《万物互联:蜂窝物联网组网技术详解》介绍了目前主流的蜂窝物联网技术，其中包括NB-IoT、eMTC和Sidelink。本书以对比的方式，阐述了新兴的蜂窝物联网技术与传统LTE技术在系统组网以及关键信令流程方面的差异，便于有一定通信专业基础的读者快速阅读和理解。同时，本书将系统理论与工程实践有机结合，从组网架构及业务流程方面进行了系统性阐述，并对于实际网络优化和运行维护中所需关注的重点问题进行了说明，可以作为通信工程、信息工程和其他相关专业高年级本科生和研究生的参考资料，也可以作为信息与通信工程领域技术人员和科研人员的参考书。

适读人群 ：信息与通信工程领域技术人员和科研人员；通信工程、信息工程和其他相关专业高年级本科生和研究生

本书对主流蜂窝物联网技术NB-IoT、eMTC、Sidelink进行了深度解读，用一个工程师的视角去解读蜂窝物联网整体框架与技术精髓。
本书是一本温度和态度兼而有之的技术书，一本厘清日常工作中概念理论的工具书。
本书体现了专业的解读视角、严谨的写作态度、本真的人文情怀。

　　自序
　　物联网技术已是全社会关注的热点话题，带动了新一轮的生产方式和行业的变革。已有相当多的资讯对物联网的产业格局和应用进行了解读。作者从一年前开始跟进物联网技术领域，尝试从一个工程师的视角去解读蜂窝物联网的整体框架与技术精髓。编写这本书的初衷是想为通信行业的相关从业者、高校科研机构的研究人员提供一本可用作日常工作中概念理论澄清的工具书，也可为具备一定通信理论基础知识的人员提供进一步深度学习的引导读物。也许把这一类从工程实践、技术原理类角度切入的书籍作为科普类读物看待，其可读性不一定那么强，甚至有些晦涩难懂，但作者力求以专业的视角，严谨的写作态度，呈现一个温度和态度兼而有之的技术写作。目前市面上关于蜂窝物联网技术较权威、可参考的专业资料相对还较缺乏，甚至3GPP的协议规范在不同发布版本下对于同一技术原理的描述说明都是几易其稿，不同协议规范关于一些细节的约束还有自相矛盾之处，这点尤其体现在eMTC/Sidelink等相关技术领域。技术没有完美的，总是不断发展的，个人的理解感悟也如此。为了保证信息传递的一致性以及力图呈现原汁原味的专业表述，书中从3GPP协议规范截取的相关图表、公式保持了原始英文形态，也请读者一并见谅。
　　编者
　　推荐序
　　1999年，物联网（IoT）的概念被美国麻省理工学院首次提出，初期的物联网是指“物-物相连的互联网”。在万物互联时代，IoT的概念早已突破物-物相连，包括人与物、物与物、人-识别管理设备-物之间在内的连接方式统称为万物互联。伴随大规模物联网需求的产生及移动通信技术的不断发展，通信领域的连接需求正在从人扩展到物。物联网应用领域也逐渐明晰。从个人穿戴设备到智能家居市场，从智慧城市到物流管理等，物联网的出现将实现这些行业的数字化升级及全流程的信息监控与采集，从而引发整个社会的革命性变化。
　　2010年前后，学术界开始了基于物联网需求技术的相关研究。作为物联网的候选通信技术，LTE很早就纳入了业界的视野当中。3GPP R8版本之后，LTE的发展大概有两个方向：一是不断追求更高的用户体验，通过一系列调制、编码、天线技术的革新，不断提升频谱效率，提供更高的用户吞吐率；另一个方向是LTE 整个网络和终端的简化，以实现面向海量部署、低成本、低功耗，从而支持未来物联网市场的技术。下一代通信系统的设计越来越如同定制化的产品设计一样，不会像传统的通信系统设计理念一样瞄准“大而全”的系统，而越来越以应用需求为目标定制化地进行系统设计。
　　通信技术的发展越来越纷繁复杂，以跨时代发展的角度对比不同的通信系统技术往往是快速学习的切入点，《万物互联：蜂窝物联网组网技术详解》一书是目前为止市面上对于主流蜂窝物联网技术介绍较为全面的一本专著，不仅阐述了NB-IoT的相关技术细节，同时也深入研究了eMTC/物物直通（Sidelink）等蜂窝物联网技术。本书通过对比LTE/NB-IoT/eMTC系统，对一些关键的技术细节进行说明，这样能够更全面地把握住系统设计的特点，更好地跨越系统、领悟通信系统设计中的精髓。
　　本书以3GPP协议为主要参考依据，以中立客观的运维视角，从系统设计最核心、最原创的设计理念对蜂窝物联网通信技术进行解读。作者不仅介绍了蜂窝物联网通信系统是什么，基础信令流程是什么，更有趣的是尝试对为什么这样设计，为什么能想到这么设计进行探究。同时，本书还能够帮助读者大致摸清如何查阅协议，看懂协议，提升信息查阅的能力，是一本不可多得的“授人以渔”的专业书籍。
　　万物互联时代已然来临，科研工作者任重道远！
　　网络与交换技术国家重点实验室主任 张平
　　2018年7月16日

