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运营商窄带物联网部署实现探讨

更新时间：2019-12-23 07:01:21 大小：3M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

当今物联网时代已经到来,窄带物联网技术(NB-IoT)以其低功耗、广覆盖等技术优势,成为当下炙手可热的物联网通信技术,受到众多电信运营商的青睐.研究首先分析了窄带物联网的技术特点,并以运营商的视角,从无线网、核心网、物联网平台3个维度阐述窄带物联网技术的部署方案.然后列举了窄带物联网的几个典型应用场景.最后对物联网的发展前景进行了展望.

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新 技 术 应 用  
2018年 第1期  
电信工程技术与标准化  
运营商窄带物联网部署实现探讨  
杨晓鸣，孙晓亮  
（湖南省邮电规划设计院有限公司，长沙 410001）  
摘ꢀ要ꢀ当今物联网时代已经到来，窄带物联网技术（NB-IoT）以其低功耗、广覆盖等技术优势，成为当下炙手可  
热的物联网通信技术，受到众多电信运营商的青睐。研究首先分析了窄带物联网的技术特点，并以运营商的  
视角，从无线网、核心网、物联网平台3个维度阐述窄带物联网技术的部署方案。然后列举了窄带物联网的几  
个典型应用场景。最后对物联网的发展前景进行了展望。  
关键词ꢀ窄带物联网；网络部署；物联网应用  
中图分类号 TN915  
文献标识码  
A
文章编号 1008-5599（2018）01-0084-05  
随着物联网技术的不断演进发展，全球信息科技发  
展正经历着从互联网、移动互联网到物联网的延伸。世  
界各国家都在加紧制定物联网发展战略，我国早在2010  
运营商抢占物联网市场的重要技术手段。  
1 窄带物联网技术  
年《政府工作报告》中就将物联网提升到了战略高度。  
2017年1月，工信部发布《物联网发展规划（2016-2020  
年）》，预计到2020年，物联网总体产业规模将突破1.5  
万亿元，公众网络M2M连接数将突破17亿。在国家政  
策引领与市场空间的驱动下，运营商、软件开发商、设  
备厂商、系统集成商纷纷开始物联网生态布局，物联网  
产业呈现出百舸争流的繁荣景象。  
NB-IoT（NarrowBand-IoT，窄带物联网），是  
3GPP为运营商定制的物联网解决方案。NB-IoT主要  
聚焦于低速率、深度覆盖、低功耗、广覆盖、大连接的  
物联网业务，属于LPWAN技术（Low-Power Wide-  
Area Network，低功耗广域网）中的一种。  
NB-IoT具有如下技术特点：  
与此同时，在大众消费市场日趋饱和、市场竞争不  
断加剧的影响下，运营商盈利增长趋缓，亟待寻求新的  
盈利增长点。运营商需借助自身优势，抓住万物互联发  
展的新机遇，更好的发挥利用连接驱动增长的发展模式。  
由于窄带物联网技术可以让运营商容易在现有网络基础  
上平滑升级支持物联网，因此受到运营商的青睐，成为  
（1）覆盖广且深，低时延敏感：NB-IoT具有更高  
的功率谱密度，更多重传次数，比GPRS提升20dB增益，  
有效提升覆盖广度和深度，同时可允许时延约10ms。  
（2）低功耗，NB-IoT借助PSM（Power Saving  
Mode节电模式）和eDRX（Enhanced Discontinuous  
Reception延长的非连续接受）模式，延长睡眠周期，  
收稿日期：2017-04-27  
84  
2018年1月 第 1 期（第31卷 总第244期）月刊  
万方数据  
2018年 第1期  
新 技 术 应 用  
电信工程技术与标准化  
减少终端监听网络频度，实现更长待机。  
（3）成本较低，采用简化的协议栈，降低基带处理  
复杂度，功率放大器尺寸小，可降低芯片模组成本。  
（4）海量连接，采用窄带技术，提高信道容量；减  
少空口信令开销，提高频谱效率，提供50～100倍于  
移动蜂窝技术的接入数。  
（2）保护带部署（Guard-band）：NB-IoT工作于  
LTE系统中边缘的保护带。  
（3）带内部署（In-band）：NB-IoT占用LTE载  
波的任意一个资源块，但逻辑上仍是独立系统。  
以中国电信为例，中国电信已完成800MHz重耕，  
建设全覆盖的 LTE 800MHz 网络，并在网络上部署  
NB-IoT。其NB-IoT频谱部署方式分析如下：  
（1）独立部署（Stand-alone）：从中国电信的频  
谱资源来看，在 879.105～ 880MHz之间有 895kHz  
的空闲频谱资源，可用于NB-IoT独立部署。NB-IoT  
载波位于 879.4～ 879.6MHz，预留 295 kHz作为与  
CDMA的邻频保护带，以避免与LTE的同频干扰。  
（2）保护带部署（Guard-band）：对 2G/3G 频  
段进行重耕的初期，考虑部署5MHz  
（5）安全稳定，继承4G网络安全能力，提供电信  
级的可靠接入。  
2 运营商NB-IoT网络部署实现  
NB-IoT网络由终端、无线基站、核心网、物联网  
通用平台和垂直行业应用平台几个部分组成如图1所示。  
带宽的LTE，Guard-band两边只有  
250kHz，不支持保护带部署NB-IoT。  
（3）带内部署（In-band）：可  
占用 LTE 带内一个 RB 的带宽部署  
NB-IoT。但此种方式下，2个系统的  
频带相邻，存在频率干扰。为避免干扰，  
图1 NB-IoT网络整体架构  
NB-IoT发射功率应不超过LTE功率  
2.1 无线网络部署  
谱密度的6dB，其覆盖将受限。  
2.1.1 NB-IoT部署模式分析  
2.1.2 NB-IoT组网方式分析  
NB-IoT技术支持部署3种部署模式：独立部署  
（Stand-alone）、保护带部署（Guard-band）、带内部  
署（In-band）如图2所示。  
NB-IoT 通过 Filter OFDM、更多重传次数等技  
术手段有效提升了无线覆盖能力，较GSM增强20dB。  
:
一方面可用于减少NB-IoT基站数量，采用1 N 的组  
:
网方式部署NB-IoT和LTE基站；另一方面可采用1 1  
的组网方式，利用其增益提升覆盖的深度。  
:
采用1 N 组网将牺牲物联网业务的可用性、容量和  
功耗，适用于浅层覆盖的业务，如智能路灯、智能停车  
类业务。对于要求深度覆盖的业务，如抄表类，则需要  
图2 NB-IoT的部署模式  
:
采用1 1组网。因此运营商需要根据业务特点及发展阶  
（1）独立部署（Stand-alone）：利用现网空闲频谱  
或新的频谱部署NB-IoT，频宽200kHz。适合GSM/  
CDMA频段重耕，腾出频谱资源用于NB-IoT网络。  
段，灵活选择组网部署方式。  
目前中国电信采用独立部署方式在283频点之上部  
署NB-IoT，与800MHz LTE基站共享基带、射频、  
85  
2018年1月 第 1 期（第31卷 总第244期）月刊  
万方数据  

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