NB-IoT从原理到实践

NB-IoT从原理到实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

吴细刚 著
图书标签:
  • NB-IoT
  • 物联网
  • 低功耗广域网
  • 通信技术
  • 嵌入式系统
  • 无线通信
  • 5G
  • 实践
  • 开发
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121328947
版次:1
商品编码:12236259
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-11-01
用纸:轻型纸
页数:288
字数:216000

具体描述

编辑推荐

本书主要读者对象为移动通信领域从事技术研究、产品开发、网络优化、网络维护、网络规划人员,也可供高等院校师生参考。

内容简介

本书以一个无线网络工程师的视角,用通俗易懂的语言解读了窄带物联网(NB-IoT)的重要特性、基本原理、关键技术和网络规划。在阐述的过程中,重点介绍了NB-IoT与LTE的联系与差异,方便具备LTE技术基础的读者快速完成知识导入。书中通过对一些关键过程的详细分析,将散落在各层协议的相关知识点有机串联起来,使得知识全面化、体系化。在内容编排上,将整体知识以讲座的形式进行科学切分,方便读者阅读学习。


目录

四大特性篇
第1讲 NB-IoT的笑傲江湖
1.1 物联网的前世今生... 2
1.1.1 何为物联网?... 2
1.1.2 物联网的应用场景... 3
1.1.3 物联网技术的众生相... 4
1.2 NB-IoT的笑傲江湖... 6
1.2.1 NB是什么... 7
1.2.2 NB大战不同门派... 8
1.2.3 NB大战同门师兄弟... 9
1.2.4 NB大战同门不同宗派... 10
第2讲 NB-IoT强覆盖之降龙掌... 11
2.1 第一招 飞龙在天... 11
2.2 第二招 六龙回旋... 13
2.3 第三招 亢龙有悔... 15
2.4 15kHz能达到20dB增益吗?... 16
2.5 链路预算表... 17
第3讲 NB-IoT小功耗之前戏要做足... 18
3.1 DRX概述... 18
3.2 场景一:Idle DRX.. 19
3.3 场景二:Connected DRX.. 21
3.4 场景三:RRC Inactive Timer 23
3.5 小结
... 232

前言/序言

当前,移动通信正处在快速变革中,从人与人的连接,发展到人与物的连接,甚至是万物互联,核心业务也从传统语音加速向数据更迭。从运营商的角度来看,语音及数据的业务高峰之后,下个业务的蓝海将是什么?从目前观点来看万物互联将成为第三个高峰,它将创造新的机遇,在多个垂直行业领域创造巨大的市场空间。预计到2020年国内的连接规模有望突破100亿元,数字化服务关联市场将达到万亿量级(数据来源:麦肯锡)。
中国移动在2016年开始全面实施“大连接”战略。NB-IoT技术因为天生具备“强覆盖、小功耗、低成本、大连接”等特点,深度契合了“万物互联”的技术实现,因而被引入进行现网部署。面对NB-IoT这样一门全新的技术,如何快速有效地让技术人员了解、掌握其工作原理,从而促进网络的规划建设、日常维护、网络优化工作,是迫在眉睫的事情。
《NB-IoT从原理到实践》深入浅出地阐述了NB-IoT的技术原理、网络组网、维护要点、优化实操等知识内容,读了数遍之后,谈谈对这本书的理解。
这是本有思想的书。它基于作者一线维护优化的实践,对相关的技术原理进行了梳理、归纳和总结。作者用自己的思路阐述对于NB-IoT技术的理解,将之与LTE技术展开对比,前后内容连贯,架构完整清晰,知识导入快捷,在比较中加深对于新技术的掌握。
这是本有温度的书。通信技术标准是刻板的,往往让人感到枯燥乏味,本书却通俗易懂,例如用武功招数类比NB-IoT的技术特点,以快递的包装类比帧结构等,使人一看就懂,趣味性强,使读者感觉好像作者就在自己对面激情四射地讲解,使读者感受到作者带给自己的“温度”。这样的书读来趣味横生,谈笑间即可轻松完成对知识的掌握。
这是本有态度的书。本书力求做到技术细节描述准确,技术观点不偏颇。例如,在讲NB-IoT容量问题时,面对各种不同的数据,作者花了较长的时间查阅了大量的知识文献,包括3GPP协议,最后通过解读3GPP协议,用详实的推导得到最终结论,体现了作者对于技术研究踏踏实实、不偏信的态度。作者还在书中分享了自己技术学习的经验,不光授人以鱼,更授人以渔。
这是本实用的书。一是内容的实用性。本书分为四个篇章,囊括了NB-IoT的四大特性、基本原理、关键技术和网络规划,内容全面,知识实用,可以直接作为培训教材使用。二是编排的实用性。作者将本书切割为30讲,读者可以从头至尾、由浅入深、手不释卷地通读,也可以直接跳到某一章节对某个专题进行深入学习,通篇内容有机关联又互相独立,便于读者对于专题知识的掌握。
我们组织出版《NB-IoT从原理到实践》一书,凝聚着作者的勤奋、勤勉,对于技术不懈的追求,也凝聚着我们的期望,期望这样一本有血有肉,有理想、有情怀的书,能成为一场及时雨,对公司NB-IoT人才培养起到积极的作用,继而提升NB-IoT网络规划建设、运行维护的质量,最终助力公司大连接战略的落地。
中国移动通信集团湖南有限公司网优中心总经理
龙南屏


