5G物聯(lián)網(wǎng)及NB-IoT技術(shù)詳解
定 價(jià)：58 元
- 作者：江林華
- 出版時(shí)間：2018/3/1
- ISBN：9787121338311
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP393.4;TP18
- 頁碼：216
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書詳細(xì)講解了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，包括各類非授權(quán)頻譜（私有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和3GPP主導(dǎo)的授權(quán)頻譜）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其中窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）技術(shù)是本書的重點(diǎn)。第1～2章介紹移動(dòng)通信技術(shù)近40年的發(fā)展歷程，著重介紹ITU及3GPP組織主導(dǎo)的5G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展、應(yīng)用場(chǎng)景、核心指標(biāo)（5G KPI）要求及關(guān)鍵技術(shù)。第3～6章詳細(xì)介紹NB-IoT基本概念、物理層原理、基本過程和數(shù)據(jù)傳輸模式。第7章解析NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中常用的信令信息內(nèi)容，對(duì)從事NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及終端開發(fā)與測(cè)試以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的工程師有更大的參考意義，更方便讀者查對(duì)和比較相關(guān)信令消息內(nèi)容，實(shí)用性和針對(duì)性強(qiáng)。本書既適合移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的測(cè)試工程師、研發(fā)工程師和NB-IoT網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)人員以及第三方應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)的工程師閱讀，也適合從事物聯(lián)網(wǎng)終端行業(yè)特別是NB-IoT終端模塊研發(fā)和測(cè)試的工程師參考，同時(shí)可供大專院校電子與通信相關(guān)專業(yè)的師生參考閱讀。
前 言
當(dāng)前移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，4G-LTE演進(jìn)部署正當(dāng)其時(shí)，5G及NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又要登場(chǎng)，盡管目前很多私有的采用非授權(quán)頻譜的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展應(yīng)用了很多年，但都不溫不火，沒有爆發(fā)大規(guī)模商用。但是隨著3GPP主導(dǎo)的、能可靠運(yùn)營的、電信級(jí)的、具備統(tǒng)一開放標(biāo)準(zhǔn)的NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在2016年年底橫空出世，并很快后來居上，大有一統(tǒng)江湖之勢(shì)，全球各大通信運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商和終端模塊制造商及第三方物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與應(yīng)用提供方等共同掀起了大規(guī)模開發(fā)、測(cè)試和部署NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)的熱潮。
目前圖書市場(chǎng)上雖然有一些5G和物聯(lián)網(wǎng)方面的圖書出版，但是很少有專門論述NB-IoT技術(shù)的書籍。正是在這樣的背景之下，本書編著者抓住了這個(gè)市場(chǎng)熱點(diǎn)和圖書出版需求，基于3G/4G-LTE移動(dòng)通信行業(yè)的豐富經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)前從事NB-IoT開發(fā)測(cè)試工作的基礎(chǔ)上，決心總結(jié)編寫一部重點(diǎn)論述NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的書籍，同時(shí)也兼顧介紹5G標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)以及其他各類非授權(quán)頻譜的私有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以期滿足廣大從事NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)人員的迫切需求。
