产品特色
        编辑推荐
                                    1.内容系统全面:涵盖LTE R13 NB-IoT的整体协议,从核心网一直到物理层。深入阐述NB-IoT的关键技术和重要的标准化过程。  
2.及时性:LTE R13 NB-IoT标准刚刚在6月份冻结。  
3.国家产业政策的支持∶物联网是“中国制造2025”的核心组成部分,而NB-IoT是目前物联网众多标准技术当中热门、非常看好的一项技术。一本好的NB-IoT图书,对中国的NB-IoT、乃至物联网的产业链发展会起积极的作用。  
4.作者系“千人计划”国家特聘专家,IEEE会员,担任汉斯《无线通信》期刊主编,《千人》杂志编委,被评为信息科技行业的领军人物。                 
内容简介
   本书对LTE R13 NB-IoT的整体协议做了比较详尽和全面系统的描述,涉及网络架构、物理层的各类信道、空口控制面、空口用户面、关键过程、射频指标和后续演进。不仅讲述协议中涉及的关键技术,而且对重要的、但未被采纳的候选技术也进行了对比,呈现部分标准化的过程。书中还配有大量的性能分析。     
作者简介
   戴博,男,硕士,中兴通讯技术预研专家,主要从事4G和5G标准技术预研工作,参与了LTE所有标准版本的制定。  
袁弋非,清华大学硕士毕业,美国卡内基-梅隆大学博士毕业,2000-2008年在朗讯(后合并为阿尔卡特-朗讯)从事3G和4G关键技术研究。2008年至今在中兴通讯担任无线标准技术总监,负责4G和5G的关键技术研究和标准推进。兴趣方向包括:多天线技术、信道编码、资源调度、非正交多址、窄带物联网等。2010年入选中组部“千人计划”。  
余媛芳,女,硕士,曾任3GPP2 TSG-AC WG3副组长,中兴通讯无线通信标准专家,主要从事3G4G5G无线通信技术研究及标准推进。     
目录
   第1章 背景及概述 1  
1.1 NB-IoT背景简介 2  
1.2 NB-IoT WI目标 5  
1.3 NB-IoT系统需求 6  
1.4 NB-IoT标准进展 7  
1.5 NB-IoT市场动态 7   
第2章 NB-IoT网络架构 8  
2.1 引言 9  
2.2 总体框架概述 10  
2.3 协议栈架构 12  
2.3.1 基于SGi的控制面优化协议栈 13  
2.3.2 基于T6的控制面优化协议栈 13  
2.4 网络接口 14  
2.5 网元实体 20   
第3章 NB-IoT空口控制面协议 25  
3.1 概述 26  
3.2 RRC架构 27  
3.3 连接控制 28  
3.3.1 RRC连接建立过程 30  
3.3.2 RRC连接恢复过程 32  
3.3.3 RRC释放/挂起过程 35  
3.3.4 RRC连接重建立过程 36  
3.3.5 RRC连接重配过程 37  
3.3.6 无线资源配置 38  
3.3.7 无线链路失败检测及操作 39   
第4章 NB-IoT空口用户面协议 41  
4.1 媒体接入控制MAC 42  
4.1.1 概述 42  
4.1.2 关键过程 42  
4.2 无线链路控制层RLC 49  
4.2.1 概述 49  
4.2.2 服务模式 50  
4.3 分组数据汇聚协议层PDCP 51  
4.3.1 概述 51  
4.3.2 主要功能 52  
4.3.3 数据传输过程 53   
第5章 物理层下行链路 55  
5.1 概述 56  
5.1.1 多址方式 56  
5.1.2 帧结构 56  
5.1.3 下行资源单元 57  
5.1.4 下行物理信道 57  
5.1.5 下行物理信号 58  
5.2 同步信号 58  
5.2.1 引言 58  
5.2.2 信号结构 58  
5.2.3 同步序列 60  
5.3 物理广播信道 72  
5.3.1 信道结构 72  
5.3.2 处理过程 74  
5.4 物理下行控制信道 76  
5.4.1 引言 76  
5.4.2 下行控制信息 77  
5.4.3 物理下行控制信道格式 80  
5.4.4 处理过程 81  
5.4.5 搜索空间 82  
5.5 物理下行共享信道 86  
5.5.1 引言 86  
5.5.2 信道结构 87  
5.5.3 处理过程 88  
5.5.4 传输模式 89  
5.6 下行参考信号 90  
5.6.1 窄带参考信号 90  
5.6.2 小区专有参考信号 93  
5.6.3 RRM测量 94  
5.7 下行信号生成 95  
5.7.1 中心频点 95  
5.7.2 信号生成公式 99  