《NB-IoT从原理到实践》 是一部深度探索物联网(IoT)领域关键技术——窄带物联网(NB-IoT)的专业书籍。本书旨在为读者构建一个从基础理论到实际应用的全方位知识体系,使其能够深刻理解NB-IoT的工作机制,并掌握其在各种场景下的部署与优化技巧。 第一部分:NB-IoT的理论基石 本部分将从最基础的概念出发,为读者夯实NB-IoT的理论基础。 物联网的宏观视野与NB-IoT的定位: 首先,我们将从更广阔的物联网发展视角出发,梳理物联网的演进历程,分析不同物联网通信技术的优劣势,从而清晰地阐述NB-IoT在物联网生态系统中的独特地位和战略意义。我们将探讨NB-IoT是如何应运而生,解决传统通信技术在低功耗、广覆盖、低成本IoT场景下的痛点,并与其他LPWAN(低功耗广域网)技术进行对比分析,例如LoRa、Sigfox等,帮助读者理解NB-IoT的适用边界和技术选择的考量因素。 蜂窝通信基础回顾与NB-IoT的技术演进: 对于一些可能对蜂窝通信技术不太熟悉的读者,我们将简要回顾GSM、WCDMA、LTE等蜂窝网络演进中的关键概念,例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)以及OFDM(正交频分复用)等,为理解LTE-MTC(Machine Type Communication)和NB-IoT打下基础。接着,我们将深入剖析NB-IoT作为3GPP Release 13标准的重要组成部分,在LTE框架下的演进历程。重点介绍NB-IoT的关键特性,例如其在LTE网络中单载波、窄带宽的设计理念,以及如何通过简化终端复杂度、降低功耗来实现低成本大规模部署。我们将详细解读NB-IoT与其他LTE-MTC技术(如eMTC)的区别,例如在吞吐量、时延、覆盖增强、功耗等方面的权衡,让读者理解NB-IoT最适合的应用场景。 NB-IoT的核心技术原理详解: 接入网(RAN)关键技术: 本节将深入剖析NB-IoT在接入网层面所采用的核心技术。我们将详细讲解OFDMA(正交频分多址)和SC-FDMA(单载波频分多址)在NB-IoT中的应用,以及它们如何实现与LTE网络的兼容和隔离。特别会关注NB-IoT的窄带宽特性,例如180kHz的子载波间隔和1.4MHz的信道带宽,理解其如何实现更低的功耗和更好的穿透能力。我们将深入研究信道估计、均衡、解调等关键过程,解释NB-IoT如何在复杂的无线环境中实现可靠的数据传输。此外,还会重点介绍覆盖增强技术,例如重复传输(Repetition Type A/B)、更高阶的调制编码方案(MCS)、功率提升(Power Boosting)等,这些技术是NB-IoT实现深度覆盖(如地下室、电梯井)的关键。 核心网(Core Network)与协议栈: 本节将聚焦NB-IoT的核心网架构和协议栈。我们将介绍NB-IoT如何接入现有的EPC(Evolved Packet Core)或5GC(5G Core)网络。详细讲解S1-MME/S1-U接口、S6a接口、Gx/Gy接口等关键信令流程,以及AMF(Access and Mobility Management Function)、SMF(Session Management Function)、UPF(User Plane Function)等5G核心网元素的角色。我们将深入剖析NB-IoT特有的NAS(Non-Access Stratum)协议,包括注册过程(Attach Procedure)、会话管理(Session Management)、数据传输(Data Transmission)等关键流程,理解终端如何与核心网进行交互,完成网络接入和业务承载。对于PSM(Power Saving Mode)和eDRX(extended Discontinuous Reception)这两种NB-IoT最重要的省电机制,我们将进行深入解析,包括其工作原理、配置参数、对终端续航能力的影响以及在不同应用场景下的优化策略。 终端(UE)设计与功耗优化: 本节将从NB-IoT终端设计的角度进行阐述。我们将分析NB-IoT终端的硬件架构,包括射频前端、基带芯片、处理器、功耗管理单元等。