NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)與規(guī)劃仿真方法

文/安豐波

隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的逐漸增多，同時(shí)人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求也在不斷上升，相關(guān)人員逐漸提出了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的新型發(fā)展方向，相關(guān)人員主要利用其的大數(shù)、可連接、可移動(dòng)以及高覆蓋特質(zhì)，不斷提升用戶的滿意度，同時(shí)也不斷為新領(lǐng)域和新行業(yè)的出現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

1 NB—IOT技術(shù)的主要特點(diǎn)

1.1 海量連接與深度覆蓋

在NB—IOT的一個(gè)小區(qū)，相關(guān)人員可以建立五萬個(gè)連接，并且一些低延時(shí)敏感度的設(shè)備可以進(jìn)行連接，與此同時(shí)，NB—IOT還具有十分低廉的設(shè)備成本，并且每樣設(shè)備的功耗都較小，而且在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面還不斷優(yōu)化和提升。相較于之前的LTE技術(shù)，NB—IOT在增益上能夠明顯提升20db，用通俗的話來講就是發(fā)射功率和覆蓋能力的迅速提升，主要優(yōu)勢(shì)就是可以將地下室、地下車庫等納入覆蓋范圍。

1.2 超低功耗與低成本

較低功耗也是該類技術(shù)不斷追求的一個(gè)指標(biāo)，相較于其他關(guān)鍵技術(shù)，NB—IOT在這方面將低功耗做到了極致，主要是由于小數(shù)據(jù)量的使用，在應(yīng)用過程中也會(huì)呈現(xiàn)出小速率的特點(diǎn)，這樣就會(huì)使得設(shè)備的功耗不斷降低，與此同時(shí)，終端模塊的待機(jī)時(shí)間也會(huì)不斷延長(zhǎng)。另外，正是由于NB—IOT的低功耗屬性，它所帶來的則是較低的成本優(yōu)勢(shì)，面對(duì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，較低的成本已經(jīng)成為其主要的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵點(diǎn)。

2 NB—IOT的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與擁塞過載控制

NB—IOT在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上采用獨(dú)立組網(wǎng)的形式，SGW、MME、PGW成為C—SGN的主要構(gòu)成內(nèi)容，而且PGW還可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，相關(guān)人員采用了NB—IOT和EUTRAN聯(lián)合組網(wǎng)的形式。擁塞過載控制主要是針對(duì)接入數(shù)量瞬間增多的情況而展開的一系列工作，其中相關(guān)人員主要通過接入等級(jí)限制和擴(kuò)展型等級(jí)限制的使用，建立一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)雙層控制的機(jī)制，從而更好地對(duì)擁塞現(xiàn)象進(jìn)行解決和控制。該方式的主要原理是終端可以從獲取到的接入等級(jí)限制信息之后結(jié)合實(shí)際情況決定隨機(jī)接入是否需要發(fā)起，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的接入擁塞狀況進(jìn)行拒絕和同意的處理。

2.2 終端簡(jiǎn)化方案與省電模式

NB—IOT采用了一系列的簡(jiǎn)化方案來實(shí)現(xiàn)降低設(shè)備成本的目標(biāo)，同時(shí)也是對(duì)設(shè)備復(fù)雜性的降低，該簡(jiǎn)化方案中主要涉及到了對(duì)協(xié)議棧、RF以及基帶處理復(fù)雜度的簡(jiǎn)化，在一定程度上可以使得復(fù)雜度和射頻大幅降低。近幾年來，節(jié)約能源的問題被人們重視，在NB—IOT關(guān)鍵技術(shù)中也出現(xiàn)了節(jié)約電能的現(xiàn)象，新設(shè)計(jì)的PSM省電模式可以使得終端仍然是注冊(cè)在網(wǎng)的狀態(tài)，但是信令卻不會(huì)到達(dá)，這樣就會(huì)保證終端能夠在深度睡眠的狀態(tài)上停留更多時(shí)間，以此來實(shí)現(xiàn)升電、節(jié)約能源的目標(biāo)。

2.3 不連續(xù)接收與增強(qiáng)覆蓋

當(dāng)處于空閑模式的時(shí)候，不連續(xù)接收具有一定的周期，NB—IOT就在這一周期上進(jìn)行了擴(kuò)展和提升，使其整體可以達(dá)到分鐘或者三小時(shí)，并且在連接模式的不連續(xù)接收周期也得到了擴(kuò)展，能夠支持5.12秒和10.24秒，其可下行性得到了大幅提升。另外，在增強(qiáng)覆蓋率方面，NB—IOT采用了高發(fā)射功率譜密度和支持重傳的方式，支持重傳可以使得HARO不斷實(shí)現(xiàn)增益，這樣相關(guān)人員就能夠憑借更低的速率實(shí)現(xiàn)向覆蓋率的增益的轉(zhuǎn)換。