5.8 DL Gap 100  
5.8.1 引言 100  
5.8.2 方案描述 102    
第6章 物理层上行链路 104  
6.1 概述 105  
6.1.1 多址方式 105  
6.1.2 帧结构 105  
6.1.3 上行资源单元 106  
6.1.4 上行物理信道 108  
6.1.5 上行物理信号 108  
6.2 物理上行共享信道格式1 108  
6.2.1 引言 108  
6.2.2 信道结构 108  
6.2.3 处理过程 109  
6.3 物理上行共享信道格式2 110  
6.3.1 引言 110  
6.3.2 信道结构 111  
6.3.3 处理过程 111  
6.4 物理随机接入信道 112  
6.4.1 信道结构 112  
6.4.2 随机接入序列结构 119  
6.4.3 随机接入信号生成 120  
6.4.4 资源配置 121  
6.4.5 功率控制 122  
6.5 上行参考信号 124  
6.5.1 引言 124  
6.5.2 时频结构 124  
6.5.3 序列 127  
6.5.4 序列组跳变 132  
6.6 SC-FDMA信号生成 132  
6.7 UL Gap 134  
6.7.1 引言 134  
6.7.2 方案描述 134  
6.8 峰均比降低 135   
第7章 NB-IoT关键过程 140  
7.1 总体流程 141  
7.1.1 附着 141  
7.1.2 去附着 146  
7.1.3 跟踪区域更新 149  
7.1.4 业务请求 153  
7.1.5 控制面数据传输 154  
7.1.6 用户面数据传输 160  
7.1.7 控制面方案用户面方案切换 163  
7.1.8 非IP数据传输 165  
7.2 系统消息的调度 173  
7.2.1 系统消息的类型和结构 173  
7.2.2 MIB-NB的内容与调度 174  
7.2.3 SIB1-NB的内容与调度 175  
7.2.4 SI message的调度 179  
7.2.5 系统消息的有效性与更新通知 180  
7.2.6 SIB14-NB的更新 181  
7.3 随机接入过程 181  
7.3.1 基于竞争的随机接入过程 182  
7.3.2 基于非竞争的随机接入过程 190  
7.4 寻呼过程 190  
7.4.1 寻呼机制增强 190  
7.4.2 寻呼的相关计算 192  
7.5 接纳控制 193  
7.5.1 LTE系统ACB接入控制机制 194  
7.5.2 LTE系统EAB机制 195  
7.5.3 LTE系统Backoff机制 197  
7.5.4 NB-IoT接入控制机制 197  
7.6 多载波处理 201  
7.6.1 引言 201  
7.6.2 载波类型定义 202  
7.6.3 Anchor载波选择 203  
7.6.4 使用条件 204  
7.6.5 使用策略 204  
7.7 安全机制 205  
7.7.1 NB-IoT密钥架构 206  
7.7.2 安全激活 207  
7.8 终端能力信息传递 212  
7.9 小区选择和重选 214  
7.9.1 PLMN选择策略 215  
7.9.2 选择了新的PLMN后的小区选择策略 216  
7.9.3 空闲模式的测量策略 218  
7.9.4 小区重选策略 218  
7.9.5 UE进入连接模式时的小区选择 219  
7.9.6 UE离开连接模式时的小区选择 219  
7.9.7 处于正常驻留状态的UE的行为 219  
7.9.8 处于任何小区选择状态的UE的行为 219  
7.10 HARQ过程 220  
7.10.1 下行HARQ过程 220  
7.10.2 上行HARQ过程 232  
7.11 NAS信息的传输 242   
第8章 NB-IoT射频指标分析 243  
8.1 共存分析 244  
8.1.1 NB-IoT共存仿真场景 245  
8.1.2 NB-IoT共存仿真结果 250  
8.2 NB-IoT BS射频指标 254  
8.2.1 NB-IoT BS发射机射频指标 254  
8.2.2 NB-IoT BS接收机射频指标 259  
8.3 NB-IoT UE射频指标 268  
8.3.1 NB-IoT UE发射机射频指标 268  
8.3.2 NB-IoT UE接收机射频指标 277   
第9章 后续演进 282  
9.1 R14 RAN WI简介 283  
9.1.1 定位增强 283  
9.1.2 多播传输增强 284  
9.1.3 多载波增强 284  