重点讲解功耗优化的关键技术,例如低功耗射频设计、高效的基带算法、动态功耗调整、以及PSM和eDRX模式下的终端行为。我们将讨论终端的生产成本是如何通过简化设计(如仅支持NB-IoT频段、低阶调制、低吞吐量)来降低的。此外,还会简要介绍NB-IoT终端的射频前端设计,如何满足特定的射频性能指标,以及天线设计对信号质量的影响。 NB-IoT网络部署与信令流程: 本节将从网络部署的角度,介绍NB-IoT网络的构成和工作流程。我们将详细介绍eNodeB(基站)、MME(移动性管理实体)、SGW(服务网关)、PGW(分组数据网络网关)等核心网网元在NB-IoT网络中的作用。我们将深入讲解终端接入网络、激活数据会话、数据传输、以及网络切换等关键信令流程,例如RRC(Radio Resource Control)连接建立、IP地址分配、PDN连接建立等。通过图文并茂的方式,清晰地展现NB-IoT通信的端到端过程。 NB-IoT的典型应用场景分析: 在理论部分最后,我们将结合NB-IoT的技术特性,对其典型应用场景进行深入分析。包括但不限于: 智能抄表: 水表、电表、燃气表等远程自动抄送,实现数据采集的自动化和效率提升。 智慧城市: 井盖监测、路灯控制、垃圾桶监测、环境监测(空气质量、噪音)等,构建更加智慧、高效的城市管理体系。 智能农业: 土壤湿度监测、灌溉系统控制、作物生长环境监测等,提升农业生产的智能化水平。 资产追踪: 贵重物品、集装箱、车辆等的位置追踪与状态监测,提高资产管理效率和安全性。 工业物联网(IIoT): 传感器数据采集、设备状态监测、预测性维护等,提升工业生产的自动化和智能化程度。 智能家居: 门窗传感器、烟雾报警器、智能门锁等低功耗、长待机设备接入,提升家居生活的便利性和安全性。 第二部分:NB-IoT的实践应用 本部分将把理论知识转化为实际操作,指导读者如何部署、优化和应用NB-IoT技术。 NB-IoT模组选择与开发: 详细介绍NB-IoT模组的选型原则,包括功耗、稳定性、成本、支持频段、封装形式、厂商支持等。讲解模组的开发流程,包括硬件接口连接、AT命令开发、SDK开发等。提供典型模组的选型案例和开发指南,帮助读者快速上手。 NB-IoT网络部署与接入: 公网与私网部署: 分析NB-IoT在运营商公网和企业自建私网中的部署模式。详细介绍公网接入的流程,包括SIM卡选择、运营商套餐、终端入网认证等。对于私网部署,将探讨核心网网元搭建、基站选型、频率规划等关键问题。 网络参数配置与优化: 讲解基站参数、核心网参数的配置方法,以及覆盖优化、容量优化、干扰抑制等关键网络优化手段。 NB-IoT应用开发: 数据采集与传输: 讲解如何设计和实现传感器数据采集方案,以及如何利用NB-IoT模组将数据高效、低功耗地传输至云平台。 云平台对接与数据处理: 介绍主流的IoT云平台(如阿里云、腾讯云、华为云等)的接入方式,以及数据上传、存储、分析、可视化等功能。 应用层协议选择: 探讨MQTT、CoAP等轻量级应用层协议在NB-IoT场景下的适用性,以及如何进行协议栈的设计与实现。 安全机制: 讲解NB-IoT通信中的安全威胁,以及如何通过加密、认证、访问控制等机制保障数据的安全传输。 NB-IoT的疑难解答与故障排除: 常见通信问题分析: 针对信号弱、掉线、模组无法注册、数据传输延迟高等常见通信问题,提供系统的诊断和排除方法。 功耗异常分析: 深入分析模组功耗异常的原因,并给出针对性的优化建议。 网络覆盖优化技巧: 分享实际场景下的网络覆盖优化经验,例如通过调整发射功率、切换基站、优化天线等手段。 案例分析: 通过真实的项目案例,展示NB-IoT在不同行业中的成功应用,并从中提炼出可借鉴的经验和教训。 《NB-IoT从原理到实践》是一本集理论深度与实践广度于一体的专业著作。它不仅为物联网领域的从业者、研究者和学生提供了一个系统学习NB-IoT技术的平台,更将引领读者走向NB-IoT应用的广阔天地,激发创新灵感,驱动行业变革。无论您是希望深入理解NB-IoT核心技术,还是渴望将NB-IoT技术应用于实际项目,本书都将是您不可或缺的宝贵指南。

