Page 16 - 网络电信2018年7月刊下

NB-IoT联合组网及优化策略

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孟凡 ，王金忠 2
1，中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司；
2，国网河北省电力有限公司检修分公司

摘要：随着物联网业务的高速发展，以广覆
盖、大连接、低功耗和低成本为特点的窄带物联
网（NB-IoT）技术成为运营商关注的焦点。本
文从物联网业务类型、NB-IoT发展现状和关键
技术为出发点，着重分析了NB-IoT技术的演进
趋势和部署方案，最后针对其面临的发展挑战为
运营商提供了参考建议。
关键词：物联网；NB-IoT；LTE FDD；网
络演进

随着通信产业推动万物互联时代的到来，预计到2030年 商如何利用自身基础资源优势 [3,4] 、合理推动NB-IoT网络后续演
全球物联网连接数达到千亿级，重点涵盖智能家居、智慧医疗 进是亟待解决的问题。本文以某运营商现网情况和规划建设为
和物流跟踪等领域 [1,2] 。在业务承载技术上，分为以Wi-Fi、蓝 例进行讨论分析。
牙、Sigfox和LoRa为代表的非蜂窝技术和承载在2G/3G/4G、NB-
IoT、eMTC等为代表的蜂窝技术。鉴于后者具备广覆盖、可移动 一、NB-IoT发展现状和关键技术
性、大连接和多场景等优势，在业务供给、资源配置、建设部 随着5G时代的到来，NB-IoT技术受到了各大运营商的积极
署和网络演进等方面非常适合物联网规模发展，其中的典型代 推动。在国际上，Vodafone为加速部署物联网，通过建立NB-
表eMTC和NB-IoT得到运营商的重点关注，基于蜂窝连接比重将 IoT开放实验室研究网络部署、创新应用、设备集成和业务模式
达到10%以上。NB-IoT技术主要适用于覆盖要求高、用户速率 等问题，计划2019年实现M2MSIM卡在全球90%以上区域的无缝漫
低、非语音和低速移动场景的业务；eMTC能够支持更广泛的业 游；SK Telecom投资千亿韩元新建NB-IoT试验网络和ThingPlug
务形态和终端类型，主要适用于有实时性要求、移动场景和语 开放平台，计划今年在全国范围部署基于LoRa技术的低功耗广
音需求的业务。综合考虑牌照发放和技术性能等因素，NB-IoT 域网；DoCoMo和Sprint也在重点发展M2M业务，通过建立服务平
技术在现阶段更适合大规模建设部署。 台与嵌入模块来推动物联网市场规模发展。在国内，三大运营
作为满足低功耗广域网的NB-IoT技术支持物联网超低速率 商早已拟定NB-IoT建设原则和部署计划，对各种场景的覆盖策
业务（分类如表1所示），具备四大基本特点。 略、网络部署等问题进行深入研究。
（1）更深、更广覆盖性能，同频段和配置下，比现有 与传统LTE技术相比，NB-IoT技术在帧结构、时隙结构、物
[5]
900MHzGSM网络增益高约20dB，覆盖面积扩大约100倍。 理信道和不连续接收模式等方面进行了增强设计 ，从而在实
（2）支持海量连接数，单小区可支持近50000个连接终 际应用上具有如下性能优势。
端，比LTE提升1～2个数量级。 在覆盖能力方面，提高功率谱密度：通过自带滤波的
（3）更低终端功耗，电池寿命可达10年以上。 OFDM、F-OFDM+自适应调制编码+多用户调度机制、窄带调频技
（4）更低模块成本，技术改进和规模效应下模组芯片成本 术（PRACH）和共轭双序列同步信号等窄带设计保证传输带宽大
低至几美元。因此，在通信技术和物联网高速发展之际，运营 幅压缩（如下页表2所示）；重复发送及低阶编码：根据重传增

表1 物联网业务分类

网络电信 二零一八年七月 23