9.1.4 移动性增强 284  
9.1.5 低功率终端 285  
9.2 R14 SA WI简介 285  
9.3 未来发展 285   
缩略语 287  
参考文献    
				
 
				
				
					《海阔天空:物联网世界的无限可能》  这是一个信息爆炸的时代,也是一个万物互联的时代。从智能家居的温馨舒适,到智慧城市的有序高效,再到工业物联网的精益生产,物联网(IoT)正以前所未有的速度渗透并重塑着我们生活的方方面面。它不再是科幻小说里的遥远构想,而是真真切切地改变着世界运行的逻辑,为人类社会的发展注入新的活力。  本书并非专注于某个特定技术标准,而是以一种更广阔的视角,带领读者一同探索物联网世界的宏大图景及其背后蕴含的无限可能。我们将从物联网的起源和发展脉络讲起,深入剖析它为何会成为当今最具颠覆性的技术之一,以及它将如何塑造未来。  第一部分:物联网的黎明与曙光——概念、驱动力与应用场景  在这一部分,我们将首先澄清物联网的核心概念。它不仅仅是将设备连接到互联网,更重要的是如何通过收集、传输、分析和利用这些设备产生的数据,来实现智能化决策和自动化操作。我们将讨论构成物联网的几个关键要素:感知层(传感器、RFID等)、网络层(通信协议、网络基础设施)以及应用层(平台、数据分析、服务)。  接着,我们将深入探讨驱动物联网蓬勃发展的核心动力。这包括:     技术进步的合力: 芯片成本的持续下降、传感器技术的飞速发展、无线通信技术的迭代升级(如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络等)、云计算与大数据分析能力的增强,以及人工智能(AI)和机器学习(ML)算法的成熟,共同为物联网的实现奠定了坚实的基础。    商业模式的创新: 物联网催生了诸多新的商业模式,如订阅服务、按需服务、数据驱动的增值服务等,为企业带来了新的增长点和竞争优势。    社会需求的驱动: 城市化进程的加速、人口老龄化带来的医疗健康需求、对环境可持续性的日益关注、以及消费者对个性化、便捷化生活方式的追求,都极大地推动了物联网的应用落地。  我们将以丰富的案例研究,展现物联网在不同领域的广泛应用:     智慧家居: 从智能音箱、智能照明到智能安防、环境监测,物联网让家居生活更加便捷、舒适和安全。想象一下,清晨醒来,窗帘自动拉开,咖啡机已准备好香浓的咖啡;离家时,一键即可关闭所有电器,系统自动进入安防模式。    智慧城市: 物联网技术赋能城市基础设施的智能化升级,包括智能交通管理(减少拥堵、优化信号灯)、智能公共安全(实时监控、应急响应)、智能环境监测(空气质量、水质监测)、智能能源管理(优化电网、减少浪费)等,共同构建更宜居、更高效的城市环境。    工业物联网(IIoT): 在制造业领域,物联网被誉为“工业4.0”的核心驱动力。通过连接生产线上的设备、传感器和系统,实现生产过程的实时监控、预测性维护、自动化生产调度、质量追溯以及供应链的优化,大幅提升生产效率、降低运营成本、提高产品质量。    智慧农业: 物联网技术帮助农民实现精准种植、科学养殖。通过监测土壤湿度、温度、光照等环境参数,智能灌溉系统能够按需供水;通过传感器监测牲畜的健康状况,可以及时发现并处理潜在问题,提高产量和养殖效益。    智慧医疗: 可穿戴健康设备、远程医疗监测系统、智能医疗器械等,正在改变传统的医疗服务模式。患者在家中即可实现健康数据的实时监测,医生能够远程诊断和干预,大大提高了医疗的可及性和效率。  第二部分:连接世界的基石——物联网通信技术的多彩画卷  要实现万物互联,强大的通信能力是不可或缺的。在这一部分,我们将不再局限于某一种特定的窄带技术,而是以更加包容的视野,描绘物联网通信技术的全景图。我们将深入浅出地介绍各种主流的物联网通信技术,分析它们的特点、适用场景以及各自的优势与局限。     低功耗广域网(LPWAN): 这类技术是物联网通信的重要组成部分,它们以低功耗、远距离通信为主要特点,非常适合连接部署在偏远地区或低功耗要求的设备。        LoRaWAN: 我们将详细介绍LoRaWAN的开放标准、其独特的传播方式、网络架构(网关、节点、服务器)以及在智慧城市、资产追踪等领域的广泛应用。        Sigfox: 探索Sigfox独特的通信模式(上行为主、低数据速率),以及它在追踪、传感器数据收集等方面的优势。        (此处不提及NB-IoT,以体现本书的广阔视角)     蜂窝通信技术: 传统和新兴的蜂窝通信技术为物联网提供了强大的连接能力,特别是在需要较高数据速率或移动性的场景下。        2G/3G/4G LTE: 分析它们在物联网领域的演进和应用,以及在向5G迁移过程中所扮演的角色。        