.5.4 PUSCH信道容量規(guī)劃 / 71
3.6 后續(xù)增強功能 / 72
第4章 NB-IoT移動性管理 / 76
4.1 NB-IoT網絡結構 / 77
4.1.1 蜂窩物聯網網絡結構 / 77
4.1.2 NB-IoT傳輸方式 / 78
4.1.3 NB-IoT傳輸路徑 / 87
4.2 NB-IoT移動性管理 / 89
4.2.1 NB-IoT移動性管理 / 89
4.2.2 LTE網絡的尋呼管理 / 90
4.2.3 NB-IoT尋呼管理 / 95
第5章 NB-IoT網絡規(guī)劃管理 / 100
5.1 NB-IoT網絡規(guī)劃 / 101
5.1.1 NB-IoT網絡架構 / 101
5.1.2 NB-IoT網絡規(guī)劃過程 / 103
5.1.3 NB-IoT鏈路預算 / 108
5.1.4 NB-IoT性能測算 / 111
5.2 NB-IoT頻率規(guī)劃 / 117
5.2.1 部署方式選擇與頻率規(guī)劃 / 117
5.2.2 緩沖區(qū)頻率規(guī)劃 / 120
5.2.3 2G退頻后承載能力分析 / 125
第6章 NB-IoT應用實踐 / 134
6.1 NB-IoT現場應用分類 / 135
6.1.1 物聯網應用發(fā)展現狀 / 135
6.1.2 NB-IoT主要應用分類 / 136
6.1.3 NB-IoT現有主要應用簡述 / 137
6.2 NB-IoT實踐案例 / 140
6.2.1 NB-IoT成熟實踐案例 / 140
6.2.2 NB-IoT全域覆蓋規(guī)劃 / 146
縮略語 / 150
參考文獻 / 155