2.4 控制面與用戶面優(yōu)化

NB—IOT實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制面的優(yōu)化，其中相關(guān)人員可以通過NAS消息傳送數(shù)據(jù)包，可以在很大程度上減少終端、網(wǎng)絡(luò)信令以及無線的使用，兩種轉(zhuǎn)化機(jī)制的實(shí)現(xiàn)能夠提高NB—IOT的控制效率和轉(zhuǎn)換效率。另外，終端也不需要再支持IP協(xié)議棧，能夠不斷提升傳輸?shù)男?，同時(shí)還對(duì)用戶面進(jìn)行了優(yōu)化，引入一些新型流程能夠減少空口信令的出現(xiàn)，相關(guān)人員在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候可以直接實(shí)現(xiàn)RRC的建立和連接，在流程上不斷簡(jiǎn)化，提升整體工作效率。

2.5 網(wǎng)絡(luò)部署與主要應(yīng)用場(chǎng)景

NB—IOT總共可以支持三種不同類型的網(wǎng)絡(luò)部署方式，在低頻階段施行帶內(nèi)部署、保護(hù)帶部署以及獨(dú)立部署三種方式，三種方式分別存在不同的問題和特點(diǎn)，其中帶內(nèi)部署和保護(hù)帶部署需要對(duì)與LTE共存的問題進(jìn)行考慮，例如對(duì)射頻指標(biāo)和干擾回避等的分析。而獨(dú)立部署可是實(shí)現(xiàn)頻譜的獨(dú)占，不需要考慮與現(xiàn)有的一些系統(tǒng)如何進(jìn)行共存的問題，例如LTE等類型的系統(tǒng)。

隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，NB—IOT的應(yīng)用范圍越來越大，逐漸突破了行業(yè)限制，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化建設(shè)的各行各業(yè)中，并發(fā)揮重要作用。其中在智能水表等公共事業(yè)方面、智能路燈等城市建設(shè)方面、可穿戴設(shè)備等電子消費(fèi)方面以及監(jiān)控等設(shè)備管理方面都有了深入地發(fā)展。

3 NB—IOT的規(guī)劃仿真方法

3.1 規(guī)劃目標(biāo)

規(guī)劃指標(biāo)、規(guī)劃體系和建設(shè)方案是規(guī)劃目標(biāo)的主要內(nèi)容，其中相關(guān)人員需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)承載的主要業(yè)務(wù)的需求來對(duì)具體指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，同時(shí)規(guī)劃體系需要包括覆蓋、頻率、參數(shù)、容量、軟件功能和傳輸需求等內(nèi)容，另外，相關(guān)人員需要在規(guī)劃體系和組網(wǎng)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)方案的建設(shè)。

3.2 規(guī)劃思路

相關(guān)人員需要擁有一個(gè)明確的規(guī)劃思路，從目標(biāo)制定、體系確立以及方案制定三個(gè)方面入手，同時(shí)在規(guī)劃指標(biāo)的具體過程中要包括平均速率、邊緣速率、分場(chǎng)景RSRP以及分場(chǎng)景RS—SINR4這四個(gè)內(nèi)容。不同的規(guī)劃內(nèi)容需要相關(guān)人員依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查和確定，然后保證制定的科學(xué)性和合理性。

3.3 建設(shè)方案

在進(jìn)行NB—IOT建設(shè)方案制定的過程中，相關(guān)人員需要對(duì)一些關(guān)鍵問題進(jìn)行解決，設(shè)計(jì)人員需要將需求進(jìn)行準(zhǔn)確地分析和定位，之后要保證其具有最低的連接成本，同時(shí)還需要使得網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不斷提升，為人們提供良好的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行基礎(chǔ)，另外，還需要通過一些措施不斷提升工程建設(shè)的整體效率。

4 結(jié)束語

文章將NB—IOT的關(guān)鍵技術(shù)和規(guī)劃仿真方法作為敘述的主要內(nèi)容，在加深人們理解的同時(shí)，還提高了相關(guān)人員對(duì)其的重視程度，文章旨在推動(dòng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷應(yīng)用和普及，以此來為人們提供更加多樣化和高水平的服務(wù)和產(chǎn)品。