用户评价

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作为一名通信专业的学生,我一直在寻找一本能够系统性讲解 NB-IoT 的教材,终于在《NB-IoT从原理到实践》这本书中找到了答案。 这本书的内容安排得非常合理,从 NB-IoT 的发展历程、技术背景,到核心通信原理、关键技术实现,再到实际应用场景的分析,层层递进,逻辑清晰。作者在讲解技术原理时,没有停留在概念层面,而是深入到了协议栈的细节,比如承载网络、接入网的协同工作,以及数据传输的各种信令交互。书中对各个关键技术的解读,比如低功耗设计中的 PSM 和 eDRX 模式,以及如何优化数据传输以降低功耗,都让我受益匪浅。我尤其欣赏书中对这些技术在实际部署中可能遇到的问题和解决方案的讨论,这对于我们这些未来要从事相关工作的学生来说,是非常宝贵的经验。此外,书中还提供了一些实际项目中的案例分析,让我们能够看到理论知识是如何转化为实际应用的,这对于巩固课堂所学非常有帮助。总而言之,这本书内容丰富、讲解透彻,理论与实践相结合,是学习 NB-IoT 技术的一本不可多得的优秀教材。

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最近刚拿到这本《NB-IoT从原理到实践》,迫不及待地翻了几页,就被它的内容深深吸引了。 作为一名对新技术充满好奇心的爱好者,我一直对 NB-IoT 充满了兴趣,但之前接触到的信息大多是碎片化的新闻报道或者一些技术论坛上的讨论,很难形成一个完整的概念。这本书的出现,就像是给我搭建了一个通往 NB-IoT 世界的桥梁。作者的写作风格非常独特,没有使用生硬的学术术语,而是用一种非常亲切、易懂的语言来阐述技术原理。我尤其喜欢书中对于 NB-IoT 核心优势的解读,比如它在功耗、覆盖范围、连接密度等方面的优越性,以及这些优势是如何通过特定的技术手段实现的。书中还穿插了一些生动的应用案例,让我能够更直观地感受到 NB-IoT 在智能抄表、智慧农业、智能安防等领域的巨大潜力。阅读的过程,就像是在听一位经验丰富的老师傅娓娓道来,他不仅告诉你“是什么”,更告诉你“为什么”,以及“如何做”。虽然我目前还不是专业人士,但通过这本书,我感觉自己对 NB-IoT 的理解已经迈上了一个全新的台阶。我甚至开始畅想,未来生活中,NB-IoT 会如何改变我们的方方面面,这本书给了我太多启发。

