蜂窝物联网：从大规模商业部署到5G关键应用（原书第2版）

本书为读者展示了3GPP标准组织和MFA联盟为开发蜂窝物联网系统而进行的近期工作内容。同时揭示了作者超越技术标准的洞察力，成为无线领域中工程师和决策者的必备选择。<br>本书特色：<br>介绍大规模机器类通信（mMTC）用例来连接数十亿超低复杂度设备。<br>介绍超可靠低时延通信（URLLC）系统服务的关键机器类通信（cMTC）用例来满足严格的时延和可靠性需求。<br>面向基于2G，4G和5G的授权和非授权频谱技术以及描述如何设计这些技术来定义蜂窝物联网。<br>EC-GSM-IoT，LTE-M，NB-IoT，LTE URLLC和NR URLLC，以及这些蜂窝物联网技术如何支持mMTC和cMTC用例。<br>介绍为物联网提供连接性的总体竞争环境，其中包括在非授权频段上颇具前景的技术。<br>5G性能需求和如何通过蜂窝物联网技术来满足这些需求，以及不同技术性能的比较。

推荐序<br/>译者序<br/>前言<br/>致谢<br/>作者简介<br/>第1章　物联网 1<br/>1.1　简介 1<br/>1.2　物联网通信技术 2<br/>1.2.1　蜂窝物联网 3<br/>1.2.2　非授权频谱技术 5<br/>1.3　本书概述 6<br/>第2章　全球蜂窝物联网标准 8<br/>2.1　3GPP 8<br/>2.2　蜂窝系统架构 10<br/>2.2.1　网络架构 10<br/>2.2.2　无线协议架构 12<br/>2.3　从机器类通信到蜂窝物联网 14<br/>2.3.1　接入级别和过载控制 14<br/>2.3.2　小数据传输 16<br/>2.3.3　设备节能 17<br/>2.3.4　基于LTE的低成本MTC设备研究 21<br/>2.3.5　超低复杂度和低吞吐量物联网的蜂窝系统支持研究 23<br/>2.3.6　LTE时延降低技术研究 24<br/>2.4　5G演进 24<br/>2.4.1　IMT-2020 24<br/>2.4.2　3GPP 5G 25<br/>2.5　MFA标准组织 31<br/>第3章　LTE-M 34<br/>3.1　背景 34<br/>3.1.1　3GPP标准 34<br/>3.1.2　无线接入设计原则 36<br/>3.2　物理层 39<br/>3.2.1　物理资源 39<br/>3.2.2　传输方案 40<br/>3.2.3　设备类型和能力 44<br/>3.2.4　下行物理层信道和信号 47<br/>3.2.5　上行物理层信道和信号 65<br/>3.3　空闲模式和连接模式过程 76<br/>3.3.1　空闲模式过程 76<br/>3.3.2　连接模式过程 91<br/>3.3.3　空闲模式与连接模式的共同过程 105<br/>3.4　NR与LTE-M共存 112<br/>第4章　LTE-M性能 118<br/>4.1　性能目标 118<br/>4.2　覆盖 119<br/>4.3　数据速率 121<br/>4.3.1　下行数据速率 121<br/>4.3.2　上行数据速率 123<br/>4.4　时延 124<br/>4.5　电池寿命 127<br/>4.6　容量 128<br/>4.7　设备复杂度 131<br/>第5章　NB-IoT 134<br/>5.1　背景 134<br/>5.1.1　3GPP标准 134<br/>5.1.2　无线接入设计原则 136<br/>5.2　物理层 142<br/>5.2.1　物理资源 142<br/>5.2.2　传输方案 147<br/>5.2.3　设备类型和能力 149<br/>5.2.4　下行物理信道和信号 150<br/>5.2.5　上行物理信道和信号 168<br/>5.2.6　基带信号的生成 182<br/>5.2.7　传输间隙 185<br/>5.2.8　TDD 187<br/>5.3　空闲模式和连接模式过程 193<br/>5.3.1　空闲模式过程 193<br/>5.3.2　连接模式过程 213<br/>5.4　NR与NB-IoT共存 229<br/>5.4.1　NR和NB-IoT为相邻载波 232<br/>5.4.2　NB-IoT在NR的保护频段内 233<br/>5.4.3　NR资源块内部署NB-IoT 234<br/>第6章　NB-IoT性能 237<br/>6.1　性能目标 237<br/>6.2　覆盖和数据速率 238<br/>6.2.1　评估假设 238<br/>6.2.2　下行覆盖性能 241<br/>6.2.3　上行覆盖性能 246<br/>6.3　峰值数据速率 249<br/>6.3.1　Release 13 Cat-NB1设备 249<br/>6.3.2　Cat-NB2设备配置一个HARQ进程 251<br/>6.3.3　设备配置两个同时活跃的HARQ进程 252<br/>6.4　