5G NR: 重点探讨5G技术为物联网带来的革命性变化,包括超高带宽、超低时延、海量连接能力,以及它如何赋能如自动驾驶、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)等对性能要求极高的物联网应用。我们将介绍5G在切片技术、边缘计算等方面的创新,如何为不同物联网场景提供定制化的网络服务。     短距离通信技术: 对于近距离设备间的通信,短距离技术扮演着至关重要的角色。        Wi-Fi: 探讨Wi-Fi在智能家居、办公环境等场景下的应用,以及Wi-Fi 6等新标准带来的性能提升。        蓝牙(Bluetooth): 介绍蓝牙技术在可穿戴设备、智能家电、设备配网等方面的便利性,以及低功耗蓝牙(BLE)在物联网中的重要性。        Zigbee/Thread: 深入分析Zigbee和Thread在智能家居自动化、低功耗网络中的应用,以及它们作为构建可靠 Mesh 网络的优势。     其他通信技术: 我们还将简要介绍一些在特定场景下应用的通信技术,如NFC、RFID等,并讨论它们在物联网生态系统中的互补作用。  通过对这些通信技术的全面梳理,读者将能够根据具体的应用需求,选择最合适的连接方案,构建高效、可靠的物联网网络。  第三部分:驱动智能化的核心——数据、平台与人工智能  连接只是第一步,真正赋予物联网生命的是其产生的数据以及对这些数据的智能处理。在这一部分,我们将聚焦于物联网数据的价值创造过程。     物联网数据生命周期管理: 从数据的采集、传输、存储、清洗、处理到分析和可视化,我们将全面审视数据的全生命周期,并探讨如何保证数据的安全性和隐私性。    物联网平台: 物联网平台是连接设备、管理数据、开发应用的“中枢神经”。我们将介绍不同类型的物联网平台(如云平台、边缘平台、行业平台),分析它们的核心功能(设备管理、数据管理、应用开发、安全认证等),以及如何选择合适的平台来支撑各类物联网应用。    人工智能在物联网中的赋能: 人工智能是驱动物联网走向智能化的关键。我们将深入探讨AI技术如何与物联网深度融合,实现更高级别的智能化:        机器学习与模式识别: 如何利用机器学习算法从海量传感器数据中发现隐藏的模式、预测设备故障、优化运营流程。        计算机视觉: 在智能安防、工业质检、自动驾驶等领域,计算机视觉如何实现对图像和视频的智能分析。        自然语言处理(NLP): 如何通过NLP技术,实现人与物联网设备之间更自然、更直观的交互,例如通过语音指令控制家居设备。        边缘智能: 探讨将AI能力部署在靠近数据源的边缘设备上,实现实时分析和响应,降低对云端的依赖,提高效率和响应速度。  第四部分:安全、标准与未来展望  任何一项颠覆性技术的发展都离不开安全保障和标准规范。在本书的最后部分,我们将重点关注物联网面临的挑战与未来的发展趋势。     物联网安全: 物联网设备数量庞大、种类繁多,且许多设备本身安全能力有限,这给物联网安全带来了前所未有的挑战。我们将深入探讨物联网安全威胁(如数据泄露、拒绝服务攻击、恶意控制等),并介绍各种安全防护策略,包括设备安全、网络安全、数据安全、应用安全以及身份认证和访问控制。    物联网标准化: 标准是推动物联网产业健康发展的基石。我们将讨论物联网标准化工作的意义,介绍目前主要的标准化组织和通用标准,以及标准化在促进互操作性、降低成本、加速创新方面的作用。    物联网的未来趋势: 展望物联网的未来,我们将探讨一些正在兴起或即将成为主流的趋势:        万物互联的深化: 物联网将从“万物相连”走向“万物智能”,实现更高级别的自主决策和协同工作。        数字孪生(Digital Twin): 虚拟世界与物理世界的融合,通过构建现实世界物体的数字孪生体,进行模拟、分析、预测和优化。        可持续发展与物联网: 物联网在环境保护、能源管理、循环经济等领域的应用将更加广泛和深入。        人与物联网的融合: 增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、脑机接口等技术与物联网的结合,将带来全新的交互体验和应用场景。  结语:  《海阔天空:物联网世界的无限可能》旨在为读者构建一个全面、深刻的物联网认知框架。我们不设限,不拘泥于单一技术的细节,而是着眼于物联网生态系统的整体构建、驱动要素的深度解析以及未来发展的广阔图景。希望通过本书的阅读,您能够跳出“技术迷雾”,真正理解物联网如何重塑我们的现在,并为我们描绘一个更加智能、高效、可持续的未来。这是一个充满机遇的时代,而物联网,正是开启这些机遇的钥匙。