物联网（IoT）已经开始走入现实，到 2020 年，预计将有数十亿的服务和设备实现随时随地互联。智能家居、可穿戴设备、智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧农业和智能仪表等等，各种新应用层出不穷，推动新业务模式飞速发展。

为了支持物联网的进一步发展，移动行业开发了新的无线接入技术，其中包括低功耗广域网（LPWAN）。这项技术能够更好地支持这些设备和其应用的特征和要求。

3GPP 在 2014 年开始推动一项标准化任务，窄带物联网（NB-IoT）是这项工作的成果。作为 3GPP 第 13 版标准的一个组成部分，窄带物联网技术规范的首个版本在 2016 年 6 月冻结并发布，旨在支持具有以下要求的类似应用：

– 优化在现有 LTE 空中接口之上的网络体系结构

– 更佳的部署灵活性

– 扩大的室内覆盖范围（与 GSM 相比 +20 dB）

– 支持数量庞大的双向通信设备（数据传输速率仅为几十 kbps）

– 低成本设备（单价低于 5 美元）

– 低功耗（电池使用寿命超过 10 年）

窄带物联网是一种新型无线接入技术，虽然与现有的 3GPP 设备不兼容，但是其继承了 LTE 的很多特征，例如频带、物理层基础、参数值定义和高层复用（NAS、RRC、RLC 和 MAC 过程）。但是，必须注意的是，因为其带宽减少到 180 kHz（加上防护频带为 200 kHz），所以需要创建与 LTE 不同的新物理信道和程序。

与其他物联网技术一样，此应用的终极目标就是更大的覆盖范围和更低的功耗。为了减少设备复杂性和成本，它不支持很多基础 LTE 功能，例如空间复用、载波聚合、演进的多媒体广播组播业务（eMBMS）和双连通性。也不支持高层服务，例如 IP 多媒体子系统（IMS）。

在现有 LTE 空中接口之上优化的网络体系结构

虽然窄带物联网与现有 3GPP 设备不兼容，但它仍然继承了很多 LTE 特征，例如物理层基础和高层体系结构。

唯一实现标准化的双工模式是频分双工（FDD）；因此，上行链路和下行链路使用不同的频率。目前，窄带物联网没有时分双工（TDD）版本，而 3GPP 在短期内也没有计划定义该版本。

为了减少设备复杂性和成本，3GPP 制定了三个主要的设计决策。首先，窄带物联网遵照半双工设计，这样就无需使用昂贵的双工器滤波器来分离发射和接收链路；您可以使用开关代替。其次，不支持 MIMO，特别是空间多路复用技术，因此用户设备（UE）仅需要实施一个接收机链路。最后，非常重要的一点是，信道带宽仅为 180 kHz，这减少了整体平台成本。

总之，窄带物联网 NB IoT 是一项新兴的 3GPP 窄带无线技术，其优点是可以充分利用现有的蜂窝基础设施。这项新技术将促使物联网实现长足增长，在不同领域催生各类物联网应用。

窄带物联网设计挑战

窄带物联网设备和系统要求经过严格的测试，以确保高度的可靠性，避免意外故障。下列是窄带物联网面对的一些设计挑战：

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。

这有两层意思：

第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；

第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。

其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

无线通信技术：物联网设备可以通过蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术与移动通信网络进行通信。例如，一个智能家居设备可以通过Wi-Fi连接到家庭路由器，然后通过互联网与用户的手机或平板电脑进行通信。

物联网平台：物联网平台是一个软件系统，用于管理和监控物联网设备，并将设备数据发送到其他系统。移动通信运营商可以提供物联网平台，让物联网设备和移动通信网络进行交互。例如，物联网设备可以将数据发送到移动通信运营商的物联网平台，然后由运营商将数据转发给用户的手机。

应用程序编程接口（API）：移动通信运营商可以提供API，使开发人员能够将移动通信网络与物联网设备进行集成。例如，一个智能城市应用程序可以使用移动通信运营商的API获取城市中的交通传感器数据，以便实时更新交通情况。