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这本《NB-IoT从原理到实践》简直是为我量身定做的! 我是一名在物联网领域摸爬滚打多年的工程师,虽然接触过 LoRa、Zigbee 等多种低功耗广域网技术,但总觉得 NB-IoT 这块硬骨头一直没有啃下来。市面上关于 NB-IoT 的资料不少,但要么过于理论化,要么零散碎片,很难形成一个系统性的认知。直到我翻开了这本书,才如沐春风。它并没有一开始就抛出晦涩的协议栈,而是从 NB-IoT 诞生的背景、它解决的核心痛点出发,让我一下子就明白了它存在的意义和价值。接着,作者深入浅出地讲解了 NB-IoT 的核心技术,比如窄带通信、低功耗设计、网络架构等等,每一个概念都配有形象的比喻和清晰的图示,即便是之前没有接触过蜂窝通信的朋友,也能轻松理解。最让我惊喜的是,书中对 NB-IoT 的信令流程、数据传输机制的阐述,简直是抽丝剥茧,把原本看起来复杂得让人头疼的通信过程,分解成了一个个易于理解的步骤。我常常在想,为什么之前我看了那么多资料,都没有这本书讲得这么透彻?感觉作者像是把我脑子里那些模糊的概念,一点一点地梳理清晰,并且填补了许多我之前未能触及的知识盲区。这本书不仅仅是理论的堆砌,更重要的是,它让我看到了 NB-IoT 技术是如何一步步落地,并且在实际应用中发挥作用的。

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我是一名初创公司的小老板,目前正在考虑为我们的产品引入 NB-IoT 技术,以便降低成本并提升用户体验。 在朋友的推荐下,我入手了这本《NB-IoT从原理到实践》。这本书的内容,可以说完全打消了我之前的许多顾虑。它并没有一开始就讲得很深奥,而是从 NB-IoT 的商业价值和应用前景出发,让我明白了为什么这项技术如此重要。书中对 NB-IoT 的优势进行了详尽的阐述,比如它相对于传统蜂窝网络在成本、功耗和覆盖范围上的巨大优势,这对于我们这种需要控制成本的初创公司来说,无疑是巨大的福音。更重要的是,书中还列举了许多 NB-IoT 在不同行业的成功应用案例,这些案例让我看到了 NB-IoT 的实际落地能力,也为我如何将这项技术应用到自己的产品中提供了灵感。我特别喜欢书中关于“如何选择和评估 NB-IoT 模块”、“如何进行设备开发和网络部署”等章节,这些内容非常接地气,直接解决了我在实际操作中可能会遇到的问题。这本书让我对 NB-IoT 的理解从“概念”上升到了“可行性”,为我的产品规划提供了坚实的基础。

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对于我这种对通信技术有着浓厚兴趣,但又缺乏系统性学习机会的“技术爱好者”来说,这本《NB-IoT从原理到实践》绝对是一次惊喜。 之前我对 NB-IoT 的了解,大多是通过一些科普文章或者技术新闻,停留在“低功耗”、“广覆盖”这样的表层概念。这本书的出现,则把我带入了一个全新的维度。作者以一种非常引人入胜的方式,将 NB-IoT 的“前世今生”娓娓道来,从它诞生的时代背景,到它所要解决的通信难题,再到它独特的通信机制,都进行了细致而生动的解读。我尤其喜欢书中对于 NB-IoT 核心通信原理的讲解,比如它如何通过窄带信号在复杂环境中实现良好的覆盖,以及它如何通过精巧的功耗管理机制来延长设备续航。书中还穿插了一些关于 NB-IoT 模块选型、功耗优化等实用性内容,这让我感觉自己不仅仅是在学习理论,更是在学习如何去“玩转”这项技术。阅读的过程,仿佛在与一位经验丰富的技术导师对话,他不仅解答了我的疑惑,更激发了我进一步探索的兴趣。这本书让我对 NB-IoT 的理解,从“听过”变成了“理解”,甚至开始想要动手尝试。

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挺好,发货快

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本书拿到后,拜读了一下,很失望。看了几页就发现两处错误,内容讲的也很肤浅,高看所谓的吴老师了。建议对NB感兴趣的读者不要购买此书,看此书不如去看金辉写的NB的书,差距颇大。

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非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好非常好!

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挺好,发货快

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说什么好 整本书没多少内容呢 还特别贵 行间距超大 字间距超大 一页里面一大堆空白 书中骗钱好手

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书内容还可以,印刷油墨味非常大,刺鼻,书也不便宜出版社良心让狗吃了。

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