本書采用以點(diǎn)帶面、點(diǎn)面結(jié)合的方法，既概述了當(dāng)前5G的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展、核心指標(biāo)要求、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用場(chǎng)景，又總結(jié)了當(dāng)下流行的各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用，最后重點(diǎn)深入論述3GPP主導(dǎo)的NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理、基本過程、數(shù)據(jù)傳輸和消息解讀，而非泛泛而談或簡單翻譯協(xié)議，特別適合當(dāng)前從事NB-IoT技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)與集成測(cè)試及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)相關(guān)人員參考閱讀或查詢比對(duì)。更重要的是，讀者能在一本書中盡覽最新的5G標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)，及各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和NB-IoT技術(shù)的詳解。本書附錄中對(duì)英文縮略語進(jìn)行了中文翻譯，其中部分詞匯沒有統(tǒng)一表達(dá)，此處僅供參考。
本書由電子工業(yè)出版社出版發(fā)行，是對(duì)編著者多年移動(dòng)通信行業(yè)的工作積累的肯定，在此特別感謝電子工業(yè)出版社的策劃編輯曲昕女士，以及出版社其他相關(guān)排版、設(shè)計(jì)、審稿人員的大力支持和辛勤付出。另外，還要感謝家人給予的鼓勵(lì)和支持。
盡管編著者已經(jīng)盡力將出錯(cuò)的概率降到最小，但錯(cuò)漏之處仍在所難免。如果發(fā)現(xiàn)本書有任何錯(cuò)漏的地方，歡迎廣大讀者批評(píng)指正，不勝感激！
江林華
2018年1月8日于北京
在索尼、阿爾卡特朗訊、北電網(wǎng)絡(luò)、摩托羅拉等多家通信設(shè)備公司供職，從事按鍵設(shè)計(jì)、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)架構(gòu)等多種工作。一直在3G、4G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中從事核心產(chǎn)品研發(fā)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)新一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展有獨(dú)到見解。
目 錄
第1章 5G概述 1
1．1 移動(dòng)通信發(fā)展史 1
1．2 5G技術(shù)演進(jìn) 3
1．3 5G應(yīng)用場(chǎng)景 5
1．4 5G核心指標(biāo) 7
1．5 5G關(guān)鍵技術(shù) 8
1．5．1 毫米波技術(shù) 8
1．5．2 大規(guī)模天線陣列 8
1．5．3 新型調(diào)制編碼技術(shù) 9
1．5．4 多載波聚合 11
1．5．5 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù) 12
1．5．6 設(shè)備到設(shè)備直接通信 14
1．5．7 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 14
1．5．8 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 15
第2章 物聯(lián)網(wǎng)介紹 17
2．1 物聯(lián)網(wǎng)的前世今生 17
2．1．1 物聯(lián)網(wǎng)起源與發(fā)展 17
2．1．2 物聯(lián)網(wǎng)在美國―智慧地球 18
2．1．3 物聯(lián)網(wǎng)在中國―感知中國 18
2．2 物聯(lián)網(wǎng)特性與應(yīng)用 19
2．2．1 物聯(lián)網(wǎng)特性 19
2．2．2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 21
2．3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分類 22
2．4 授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 24
2．4．1 3GPP物聯(lián)網(wǎng)之路 24
2．4．2 NB-IoT和LTE-M 26
2．5 非授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 28
2．5．1 Sigfox 28
2．5．2 LoRaWAN 30
2．5．3 RPMA 32
2．5．4 Weightless 33
2．5．5 HaLow 34
第3章 NB-IoT概述 35
3．1 NB-IoT特點(diǎn) 35
3．1．1 超強(qiáng)覆蓋 35
3．1．2 超低功耗 36
3．1．3 超低成本 36
3．1．4 超大容量 36
3．1．5 典型應(yīng)用 36
3．2 NB-IoT模式 39
3．2．1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 40
3．2．2 部署模式 41
3．2．3 雙工模式 43
3．3 NB-IoT頻段 43
3．4 NB-IoT信道 44
3．4．1 下行信道 44
3．4．2 上行信道 45
3．5 NB-IoT覆蓋 47
3．5．1 覆蓋增強(qiáng)手段 47
3．5．2 覆蓋增強(qiáng)等級(jí) 48
3．6 NB-IoT功耗 48
3．6．1 降低功耗機(jī)制 49
3．6．2 PSM降低功耗 49
3．6．3 eDRX降低功耗 51
3．7 NB-IoT演進(jìn)增強(qiáng) 51
3．7．1 定位增強(qiáng) 51
3．7．2 多播功能 52
3．7．3 移動(dòng)性增強(qiáng) 52
3．7．4 語音支持 52
第4章 NB-IoT物理層 53
4．1 物理層概述 53
4．2 物理信號(hào) 54
4．2．1 NPSS 54
4．2．2 NSSS 55
4．2．3 NRS 55
4．3 NPBCH 56
4．4 NPDCCH 58
4．4．1 NPDCCH搜索空間 59
4．4．2 NPDCCH盲檢次數(shù) 62
4．4．3 NPDCCH格式（DCI） 64
4．4．4 NPDCCH配置 65
