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NB-IoT技能深度解析

1、引言NB-IoT是技术演进和市场竞争的综合产物,由于未来的市场被一致看好,设备厂商在标准制定过程中曾激烈争夺市场份额,但预期达到的特性指标仍是基

1、导言

NB-IoT是技能演进和商场竞争的归纳产品,因为未来的商场被共同看好,设备厂商在规范拟定进程中曾剧烈抢夺商场份额,但预期到达的特性方针仍是根本共同的,规范也仍在加快拟定中。

2、NB-IoT技能的布景

2.1 物联网通讯技能分类

物联网通讯技能有许多种,从传输间隔上区别,能够分为两类:

一类是短间隔通讯技能,代表技能有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave等,典型的使用场景如智能家居;

另一类是广域网通讯技能,业界一般界说为LPWAN(低功耗广域网),典型的使用场景如智能抄表。

LPWAN技能又可分为两类:一类是作业在非授权频段的技能,如Lora、Sigfox等,这类技能大多是非标、自界说完结;

一类是作业在授权频段的技能,如GSM、CDMA、WCDMA等较老练的2G/3G蜂窝通讯技能,以及现在逐步布置使用、支撑不同category终端类型的LTE及其演进技能,这类技能根本都在3GPP(首要拟定GSM、WCDMA、LTE及其演进技能的相关规范)或3GPP2(首要拟定CDMA相关规范)等国际规范安排进行了规范界说。

NB-IoT便是2015年9月在3GPP规范安排中立项提出的一种新的窄带蜂窝通讯LPWAN技能。

2.2 3GPP MTC技能的展开

在NB-IoT提出之前,业界都十分认可未来IoT万物互联的展开趋势,M2M通讯远景也被3GPP视为规范生态强大的重要机会,而在万物互联的年代,具有低本钱、低功耗、广掩盖、低速率特色的LPWAN技能将扮演重要人物,故3GPP也一直在推进相关机器类通讯MTC技能的展开,且首要致力于在两个方向上。

方向一:面临非3GPP技能应战,展开GSM技能的进一步演进和全新接入技能的研讨。

长期以来,3GPP制式运营商的物联网事务首要依托本钱低价的GPRS模块,但是因为Lora、Sigfox等新技能的呈现,GPRS模块在本钱、功耗和掩盖方面的传统优势遭到要挟,所以在2014年3月的GERAN #62会议上3GPP提出建立新的研讨项目“FS_IoT_LC”,研讨演进GERAN体系和新接入体系的可行性,以支撑更低复杂度、更低本钱、更低功耗、更强掩盖等增强特性。

方向二:考虑未来代替2G/3G物联网模块,研讨低本钱、演进的LTE-MTC技能。

进入LTE及演进技能展开阶段后,3GPP也界说了许多可适用物联网不同事务需求场景的终端类型,Rel-8版别已界说不同速率的 catogery1-5的终端类型,在之后的版别演进中,在新界说支撑高带宽、高速率的catogery 6、catogery 9等终端类型的一起,也新界说了更低本钱、支撑更低功耗的catogery 0(Rel-12)终端类型。在Cat.0的基础上,在2014年9月的RAN #65会议中3GPP提出建立新的SI“LTE_MTCe2_L1”研讨,进一步研讨更低本钱、更低功耗、更强掩盖的LTE-MTC技能。

NB-IoT正是源于方向一中全新接入技能的研讨。此外,除了上述两个方向,3GPP相同一直在研讨更低功耗的节电技能,以及在体系架构和网络侧同步更新支撑相关演进技能。

3、NB-IoT技能在国际上的规范化状况

3.1 NB-IoT的立项进程

在3GPP规范拟定中,添加一个新技能的典型流程是先建立一个SI,通过研讨项目得出技能陈述,依据技能陈述的研讨成果,在同一个Release版别或下一个Release版别中建立一个相关的作业项目,通过作业项目输出技能规范。NB-IoT的拟定进程也是如此,如图1所示。

图1 3GPP Rel-13中IoT相关项目联系简图

如图1所示,在GERAN组“FS_IoT_LC”的研讨项目中,首要有3项技能被提出,分别是:扩展掩盖GSM技能EC-GSM(Extended Coverage-GSM),NBCIoT技能和NB-LTE技能。

其间NB-CIoT由华为、高通和Neul联合提出(Neul为英国物联网公司,在2014年9月被华为收买),NB-LTE由爱立信、中兴、诺基亚等厂商联合提出,终究在2015年9月的RAN#69次全会通过剧烈评论,终究洽谈一致为一种技能方案,即NB-IoT。

NB-CIoT和NB-LTE比较:

前者关于LTE而言相当于提出了一种全新的空口技能,意味着与旧版LTE网络存在兼容问题,在网络侧理论上改动较大; 而后者倾向和现有LTE网络尽量兼容。

NB-CIoT在增强室内掩盖、支撑巨量低速率终端、削减终端复杂度、下降功耗和时延、与GSM/UMTS/LTE的搅扰共存、对GSM/EDGE基站的硬件影响等方面均满意研讨想象的方针要求,最要害的是NB-CIoT模块的本钱预算乃至能够低于GSM模块,而NB-LTE本钱尽管比eMTC低但仍是会高于GSM模块。

NB-CIoT和NB-LTE的更具体比照可查阅3GPP文档 RP-151550。NB-IoT在3GPP的大致立项进程如表1所示。

表1 NB-IoT的立项进程

3.2 NB-IoT的规范发展

NB-IoT的3GPP规范中心部分将在2016年6月冻住,2016年9月将完结功能部分的规范拟定,最终的共同性测验规范也将在2016年12月完结,具体状况如表2所示。

表2 NB-IoT规范作业组的时刻方案

4、NB-IoT技能的首要特性

3GPP NB-IoT作业项目总体上确认将界说一种关于E-UTRAN非后向兼容、有较大变化的蜂窝物联网无线接入新技能,以处理室内掩盖增强、支撑巨量低速率设备接入、低时延灵敏、超低设备本钱、低功耗和网络架构优化等问题。

因为NB-IoT规范还在拟定中,许多提案仍在评论和提交,不同场景下的仿真成果也没有总结,如维护带和带内布置方法下的掩盖方针。

本章节将首要根据相关作业组的项目方针描绘和TR45.820的仿真数据,介绍一些NB-IoT的特性。

(1)灵敏布置、窄带、低速率、低本钱、高容量已确认的部分方针要求如下:

宜支撑3 种布置方法: 独立布置、维护带布置、带内布置,如图2所示。

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