物聯(lián)網(wǎng)（IoT）已經(jīng)開(kāi)始走入現(xiàn)實(shí)，到2020年，預(yù)計(jì)將有數(shù)十億的服務(wù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地互聯(lián)。
智能家居、可穿戴設(shè)備、智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)和智能儀表等等，各種新應(yīng)用層出不窮，推動(dòng)新業(yè)務(wù)模式飛速發(fā)展。為了支持物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，移動(dòng)行業(yè)開(kāi)發(fā)了新的無(wú)線接入技術(shù)，其中包括低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）。這項(xiàng)技術(shù)能夠更好地支持這些設(shè)備和其應(yīng)用的特征和要求。3GPP在2014年開(kāi)始推動(dòng)一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化任務(wù)，窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）是這項(xiàng)工作的成果。作為3GPP第13版標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)組成部分，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范的首個(gè)版本在2016年6月凍結(jié)并發(fā)布，旨在支持具有以下要求的類(lèi)似應(yīng)用：–優(yōu)化在現(xiàn)有LTE空中接口之上的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)–更佳的部署靈活性–擴(kuò)大的室內(nèi)覆蓋范圍（與GSM相比+20dB）–支持?jǐn)?shù)量龐大的雙向通信設(shè)備（數(shù)據(jù)傳輸速率僅為幾十kbps）–低成本設(shè)備（單價(jià)低于5美元）–低功耗（電池使用壽命超過(guò)10年）窄帶物聯(lián)網(wǎng)是一種新型無(wú)線接入技術(shù)，雖然與現(xiàn)有的3GPP設(shè)備不兼容，但是其繼承了LTE的很多特征，例如頻帶、物理層基礎(chǔ)、參數(shù)值定義和高層復(fù)用（NAS、RRC、RLC和MAC過(guò)程）。但是，必須注意的是，因?yàn)槠鋷挏p少到180kHz（加上防護(hù)頻帶為200kHz），所以需要?jiǎng)?chuàng)建與LTE不同的新物理信道和程序。與其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，此應(yīng)用的終極目標(biāo)就是更大的覆蓋范圍和更低的功耗。為了減少設(shè)備復(fù)雜性和成本，它不支持很多基礎(chǔ)LTE功能，例如空間復(fù)用、載波聚合、演進(jìn)的多媒體廣播組播業(yè)務(wù)（eMBMS）和雙連通性。也不支持高層服務(wù)，例如IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）。在現(xiàn)有LTE空中接口之上優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)雖然窄帶物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有3GPP設(shè)備不兼容，但它仍然繼承了很多LTE特征，例如物理層基礎(chǔ)和高層體系結(jié)構(gòu)。唯一實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的雙工模式是頻分雙工（FDD）；因此，上行鏈路和下行鏈路使用不同的頻率。目前，窄帶物聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有時(shí)分雙工（TDD）版本，而3GPP在短期內(nèi)也沒(méi)有計(jì)劃定義該版本。為了減少設(shè)備復(fù)雜性和成本，3GPP制定了三個(gè)主要的設(shè)計(jì)決策。首先，窄帶物聯(lián)網(wǎng)遵照半雙工設(shè)計(jì)，這樣就無(wú)需使用昂貴的雙工器濾波器來(lái)分離發(fā)射和接收鏈路；您可以使用開(kāi)關(guān)代替。其次，不支持MIMO，特別是空間多路復(fù)用技術(shù)，因此用戶(hù)設(shè)備（UE）僅需要實(shí)施一個(gè)接收機(jī)鏈路。最后，非常重要的一點(diǎn)是，信道帶寬僅為180kHz，這減少了整體平臺(tái)成本。總之，窄帶物聯(lián)網(wǎng)NBIoT是一項(xiàng)新興的3GPP窄帶無(wú)線技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用現(xiàn)有的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施。這項(xiàng)新技術(shù)將促使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足增長(zhǎng)，在不同領(lǐng)域催生各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)窄帶物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)要求經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，以確保高度的可靠性，避免意外故障。下列是窄帶物聯(lián)網(wǎng)面對(duì)的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：
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