物联网给NB-IoT等新技术带来哪些机遇和挑战？

　　在2016中国（上海）物联网大会，iot101君有幸在中国互联网协会理事长邬贺铨院士演讲完毕后对其进行了专访，我们聊了聊物联网发展的新机遇、新技术以及一些未来可能遇到的问题，现将演讲和专访内容整理如下：

　　概要

　　一。物联网发展新技术与应用新机遇

　　1.窄带物联网的出现，改变了物联网的应用

　　2.车联网和网联车

　　3.物联网支撑工业4.0/产业互联网与“互联网+”

　　二。四个好消息说明物联网的发展步入了正轨

　　第一个好消息是标准化

　　第二个好消息是5G

　　第三个好消息是产业互联网

　　第四个好消息是大企业的入局

　　三。最后的一点建议

　　

　　第一

　　物联网发展新技术与应用新机遇

　　1.窄带物联网的出现，改变了物联网的应用

　　

　　你看这个三角形的图，最上面是视频监控物联网的应用，大概需要10Mbps以上的速率；智能家居、机器到机器（M2M）等应用的速率要求大概是1Mbps以下；而剩下60%的物联网应用，要靠低速率（《100Kbps）的低功耗广域网。

　　一般来讲视频监控要用光纤；中速率的可能用2G、3G；使用WIFI和蓝牙的物联网因为功率比较低，传输距离比较短，大多只适用于室内，通过手机和网关，耗电也比较大。60%左右的应用是广域的物联网。低容量的传感器如果用移动通讯的网络就太过浪费，因为移动通讯的网络本来就不是为了这些用途的，所以很难满足低功耗的要求。因此目前接入到运营商网络的物联网终端仅有6%。我们认为如果用运营商的网络，就可以实现整个城市一个网，窄带物联网就是这样出来的。

　　

　　2014年5月立项；2015年由华为和高通提出窄带蜂窝的IoT方案；到15年9月中兴、爱立信提出窄带融合；今年12月份才把技术方案讨论出来，然后今年6月16号在韩国的釜山通过了窄带IoT的核心标准。

　　NB-IoT是基于授权频段的低功耗技术，除此之外还有非许可频段的技术：一个叫Sigfox，一个叫LoRa。NB-IoT之所以没有选择非许可频段，是因为他有比较多的干扰。用了许可频段的好处是直接可以部署在运营商现有的2G/3G/4G网络，与现有网兼容。NB-IoT目前定义了上下行频分（FDD）的方式，但为了减少干扰，适用半双工模式。

　　

　　它有三种运营模式，一种是独立的在运营商的网络外面重做；第二种是在LTE的保护带上，实际上它主要的原理是上行是采用OFDMA，前后保留10kHz的保护带，它有两种子载波间隔，一种是3.75kHz的，另一种是间隔15kHz的；第三种是带内模式：可利用LTE载波中间的任何资源块。

　　它有几个大特点：

　　一个是广覆盖：NB-IoT技术能实现比GSM好20dB以上的覆盖增益，覆盖面积扩大100倍，在地下车库、地下管道也能覆盖到。

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

　　2-16倍的重传机制增益3-12dB（付出时延代价，10s，但业务允许）

　　编译码增益3-4dB

　　二是大连接：NB-IoT单扇区支持5万个连接，比现往高50倍（2G/3G/4G分别是14/128/1200），目前全球有约500万个物理站点，假设全部署NB-IoT，每站点三扇区可接入的物联网终端数将达4500亿个。

　　窄带技术：上行等效功率36信道*23dBm，提升信道容量

　　减少空口信令开销，提升频谱效率

　　基站优化：独立的准入拥塞控制与终端上下文信息存储

　　核心网优化：终端上下文存储与下行数据缓存

　　三是低功耗：NB-IoT终端如每天发送一次200Byte报文，AA电池待机时间10年

　　单次的速传时间缩短了

　　终端99%的时间都工作在节能模式（PSM），这个节能模式和手机的节能模式不一样，终端仍然注册在网，但信令不可达。终端处于深度睡眠，99%的时间终端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的时间比较长，能减少终端监听网络的频度。

　　因为物联网不像手机那么位置变化那么快，所以移动性的管理可以简化。

　　四是是低成本：目前单个模块做出来的成本不会超过5美元，目标是要做到1美元左右。

　　180kHz窄带，降低芯片复杂度；

　　简化协议栈（500Byte），减少片内Flash/RAM；

　　低采样率

　　单天线、半双工，射频成本低；

　　峰均比低，单片SOC内置23dBm发射功率的功效。

　　我刚才说了，上周3GPP已经在韩国的釜山会议上冻结了NB-IoT核心协议标准。今年5月30号，中兴通讯携手中国移动在实验室率先完全严格遵循NB-IoT标准协议的技术验证演示，华为针对物联网推出了LiteOS操作系统。工信部今年4月份召开了窄带IoT的工作推进会，要求年底建设基于标准NB-IoT的规模外场试验。中国联通今年将在超过5个城市启动基于窄带IoT的实验，这5个城市包括上海，还包括上海的迪士尼乐园。2018年要全面推进，预计今年年底全球50家主流运营商都将会支持NB-IoT。市场研究公司预测窄带IoT未来将覆盖物联网连接的四分之一。到2020年M2M设备可达到70亿个连接数。

　　窄带物联网可以应用到什么领域呢？智慧城市，在远程抄表、智能停车、智能路灯、环境监测、智慧农业、畜牧养殖灌溉、智能垃圾箱等领域。具备资产跟踪、智能追踪、超距告警、电子所控制等功能。惠普2013年起在其卖的打印机里头嵌入了无线传感器，它主要用来监视墨水使用情况并自动触发记录，减少了客户抱怨，会节省成本50%。