聊聊IOT的历史

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我是靠谱客的博主悲凉玉米，最近开发中收集的这篇文章主要介绍聊聊IOT的历史，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、移动蜂窝通信的历史

1G：20世纪70年代，移动电话业务系统也就是AMPS系统被美国贝尔实验室率先研发成功，这是第一次人们能够真正使用的具有随时通信能力的较大容量的蜂窝移动通信。FDMA是数据通信中主要的技术之一，也就是将移动用户放置在时间间隔相同而频率不同的信道中。1G系统在技术和体制上存在诸多局限，如没有统一的标准，业务量小，质量差，交全性差，没有加密和速度低等。

2G：为了解决第一代蜂窝移动通信系统存在的技术缺陷，20世纪90年代，采用数字调制技术的第二代蜂窝移动通信系统（又称2G系统）顺势出现。第二代数字蜂窝移动通信业务也被人们称为GSM移动通信，指的就是通过工作在 900/1800MHz频段之间的GSM移动通信网络为移动用户提供相应的语音服务以及数据业务TDMA技术

3G：三代移动通信系统采用宽带CDMA技术，术应用了前两代通信中的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）以及窄带码分多址（CDMA）CDMA指的是不同的移动台占据相同的频率，但是各个移动台带有不同的随机码序，所以同一个频率所服务的移动台数目则是由随机码的数量来确定的。宽带CDMA性能更优越，其运行宽带较广，抵抗信号干扰的能力也更强，信号的传递功能也有所提

高。

4G：4G时代的核心技术是OFDM，它具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，能够以lOOMb/s的速度传输，是移动电话数据传输速率的1万倍，是拨号上网的200倍，是3G移动电话速率的50倍。

蜂窝网使用到的通信技术

TDMA、FDMA、CDMA和OFDM

常规的FDM

为了更好的利用系统带宽，子载波的间距可以尽量靠近些

继续靠近，间隔频率互相正交，因此频谱虽然有重叠，但是仍然是没有互相干扰的。

这就是OFDM的来历

有个很经典的例子来讲清楚这3者的关系，假设一群人聚会，频分多址就是把会场分成不同的小房间，房间里面双方自然可以很清楚的听到对方讲话；时分多址，就是在这个小房间的所有人每人只能讲10分钟，这10分钟轮到你讲了，超过10分钟，就要给下一个人；码分多址，就是在场的人，使用不同的语言交流，打个比方****人，虽然背景叽叽喳喳英语、日语、韩语，但是因为两人只听得懂中国话，那些都可以作为噪声直接忽略。

二、LPWAN的历史

LPWAN包含了NB-IoT和eMTC这两种通信技术，他们是怎么来的呢？话说，作为LTE的缔造者，3GPP组织一直将物联网作为LTE的重要演进方向。早在2008年，LTE的第一个版本R8（Release 8）中，除了有满足宽带多媒体应用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等终端等级外，也有上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1，可用于物联网等“低速率”应用。不同的Cat，不同的速率在LTE发展初期，Cat.1并没有被业界所关注。随着可穿戴设备的逐渐普及，Cat.1才逐渐被业界重视。但是，Cat.1终端需要使用2根天线，对体积敏感度极高的可穿戴设备来说仍然“要求过高”（一般只配备1根天线）。所以，在R12/R13中，3GPP多次针对物联网进行优化。首先是在R12中增加了新终端等级Cat.0，放弃了对MIMO（多天线）的支持，简化为半双工，峰值速率降低为1Mbit/s，终端复杂度降低为普通LTE终端的40%。这样一来，初步达到了物联网的成本要求。但是，虽然Cat.0终端的信道带宽降至1.4MHz，但射频的接收带宽仍为20MHz（太大）。于是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等级的终端，信道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz，终端复杂度进一步降低。而Cat.M1，也就是我们的eMTC。

3GPP在R13中同时新增了一个Cat.NB-1，它的接收带宽仅180kHz。这个Cat.NB-1，就是我们的NB-IoT。

EMTC和NBIOT的技术对比

EMTC和NBIOT同属低功耗广域网(LPWAN)技术，两者在技术上互有优劣。NB-IoT的主要优势是成本更低、覆盖更广、小区容量预计也更大，eMTC的主要优势则是速率更高、可移动性更好、可支持语音。两者的详细比较如下：

1）业务需求

第一类业务：水表、电表、燃气表、路灯、井盖、垃圾筒等行业/场景，具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点，但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格的要求。针对此类业务，技术上NB-IoT更合适。第二类业务：电梯、智能穿戴、物流跟踪等行业/场景，则对数据量、移动性、时延有一定的要求。针对这类业务，技术上eMTC则更胜一筹。

2）技术层面

在峰值速率上，NB-IoT对数据速率支持较差，在200Kbps，而eMTC能够达到1Mbps；在移动性上来看，NB-IoT由于无法实现自动的小区切换，因此几乎不具备移动性，eMTC在移动性上表现更好；在语音上，NB-IoT不支持语音传输，而eMTC支持语音；在终端成本上，NB-IoT由于模组、芯片制式统一，现已降至5美元左右，但是eMTC目前的价格仍然偏高，且下降缓慢；在小区容量上，eMTC没有进行过定向优化，难以满足超大容量的连接需求；在覆盖广深上，NB-IoT 覆盖半径比eMTC 大30%。eMTC覆盖较NB-IoT 差9dB 左右。