第1篇 移动物联网概述

物联网的概念自1999年被美国麻省理工学院的Kevin Ashton教授阐明以后，引发了继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第3次浪潮。在近20年的探索和研究中，各国学者和组织从不同角度给出了物联网的定义。

国际电信联盟（ITU）发布的《ITU互联网报告2005：物联网》中，对最初以RFID为基础的物联网概念进行了扩展，提出任何时间、任何地点、任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在的计算的发展愿景，除RFID技术外，传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。

欧盟第7框架下“RFID和物联网研究项目组”在2009年9月15日发布的研究报告中指出：物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议，且具有自配置能力、动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。

我国在2010年政府工作报告中将物联网定义为通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。

纵观物联网的发展史，“物联网”概念随着技术的不断进步，其内涵和外延也在不断演进和发展。

从通信技术的角度来看，物联网可采用多种方式实现。如图0.1所示，根据传播距离的不同，物联网的通信技术可分为短距通信和广域网通信技术。短距通信技术主要包括蓝牙（Blue tooth）、ZigBee、Wi-Fi等。广域网通信技术可分为未针对物联网业务进行专门优化的传统移动通信技术（如：2G、3G、4G等）和针对物联网业务进行了专门优化的低功耗广域（Low Power Wide Area，LPWA）网技术。目前全球电信运营商构建的2G、3G、4G等移动通信网络，其主要应用场景是面向人与人的通信，尽管有相当数量的物联网终端接入网络（如采用2G承载低速率应用，4G承载高速率应用），但实际上并未针对物与物、人与物的通信进行专门优化。根据技术来源的不同，广域物联网又可分为基于移动通信设计的移动物联网以及基于IT通信设计的非移动物联网。本章将重点介绍用于LPWA网的移动物联网技术和应用。

低功耗广域（LPWA）网，面向物联网的应用需求，在成本、覆盖、功耗、容量等方面进行了优化，非常适合于传输距离远、通信数据量少且需电池长时间供电的物联网应用。LPWA网技术包括工作在授权频谱的NB-IoT、eMTC，以及工作在非授权频谱的LoRa和Sigfox等。其中，工作在授权频谱的NB-IoT和eMTC，由于具有较高的可靠性及安全性，已成为运营商广泛采纳的物联网通信标准。

移动运营商可以采用移动物联网技术建设运营移动通信网络，以承载物联网业务。这些技术既包括未针对物联网进行优化的2G、3G、4G技术，也包括面向物联网进行专门优化的、符合3GPP标准且工作在授权频谱、由运营商维护管理的LPWA网络，如NB-IoT、eMTC等，甚至少数运营商也会采用非授权频谱的LoRa和Sigfox技术。相比其他物联网技术，工作在授权频谱的移动物联网在覆盖能力、网络安全、服务质量保障、运维等方面更具优势。

图0.1 典型物联网无线接入技术