5G技术：5G技术提供更高的带宽和更低的延迟，可以更好地支持物联网设备和移动通信网络之间的交互。例如，一个自动驾驶汽车可以使用5G技术与移动通信网络进行通信，以便实时获取路况和交通信号数据。

云计算是实现物联网的核心。运用云计算模式，使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理，智能分析变得可能。物联网通过将射频识别技术、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中，将各种物体充分连接，并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心，进行汇总、分析和处理。

从物联网的结构看，云计算将成为物联网的重要环节。物联网与云计算的结合必将通过对各种能力资源共享、业务快速部署、人物交互新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进。物联网强调物物相连，设备终端与设备终端相连，云计算能为连接到云上设备终端提供强大的运算处理能力，以降低终端本身的复杂性。二者都是为满足人们日益增长的需求而诞生的。

物联网行业产业链全景梳理：传感器芯片严重依赖进口

感知识别层可以对物理世界进行感知、识别和信息数据采集，涉及芯片、传感器、感知设备的研发及制造;网络传输层能对感知识别层的数据进行高效率、低消耗地传送，主要包括通信组模、通信网络及基础通信设施;

平台管理层是连接感知层和应用层的桥梁，其中物联网平台包括连接管理平台 CMP、设备管理平台 DMP、应用使能平台 AEP和业务分析平台 BAP，系统和软件则可以让物联网设备有效的运行;

应用服务层主要指各类智能终端硬件，以及系统集成应用服务。用户根据平台层汇集处理完的数据，对终端进行远程监控、控制和管理，实现物联网的价值。

自2018年中美贸易摩擦以来，美国加大了对中国高新技术出口的限制，不断扩大实体清单，影响了中国一些科技主导型企业的发展，这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

其中传感器作为数据采集的源头，已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业，如：高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。

物联网行业产业链区域热力地图：北京和广东物联网企业最密集

从物联网产业链代表性企业的区域分布情况来看，中国物联网产业链重点企业集中于广东、山东、江苏、浙江等发达地区。其中，广东依托其强大的经济实力在物联网领域发展较快，物联网代表性企业最密集。

从物联网产业链代表性企业的区域分布情况来看，中国物联网产业链重点企业集中于广东、北京、上海、浙江、江苏等发达地区。其中，北京和广东依托其强大的经济实力在物联网领域发展较快，物联网代表性企业最密集。

物联网行业代表企业收入规模

从我国物联网行业代表企业2020年收入规模来看，三大运营商中国移动、中国联通和中国电信物联网业务收入规模较大，处于行业领先地位。除此之外，日海智能物联网业务收入也排名在行业前列。

物联网行业代表企业最新投资动向

2020年以来，物联网产业代表性企业的投资动向主要包括拓展业务、通过对子公司增资的方式、与其他公司签订合作协议等方式投资物联网项目。物联网产业代表性企业最新投资动向如下：

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internetofthings（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：

其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；

其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。

因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。

物联网（ IoT ,Internet of things ）即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。

Ashton最初的定义是：“就是当今的计算机以及互联网几乎完全依赖于人类来提供信息。互联网上大约有50petabytes（petabyte为1,024 terabytes）的数据，其中大部分最初由人来获取和创建的，通过打字、录音、照相或扫描条码等方式。传统的互联网蓝图中忽略了为数最多并且最重要的节点，人。而问题是，人的时间、精力和准确度都是有限的，他们并不适于从真实世界中截获信息。这是大问题。我们生活于物质世界中，我们不能把虚拟的信息当做粮食吃，也不能当做柴火来烧。想法和信息很重要，但物质世界是更本质的。当今的信息科技如此依赖人类产生的信息，以至我们的计算机更了解思想而不是物质。如果计算机能不借助我们的帮助，就获知物质世界中各种可以被获取的信息，我们将能够跟踪和计量那些物质，减少浪费、损失和消耗。我们将知晓物品何时需要更换、维修或召回，他们是新的还是过了有效期。物联网有改变世界的潜能，就像互联网一样，甚至更深远。”

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