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第1篇 物联网概述与认识3

第1章 物联网概述3

1.1正确认识物联网3

1.2物联网体系的划分方式6

1.3物联网的入口概念9

1.4物联网连接管理平台10

1.5物联网业务使能平台11

1.6低功耗广域网技术13

小结18

第2篇 NB-loT概述及其关键技术21

第2章 NB-IoT概述21

2.1蜂窝物联网概述21

2.2 3GPP的组织结构22

2.3 NB-IoT的诞生历程24

2.4 NB-IoT的标准博弈25

2.5 NB-IoT的业务模型25

2.6 NB-IoT的商业模式26

2.7 NB-IoT的发展路径28

小结29

第3章 NB-IoT关键技术30

3.1 NB-IoT网络部署模式31

3.1.1独立部署32

3.1.2保护带部署32

3.1.3带内部署33

3.1.4 NB-IoT频谱部署模式比较34

3.2 NB-IoT的广覆盖35

3.3 NB-IoT的低功耗36

3.3.1 PSM模式37

3.3.2 eDRX模式38

3.4 NB-IoT的低成本39

3.4.1 NB-IoT芯片的低成本40

3.4.2 NB-IoT模块的低成本42

3.5 NB-IoT的大连接43

3.6多址接入方式44

3.7工作频段44

3.8帧结构45

3.9调制解调方式46

3.10多载波操作47

小结48

第3篇 NB-IoT标准体系51

第4章 NB-IoT网络体系架构51

4.1 NB-IoT系统网络架构51

4.2 E-UTRAN和EPC之间的功能划分54

4.3无线接口协议栈55

4.3.1 CP控制面模式57

4.3.2 UP用户面模式58

4.3.3控制面和用户面的并存59

4.4物理层功能59

4.4.1下行传输信道类型60

4.4.2上行传输信道类型60

4.4.3传输信道和物理层之间的映射60

4.5数据链路层61

4.5.1 MAC子层62

4.5.2 RLC子层64

4.5.3 PDCP子层64

4.5.4 HARQ过程65

4.6 RRC子层66

小结68

第5章 NB-IoT物理层69

5.1下行链路传输机制69

5.2同步信号70

5.3 NPBCH73

5.4 NPDCCH75

5.5 NPDSCH78

5.6 NRS下行参考信号80

5.7下行传输间隔82

5.8上行链路传输机制83

5.9 NPUSCH85

5.10 NPRACH88

5.11 DMRS上行参考信号89

5.12上行传输间隔90

5.13调度和速率控制91

5.13.1基本调度操作91

5.13.2下行链路调度92

5.13.3上行链路调度92

5.14同步过程93

5.15 功率控制94

小结94

第6章 NB-IoT网络接口协议96

6.1 S1控制面接口96

6.2 X2控制面接口100

6.2.1获取UE上下文成功的过程100

6.2.2获取UE上下文失败的过程101

6.3 RRC子层协议102

6.4终端能力信息传递105

6.5加密/解密和完整性保护106

6.6短信服务107

6.7系统消息107

小结109

第7章 NB-IoT关键流程110

7.1附着110

7.2去附着115

7.2.1 UE发起的去附着过程115

7.2.2 MME发起的去附着过程117

7.2.3 HSS发起的去附着过程118

7.3跟踪区更新过程119

7.4数据传输过程122

7.4.1 CP模式下MO传输过程124

7.4.2 CP模式下MT传输过程126

7.5 Non-IP数据传输过程128

7.5.1 NIDD配置129

7.5.2 T6连接建立130

7.5.3 T6连接释放130

7.5.4 MO NIDD数据投递131

7.5.5 MT NIDD数据投递132

7.6小区重选133

7.7寻呼过程134

7.8随机接入过程135

小结138

第4篇 NB-IoT网络部署和平台架构141

第8章 NB-IoT网络部署和产品设计141

8.1 NB-IoT网络体系架构141

8.2 NB-IoT基站142

8.3 NB-IoT基站部署145

8.4 NB-IoT核心网145

8.5 NB-IoT平台146

8.6发射机指标147

8.7接收机指标153

8.8物联网安全体系156

8.8.1物联网安全概述156

8.8.2物联网安全的现状157

8.8.3物联网安全体系建设158

8.8.4物联网安全高级原则159

8.9 SIM卡160

8.10 SIM卡实名认证161

8.11空中升级162

8.12长寿命电池164

8.13 CoAP协议167

8.13.1 CoAP协议简介167

8.13.2 CoAP协议报文格式168

8.13.3服务器端繁忙时的处理请求流程169

小结170

第5篇 NB-IoT产品测试环节173

第9章 NB-IoT产品测试173

9.1 NB-IoT产品测试概述173

9.2 NB-IoT基站测试175

9.2.1大连接测试系统176

9.2.2覆盖增强测试系统176

9.3 NB-IoT UE设备测试177

9.3.1业务和功能测试178

9.3.2互联互通测试179

9.3.3附着与去附着181

9.3.4寻呼过程183