张阳，英国布鲁内尔大学（Brunel Univ.）设计与工程学院电子与计算机工程博士，高级工程师。研究方向涵盖LTE/5G/物联网以及大数据、人工智能行业应用等。曾参加中国移动无线网络优化技术高级培训，荣获学员称号，参加中国移动LTE维护优化技能竞赛，荣获一等奖。长期关注跟踪一线实际优化工作，具有丰富的理论基础及实践经验。在国内外通信期刊发表学术论文数十篇，出版《TD-LTE无线网络优化与应用》《LTE学习笔记(从无线优化到端到端优化)》《LTE学习笔记（网络优化实践进阶与关键技术）《万物互联NB-IoT关键技术与应用实践》4部专著。
　
郭宝，中北大学工程硕士，现任职于中国移动通信集团山西有限公司，高级工程师，中央企业劳动模范，山西省科技工作者，山西移动二级专家，长期从事无线网络优化工作，有丰富的一线工作经验，曾独立负责太原地区的GPRS、TD-SCDMA无线优化工作，现主要从事TD-LTE网络优化工作，拥有授权国家发明专利一项，申请发明专利八项，合作出版专著《TD-SCDMA无线网络规划与优化》，历年发表通信类论文六十余篇。

目录
推荐序
自序
致谢
01 绪论　物联网的前世今生
17 第1章　NB-IoT技术概述
18　 　1.1 NB-IoT系统技术特点
18 　　1.1.1 NB-IoT接入网主要协议流程
34 　　1.1.2 NB-IoT/LTE开机同步机制
37 　　1.2 NB-IoT物理层技术
37 1.2.1 NB-IoT下行物理层技术
55 1.2.2 NB-IoT上行物理层技术
80 第2章 eMTC技术概述
81　　　2.1 eMTC系统技术特点
81 　　2.1.1 eMTC接入网主要协议流程
89 　　2.1.2 eMTC主要工作流程
90　　　2.2 eMTC物理层技术
91 　　2.2.1 eMTC下行物理层技术
111 　　2.2.2 eMTC上行物理层技术
123 第3章 蜂窝物联网端到端技术
124 　3.1 蜂窝物联网端到端技术概述
124 　　3.1.1 蜂窝物联网核心网关键技术流程
138 　　3.1.2 NB-IoT/eMTC/LTE端到端主要技术特点对比
156 　3.2 蜂窝物联网终端的低功耗技术
156 　3.2.1 节电模式功能
160 　3.2.2 延长空闲态eDRX功能
163　　第4章 LTE/eMTC/NB-IoT随机接入
164　　　4.1 LTE随机接入
164 　　4.1.1 LTE随机接入参数规划
178 　　4.1.2 LTE随机接入过程
194　　　4.2 eMTC随机接入
195 　　4.2.1 eMTC随机接入参数规划
200 　　4.2.2 eMTC随机接入过程
207　　　4.3 NB-IoT随机接入
207 　　4.3.1 NB-IoT随机接入参数规划
215 　　4.3.2 NB-IoT随机接入过程
222　　第5章 NB-IoT规划分析
223　　　5.1 NB-IoT网络部署
223 　　5.1.1 NB-IoT部署方式
226 　　5.1.2 NB-IoT 1∶N组网规划
228　　　5.2 NB-IoT网络规划
228 　　5.2.1 频谱规划
231 　　5.2.2 功率规划
236 　　5.2.3 参数规划
238　　第6章 NB-IoT评估体系
239　　　6.1 NB-IoT性能评估
239 　　6.1.1 接入性KPI指标
241 　　6.1.2 保持性KPI指标
243　　　6.2 NB-IoT测试评估
244 　　6.2.1 测试指标评估
246 　　6.2.2 测试统计评估
249　　第7章 NB-IoT优化分析
250　　　7.1 NB-IoT覆盖优化
250 　　7.1.1 弱覆盖优化
254 　　7.1.2 重选慢优化
259　　　7.2 NB-IoT异频优化
259 　　7.2.1 异频1∶N组网
263 　　7.2.2 异频3频点均衡
270　　第8章 物物直连（Sidelink）技术概述
276　　　8.1 Sidelink通信技术
277 　　8.1.1 Sidelink通信技术协议栈概述
278 　　8.1.2 Sidelink通信无线资源分配
282　　　8.2 Sidelink发现技术
282 　　8.2.1 Sidelink发现技术协议栈概述
284 　　8.2.2 Sidelink发现技术无线资源分配
286　　　8.3 Sidelink技术小结
289　　缩略语
292　　参考文献