NB-IoT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)部署簡(jiǎn)論

曾云光

【摘要】 NB-IoT屬于一種重要的LPWAN技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯。當(dāng)前，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商用價(jià)值已經(jīng)引起了全球運(yùn)營(yíng)商的注意，本文對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)、商用價(jià)值及網(wǎng)絡(luò)部署進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。

【關(guān)鍵詞】 NB-IoT網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)特點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)部署 簡(jiǎn)論

一、NB-IOT發(fā)展及技術(shù)特點(diǎn)

隨著互聯(lián)網(wǎng)終端趨近飽和，在新應(yīng)用不斷出現(xiàn)情況，物聯(lián)網(wǎng)終端將會(huì)迎來(lái)快速增長(zhǎng)期，物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)應(yīng)用逐年提高，目前物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)占比雖然還小，但增長(zhǎng)非常迅速，尤其是業(yè)務(wù)連接增長(zhǎng)達(dá)到4倍。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）網(wǎng)也就是以蜂窩為基礎(chǔ)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，它屬于萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)的重要分支之一[1]。NB-IoT在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建起來(lái)的，僅僅耗費(fèi)了180KHz左右的帶寬，可以結(jié)合GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署或獨(dú)立部署，可以促進(jìn)部署成本的降低，完成穩(wěn)定的升級(jí)[2]。NB-IoT在IoT范疇內(nèi)屬于一項(xiàng)全新的技術(shù)，允許耗能較裝置在廣域網(wǎng)中的蜂窩數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，這也被稱為低功耗廣域網(wǎng)[3]。NB-IoT技術(shù)具有待機(jī)長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)連接高效的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)NB-IoT裝置電池壽命一般可以提高10左右，還可以提供全面覆蓋的蜂窩數(shù)據(jù)連接。

NB-IOT網(wǎng)絡(luò)載波帶寬為180KHz，包含12個(gè)載波。下行子載波按15KHz設(shè)計(jì)，有更好的兼容性。上行子載波按15KHz/3.75KHz設(shè)計(jì)。子載波作為最小單位，稱為tone。支持多載波配置，多載波只有一個(gè)業(yè)務(wù)錨點(diǎn)載波。其物理信道的下行同步信道、上行隨機(jī)接入信道采用了新的設(shè)計(jì)，下行調(diào)度采用時(shí)分，以1ms的子幀為調(diào)度單位，上行調(diào)度采用時(shí)分和頻分，時(shí)間上以1ms的子幀為調(diào)度單位，頻域以子載波以子載波為調(diào)度單位。

二、NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商用價(jià)值

2.1 NB-IoT應(yīng)用場(chǎng)景

現(xiàn)階段，NB-IoT垂直行業(yè)需要集中在下面幾類行業(yè)中：其一，交通行業(yè)。涉及車載信息服務(wù)（信息娛樂(lè)、遠(yuǎn)程診斷、道路導(dǎo)航等）、車載定位監(jiān)控、車載wifi、車載視頻監(jiān)控、車輛防盜等。其二，物流業(yè)：含有物流車輛調(diào)度；物流追蹤管理等應(yīng)用。其三，衛(wèi)生醫(yī)療：主要為穿戴型應(yīng)用，含有關(guān)愛(ài)定位（寵物定位、兒童定位手表、老人智能手表）、無(wú)線血壓計(jì)等。其四，商品零售行業(yè)：含有移動(dòng)貨柜、自動(dòng)售貨機(jī)、金屬POS機(jī)等。其五，抄表：含有用戶水表、家庭燃?xì)獗?、用戶電表等。其六，公共設(shè)施：含有城市燈光管控、城市氣象監(jiān)測(cè)、城市設(shè)施監(jiān)控等方面的應(yīng)用。其七，智能家居：含有家居智能控制、家庭安全防護(hù)設(shè)施等應(yīng)用。其八，智能農(nóng)業(yè)；含有農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等實(shí)時(shí)情況的搜集和監(jiān)控等方面的應(yīng)用。其九，工業(yè)制造：涉及智能產(chǎn)品（工程器械）售后服務(wù)、智能工廠等應(yīng)用。其十，企業(yè)能耗管理：設(shè)計(jì)園區(qū)、大廈、企業(yè)等能源監(jiān)管等應(yīng)用。最后，企業(yè)安全防護(hù)：含有企業(yè)電梯監(jiān)控、安防監(jiān)控等應(yīng)用。