9.3.5资源调度方式183

9.3.6 IP数据和Non-IP数据184

9.3.7安全模式185

9.4无线资源管理测试187

9.5功耗测试190

9.5.1测试设备190

9.5.2待机功耗测试191

9.5.3休眠功耗测试192

9.5.4电池和充电器测试193

9.6 OTA测试194

9.7生产测试195

9.8 NB-IoT终端认证测试195

9.9通信一致性测试198

9.10环境适应性测试198

9.11 EMC测试199

小结199

第6篇 NB-IoT版本演进203

第10章 NB-IoT标准体系与规范203

10.1 NB-IoT Rel-13版本标准体系203

10.2 NB-IoT Rel-14版本增强206

10.2.1 NB-IoT定位增强206

10.2.2 NB-IoT多载波增强208

10.2.3 NB-IoT多播传输增强208

10.2.4 NB-IoT移动性增强209

10.2.5更低的时延及功耗209

10.2.6蜂窝物联网增强210

10.3 NB-IoT Rel-15版本增强211

10.4 5G版本演进211

小结212

第7篇 NB-IoT应用领域215

第11章 智慧城市215

11.1智慧城市概述215

11.1.1智慧城市的概念216

11.1.2智慧城市的特征217

11.1.3智慧城市公共服务的运行体系217

11.1.4智慧城市公共服务的新模式218

11.2智能路灯219

11.2.1城市路灯的管理现状220

11.2.2智能路灯系统221

11.2.3智能路灯的物联网体系架构222

11.2.4智能路灯的优势分析222

11.3智能窨井盖223

11.3.1智能窨井盖的管理现状224

11.3.2智能窨井盖实时监测系统224

11.3.3智能窨井盖的监控终端224

11.3.4智能窨井盖的物联网体系架构225

11.4智能垃圾桶226

11.5广告牌监管227

11.6智慧城市的创新诉求228

第12章 智能交通229

12.1智能交通概述229

12.2交通数据采集技术232

12.3智能停车235

12.4综合交通信息服务平台237

12.5交通诱导系统238

12.6公交乘客信息服务系统240

12.7共享单车242

12.7.1共享单车概述242

12.7.2共享单车的工作模式243

12.7.3共享单车利用NB-IoT实现创新245

第13章 智能表计246

13.1智能表计概述246

13.2远程抄表服务体系247

13.3智能水表249

13.4智能电表251

13.5智能燃气表253

13.6智能热量表253

13.7远程抄表利用NB-IoT实现创新254

第14章 智慧水务256

14.1智慧水务概述256

14.2水务行业现状分析257

14.3智慧水务的需求分析258

14.4智慧河流实时监测系统258

14.5立交积水实时监测系统260

14.6二次供水实时监测系统260

14.7智能消防栓261

14.8智慧水务利用NB-IoT实现创新262

第15章 可穿戴智能设备263

15.1可穿戴智能设备概述263

15.2可穿戴智能设备类型265

15.3可穿戴智能设备的需求分析266

15.4可穿戴设备利用NB-IoT实现创新267

第16章 智能制造268

16.1智能制造概述268

16.2工业物联网269

16.3管道管廊物联网271

16.4油田物联网272

16.5风力发电物联网273

16.6光伏发电物联网275

16.7智能变电站276

16.8智能环境监测277

第17章 智能建筑280

17.1电梯物联网280

17.1.1电梯物联网概述280

17.1.2电梯物联网的特点281

17.1.3电梯物联网产业链282

17.2能耗分项计量284

第18章 智慧物流288

18.1智慧物流的需求分析288

18.2冷链物流289

18.2.1疫苗冷链291

18.2.2奶制品冷链291

18.2.3农产品冷链292

18.3智能集装箱锁294

18.4贵重物品跟踪295

18.5智慧物流利用NB-IoT实现创新296

第19章 智慧商圈297

19.1智能POS机297

19.1.1智能POS机概述297

19.1.2 POS机的安全问题298

19.1.3 POS机利用NB-IoT实现创新299

19.2自动售货机299

19.3智能快递柜300

第20章 智能安防302

20.1智能安防概述302

20.2智能摄像头303

20.3智能报警器303

20.4智能门锁304

20.5电动自行车防盗305

20.6人防工程物联网306

第21章 智能家居308

21.1智能家居概述308

21.2智能家居的“死胡同”308

21.3爆款和生态链309

21.4智能家居的糟糕体验310

21.5智能家居的安全问题310

21.6智能家居利用NB-IoT实现创新311

第22章 农业物联网312

22.1农业物联网概述312

22.2现代精准农业313

22.3温室大棚种植313

22.4智能节水灌溉314

22.5智慧农场314

22.6和农业相关的传感器315

22.7农业物联网利用NB-IoT实现创新316

附录1 术语与解释317

附录2 部分参考标准324

后记326