1.研究背景及意义
物联网（Internet of Things, IoT）是最新一代信息技术的重要成果之一，也是建设信息化时代的一个重要部分。所谓物联网，即物物相连的网络，其核心以及基础仍然是互联网技术，是在互联网技术的基础之上延伸和再发展的网络[1]其用户端群体扩展延伸到了物与物之间，使它们能进行信息的交换和通信，也就是物物相连。物联网通过普适计算，识别技术，智能感知等通信和感知技术，被广泛地应用于网络与物质生活的融合之中，因此也被称作是继计算机，互联网之后信息化世界建设的第三次革新[2]。
物联网技术可被广泛应用于多种类型机器、设备和应用，通过网络通信来实现各类设备，机器和应用之间的数据交换和协同操作。物联网设备既可以通过运营商的蜂窝网络提供IP和SMS服务，也可以通过非蜂窝网络连接，如短距离通信技术（WIFI,蓝牙等），数据线传输，卫星通信和固网链接[3]。
NO-IoT是低速率窄宽度物联网通信技术，采用的端到端系统构架，是运用3GPP技术标准实施的，它主要是面向长距离、低速率、低功耗、多终端业务的智能设备。[4]它支持低功耗设备通过移动蜂窝网络进行数据连接，也被称为低功耗广域网（LPWA）。NB-IoT支持更长的待机时间，能支持对网络速率要求较高的的设备进行高效连接，同时还能提供全方位无缝覆盖的蜂窝数据连接[5]。
早期的产品大多是以手机为核心，所有的物联网产品都是周边配套的产物。而在新的物联网时代，彻底打破之前互联网时代以智能手机的单一载体为核心的单一的网络架构和商业模式。[6]因为NB-IoT在消费级领域将会拥有非常大的市场规模。物联网将建立一种以数据感知、大数据和云计算为核心的商业生态模式。NB-IoT标准将极大地推动物联网的发展进步，快速增加物联网在日常生活的普及率，为消费类的电子企业带来一个全新的充满潜力的新生市场[7]。
2 基于蜂窝窄带物联网的技术现状及发展趋势
2.1 NB-IoT的发展现状
物联网在通信行业中的逐步发展应用，人和物之间实现了通信连接。但是，不同的技术团队之间从芯片到系统各方面采用不一致的规范使得物联网无法在世界范围内广泛通用。[8]为了解决这个问题，2015年9月，第三代合作伙伴计划（3GPP）开始建立窄带物联网（NB-IoT）标准，并积极鼓励通信公司一同参与。到2016年6月，该标准的核心内容已经完成，并正式发布了3GPP LTE R13版本，形成了NB-IoT的第一套使用标准。[9]这使得NB-IoT相比于传统的物联网，在性能和技术上具有了极其明显的优势，全面提升了物联网的覆盖范围和稳定性，用户多样化的使用需求得到了极大满足，促进了信息数据的高效互动，发展了超长距离通信技术。[10]如今NO-IoT的生态产业链已经逐步趋于成熟。设备商方面，华为等网络方案供应商可以提供端到端的解决方案，高通等芯片厂商也正在积极研发生产对应的芯片。运营商方面，全球各大顶尖的运营商都早已围绕NB-IoT发布了各自的发展战略并开展了相应的实验进行验证。在垂直商业上，也有越来越多的厂商开始采用NB-IoT来提升自身产品的竞争力。[11]
2.2 NB-IoT的关键技术
NB-IoT是基于LTE发展起来的，是在LTE的技术基础上针对自身特性进行进一步发展。