2.2 NB-IoT商業(yè)模式

鑒于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者有運(yùn)營(yíng)商、創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)、個(gè)人等多種形式，所以NB-IoT商用模式也并非固定，目前全球主流運(yùn)營(yíng)商依然沿用蜂窩移動(dòng)網(wǎng)以流量計(jì)費(fèi)模式，但NB-IOT的業(yè)務(wù)特點(diǎn)為終端數(shù)量大，單個(gè)終端數(shù)量流量小，因此采用流量進(jìn)行收費(fèi)不太合適，結(jié)合連接的設(shè)施數(shù)量按月或按年向所有者進(jìn)行收費(fèi)可以更好地維護(hù)雙方的利益。隨著物聯(lián)網(wǎng)用戶大規(guī)模的發(fā)展，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益無(wú)可厚非是巨大的。

三、 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)含有終端、基站、核心網(wǎng)、平臺(tái)、芯片等多個(gè)部分。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示：

1、終端側(cè)裝置方案。這部分應(yīng)用含有業(yè)務(wù)模組、芯片、終端等選擇。在安裝時(shí)，可以結(jié)合客戶需求，進(jìn)行入網(wǎng)測(cè)試，明確其適用范圍。

2、NB-IoT基站裝置方案?？梢詫B-IoT基站相關(guān)裝置工作納入運(yùn)營(yíng)商的基站規(guī)劃當(dāng)中。基站只是一個(gè)通道，利用2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，完成NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的新建、優(yōu)化或者復(fù)用?；鶎觽?cè)完成可以運(yùn)用現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備和資源，實(shí)現(xiàn)共站點(diǎn)、共傳輸、共射頻、共OM（SingleOM）系統(tǒng)等，從而快速實(shí)現(xiàn)對(duì)NB-IoT的部署，降低組網(wǎng)成本。當(dāng)前基站頻率部署區(qū)域外無(wú)法進(jìn)行資源的共享，可以對(duì)原有基站進(jìn)行升級(jí)或者NB-IoT基站新建。

3、NB-IoT核心網(wǎng)部裝置方案。核心網(wǎng)相關(guān)的網(wǎng)元有連入物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的移動(dòng)管理實(shí)體、服務(wù)網(wǎng)關(guān)、PDN網(wǎng)關(guān)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)加以開(kāi)發(fā)，同時(shí)利用現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)的形式支持核心網(wǎng)屬性，由此允許物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入。

4、NB-IoT平臺(tái)裝置方案。運(yùn)營(yíng)商在部署NB-IoT平臺(tái)時(shí)，可以做到以下幾點(diǎn)，其一，需要結(jié)合NB-IoT關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)開(kāi)展相關(guān)工作。構(gòu)建工作需要以集團(tuán)及平臺(tái)業(yè)務(wù)支持的大格局為出發(fā)點(diǎn)，選擇集約模式，不僅需要遵守間接性、可擴(kuò)展性原則，還需要保障機(jī)制完備、單元具有可控性。其二，充分利用廠商的成熟化經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要定制化開(kāi)發(fā)，同時(shí)吸收其他平臺(tái)的特殊功能。其三，需要保障M2M連接信息的高效、完整，由此達(dá)到現(xiàn)M2M連接信息以及運(yùn)營(yíng)分析中心相應(yīng)的定位目的。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上，我們了解NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的基本情況，同時(shí)詳細(xì)的分析了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前具有的商用價(jià)值，在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要的探討了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)部署，希望可以促進(jìn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的研究以及應(yīng)用，使其發(fā)揮更大作用和價(jià)值，提供更加高效的服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳博，甘志輝. NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商業(yè)價(jià)值及組網(wǎng)方案研究[J]. 移動(dòng)通信，2016，13：42-46+52.

[2]戴國(guó)華，余駿華. NB-IoT的產(chǎn)生背景、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展以及特性和業(yè)務(wù)研究[J]. 移動(dòng)通信，2016，07：31-36.

[3]楊?yuàn)?，陳鵬，韓斌. NB-IoT：核心標(biāo)準(zhǔn)完成在即，商用還遠(yuǎn)嗎？[J]. 通信世界，2016，14：35-36.