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2018-02-26 10:29:20      众山科技      阅读:101
物联网NB-IOT的部署策略

>>文章引言:

 

IDC预测,到2020年,全球物联网连接将达到300亿;2025年,全球物联网连接将达到700亿。然而,根据Machina Research咨询报告显示,现在大量的物与物连接,是通过蓝牙、Wi-Fi等短距通讯技术承载的,基于蜂窝通信技术(2/3/4G)的物联网设备由于终端设备功耗大、部署成本高等劣势,目前真正承载在移动网络上物与物的连接只占到连接总数的6%。针对这种情况,为了解决广覆盖和低成本、低功耗两难的问题,有必要专为物联网连接设计新的通信技术以增强网络能力,由此,低功率广域网LPWA应运而生。

nb-iot部署策略

  作为LPWA典型代表之一的窄带物联网NB-IoT是面向低功耗、深度覆盖的全球统一标准,已于20166月在3GPP完成核心标准冻结。NB-IoT定位于“低频、小包、时延不敏感”的物联网业务,并且工作于授权频段,具有干扰小、可靠性高等优势,未来将承接大量物联网接入业务。

 

本文将在第1节对NB-IoT进行介绍,包括NB-IoT的标准化情况、频率部署方式、系统需求和NB-IoT的优势;2节将介绍中国联通NB-IoT的网络架构;3节给出中国联通NB-IoT的部署方案;最后,对蜂窝物联网技术演进进行总结。

 

基于蜂窝的物联网连接由于设备功耗大、部署成本高等劣势,目前在移动网络上承载的物联网连接只占到总数的6%。以NB-IoT为代表的低功耗广域网(LPWA)具有低成本、广覆盖的特点,在未来低速率物联网业务中扮演着重要角色。文章从标准化进展、频率部署方式等方面对NB-IoT技术进行了分析,给出了中国联通窄带物联网的网络架构和部署方案,为中国联通NB-IoT的内外场测试及商用部署提供参考。

 

 

 

>>窄带物联网介绍

物联网NB-IOT应用

  1、标准化进展

 

  由于市场对物联网业务需求急迫,各运营商、设备厂商、芯片厂商纷纷积极推进窄带蜂窝物联网的标准化工作。

 

  从20145月起,NB-IoT经历了多次融合和更替。20166163GPP RAN全会第72次会议上,NB-IoT核心协议在RAN1RAN2RAN3RAN4四个工作组均完成冻结。在R13标准中,NB作为一个全新标准的技术,其空口技术相比LTE进行了重新设计:180kHz窄带系统和上行3.75kHz的子载波间隔能有效提高网络覆盖,从而满足链路预算至少比GSM20dB以上的设计目标;UE仅支持半双工,且增加了PSMeDRX功能,能有效降低终端功耗,节约终端成本。

 

  3GPP R14新增定位功能、SC-P2M下行广播功能、非连接态移动性增强功能,可以满足更多场景需要,提高网络可靠性。

 

  2、频率部署方式

 

  3GPP NB-IoT工作项目总体上确定将定义一种对于E-UTRAN非后向兼容、有较大变动的蜂窝物联网无线接入新技术,增强室内覆盖、支持大量的低吞吐量设备、低延迟敏感度、超低成本、低功耗设备和(优化)网路体系架构。

 

  1)独立部署Standalone:利用目前GERAN系统占用的资源,替代目前的一个或多个GSM载波。

 

  2)保护带部署Guard-Band:利用目前LTE载波保护带上没有使用的资源块。

 

  3)带内部署In-Band:利用LTE载波内的资源块。

 

  3NB-IoT系统需求

 

  1)下行和上行链路终端射频带宽都是180kHz

 

  2)下行链路是OFDMA方式,对于3种操作模式都是15kHz的子载波间隔。

 

  3)对于上行链路:支持SingletoneMulti-tone传输。

 

  对于Single-tone传输,网络可配置子载波间隔为3.75kHz15kHz

 

  对于Multi-tone传输采用基于15kHz子载波间隔的SC-FDMA

 

  UE需要指示对Single-toneMulti-tone传输的支持能力。

 

  4)NB-IoT终端只需要支持半双工操作,在R13阶段不需要支持TDD,但要求保证对TDD前向兼容的能力。

 

  4NB-IoT优势

 

  1)大链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接。

 

  2)深度覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。

 

  3 ) 低功耗: NB - IoT借助PSM(Power Saving Mode,节电模式)eDRX可实现更长待机。其中PSM技术是R12中新增的功能,在此模式下,终端仍旧注册在网但信令不可达,从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。eDRXR13中新增的功能,进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期,减少接收单元不必要的启动,相对于PSM,大幅度提升了下行可达性。

 

  4)低成本:与LoRa相比,NBIoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。可以直接进行GSM/UMTS/LTENB-IoT的同时部署。模块预期价格不超过5美元。


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