时延 253<br/>6.4.1　评估假设 253<br/>6.4.2　时延性能 255<br/>6.5　电池寿命 255<br/>6.5.1　评估假设 255<br/>6.5.2　电池寿命性能 257<br/>6.6　容量 257<br/>6.6.1　评估假设 258<br/>6.6.2　容量性能 258<br/>6.6.3　时延性能 260<br/>6.7　定位 261<br/>6.8　设备复杂度 262<br/>6.9　NB-IoT符合5G性能需求 263<br/>6.9.1　5G mMTC评估假设的差异 264<br/>6.9.2　5G mMTC性能评估 264<br/>第7章　LTE URLLC 268<br/>7.1　背景 268<br/>7.2　物理层 269<br/>7.2.1　无线接入设计原则 269<br/>7.2.2　物理资源 270<br/>7.2.3　下行物理信道和信号 272<br/>7.2.4　上行物理信道和信号 287<br/>7.2.5　时间提前量和处理时间 296<br/>7.3　空闲模式和连接模式过程 299<br/>7.3.1　空闲模式过程 299<br/>7.3.2　连接模式过程 300<br/>第8章　LTE URLLC性能 315<br/>8.1　性能目标 315<br/>8.1.1　用户面时延 315<br/>8.1.2　控制面时延 316<br/>8.1.3　可靠性 316<br/>8.2　仿真框架 316<br/>8.3　评估 318<br/>8.3.1　用户面时延 318<br/>8.3.2　控制面时延 321<br/>8.3.3　可靠性 322<br/>第9章　NR URLLC 328<br/>9.1　背景 328<br/>9.1.1　5G系统 328<br/>9.1.2　URLLC 329<br/>9.1.3　NR—LTE的继承者 329<br/>9.1.4　在当前网中引入NR URLLC 330<br/>9.1.5　无线接入设计原则 331<br/>9.2　物理层 333<br/>9.2.1　频段 333<br/>9.2.2　物理层参数集 333<br/>9.2.3　传输方案 335<br/>9.2.4　下行物理信道和信号 342<br/>9.2.5　上行物理信道和信号 352<br/>9.3　空闲模式和连接模式过程 359<br/>9.3.1　NR协议栈 359<br/>9.3.2　空闲模式过程 360<br/>9.3.3　连接模式过程 361<br/>第10章　NR URLLC性能 369<br/>10.1　性能目标 369<br/>10.1.1　用户面时延 369<br/>10.1.2　控制面时延 370<br/>10.1.3　可靠性 370<br/>10.2　评估 370<br/>10.2.1　时延 370<br/>10.2.2　可靠性 377<br/>10.2.3　频谱效率 387<br/>10.3　服务覆盖 389<br/>10.3.1　广域服务举例：配电站保护 389<br/>10.3.2　区域服务举例：工厂自动化潜力 393<br/>第11章　无人机的LTE连接性增强 399<br/>11.1　性能目标 399<br/>11.2　传播信道特性 400<br/>11.3　挑战 403<br/>11.4　3GPP Release 15中引入的LTE增强 405<br/>11.4.1　干扰和飞行模式检测 405<br/>11.4.2　用于移动性增强的飞行路径信息 406<br/>11.4.3　基于订阅的UAV识别 406<br/>11.4.4　上行功率控制增强 407<br/>11.4.5　UE能力指示 408<br/>第12章　物联网技术选择 409<br/>12.1　蜂窝物联网与非蜂窝物联网 409<br/>12.2　蜂窝物联网技术选择 411<br/>12.2.1　大规模物联网的蜂窝技术 411<br/>12.2.2　关键物联网的蜂窝技术 418<br/>12.3　选择哪种蜂窝物联网技术 421<br/>12.3.1　移动网络运营商的观点 421<br/>12.3.2　物联网服务提供商的观点 424<br/>第13章　物联网的技术驱动力 426<br/>13.1　设备、计算和输入/输出技术 427<br/>13.2　通信技术 427<br/>13.3　物联网中的互联网技术 428<br/>13.3.1　一般功能 428<br/>13.3.2　高级服务功能和算法 434<br/>13.4　工业物联网 436<br/>第14章　5G与未来 444<br/>附录A　EC-GSM-IoT（在线）<br/>附录B　EC-GSM-IoT性能（在线）<br/>附录C　非授权频谱的物联网技术（在线）<br/>附录D　MulteFire联盟物联网技术（在线）<br/>技术缩略语表 448