4．5 NPDSCH 66
4．5．1 NPDSCH時(shí)頻資源 66
4．5．2 NPDSCH時(shí)域重復(fù) 66
4．6 NPRACH 67
4．6．1 NPRACH跳頻 68
4．6．2 NPRACH格式 69
4．6．3 NPRACH配置 70
4．6．4 MSG3調(diào)度 72
4．7 NPUSCH 73
4．7．1 NPUSCH子載波 73
4．7．2 NPUSCH格式 75
4．7．3 NPUSCH配置 77
4．7．4 DM-RS 78
4．8 發(fā)送GAP 79
4．8．1 DL發(fā)送GAP 79
4．8．2 UL發(fā)送GAP 80
第5章 NB-IoT基本過程 81
5．1 NB-IoT移動(dòng)性管理過程 81
5．1．1 小區(qū)重選簡化 81
5．1．2 小區(qū)選擇準(zhǔn)則 81
5．1．3 小區(qū)測(cè)量準(zhǔn)則 82
5．1．4 小區(qū)重選準(zhǔn)則 82
5．2 RRC連接管理過程 83
5．2．1 NB-IoT協(xié)議棧 83
5．2．2 RRC狀態(tài)變化 84
5．2．3 RRC消息列表 85
5．2．4 RRC連接建立過程 86
5．2．5 RRC連接暫停過程 88
5．2．6 RRC連接恢復(fù)過程 90
5．3 NB-IoT系統(tǒng)信息過程 92
5．3．1 系統(tǒng)信息分類 92
5．3．2 MIB-NB信息調(diào)度 93
5．3．3 SIB1-NB信息調(diào)度 93
5．3．4 SIBx-NB信息調(diào)度 95
5．3．5 SIBx-NB信息更新 96
5．4 NB-IoT隨機(jī)接入過程 97
5．4．1 隨機(jī)接入等級(jí) 97
5．4．2 隨機(jī)接入時(shí)序 98
5．4．3 隨機(jī)接入步驟 99
5．5 NB-IoT附著過程 103
5．6 NB-IoT多載波配置 105
5．6．1 NB-IoT載波類型 105
5．6．2 Anchor PRB配置 106
第6章 NB-IoT數(shù)據(jù)傳輸 108
6．1 數(shù)據(jù)傳輸概述 108
6．2 SMS數(shù)據(jù)傳輸過程 110
6．2．1 附著過程中單次SMS數(shù)據(jù)包傳輸 110
6．2．2 附著過程后多次SMS數(shù)據(jù)包傳輸 112
6．3 EPS控制面數(shù)據(jù)傳輸 113
6．3．1 EPS控制面數(shù)據(jù)傳輸概述 113
6．3．2 終端觸發(fā)控制面數(shù)據(jù)傳輸過程 114
6．3．3 尋呼觸發(fā)控制面數(shù)據(jù)傳輸過程 116
6．4 EPS用戶面數(shù)據(jù)傳輸 117
6．4．1 傳統(tǒng)LTE用戶面數(shù)據(jù)傳輸過程 117
6．4．2 EPS用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸過程 118
6．4．3 EPS用戶面優(yōu)化失敗回落過程 120
6．5 NB-IoT數(shù)據(jù)調(diào)度過程 121
6．5．1 下行數(shù)據(jù)調(diào)度 121
6．5．2 上行數(shù)據(jù)調(diào)度 125
6．5．3 SR、BSR和DV 131
6．5．4 鏈路自適應(yīng)（LA） 134
6．6 NB-IoT功率管理過程 136
6．6．1 上行功率控制 136
6．6．2 功率余量報(bào)告 138
6．6．3 下行功率分配 138
第7章 NB-IoT消息解析 139
7．1 系統(tǒng)信息解析 139
7．1．1 MIB-NB 139
7．1．2 SIB1-NB 140
7．1．3 SIB2-NB 141
7．1．4 SIB3-NB 144
7．1．5 SIB4-NB 145
7．1．6 SIB5-NB 145
7．1．7 SIB14-NB 146
7．2 MAC層消息解析 146
7．2．1 DCI Format N0 147
7．2．2 DCI Format N1 147
7．2．3 Random Access Response 147
7．3 RRC消息解析 148
7．3．1 RRC Connection Request 148
7．3．2 RRC Connection Setup 149
7．3．3 RRC Connection Setup Complete 151
7．3．4 DL Information Transfer 151
7．3．5 UL Information Transfer 152
7．3．6 RRC Connection Release 152
7．4 S1AP消息解析 153
7．4．1 Initial UE Message 153
7．4．2 Initial Context Setup Request 154
7．4．3 Initial Context Setup Response 157
7．4．4 Downlink NAS Transport 158
7．4．5 Uplink NAS Transport 159
7．4．6 Paging 160
7．4．7 UE Context Release Command 161
7．4．8 UE Context Release Complete 162
7．5 NAS消息解析 163
7．5．1 Attach Request 163
7．5．2 Authentication Request 173
7．5．3 NAS Security Mode Command 175
7．5．4 Activate Default EPS Bearer Context Request 176
7．5．5 Detach Request 179
7．5．6 Control Plane Service Request 181
7．5．7 Data Transport 183
7．6 終端能力消息解析 187
7．6．1 UE Capability Enquiry 188
7．6．2 UE Capability Information 188
附錄A 縮略語 190
附錄B IETF-RFC規(guī)范 197
附錄C 3GPP規(guī)范 198
附錄D GSMA規(guī)范 200
參考文獻(xiàn) 203
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