NB-IoT的频段是如何划分 NB-IoT常见问答

2020-05-19 17:31:55 sanyingwang

NB-IoT的频段是如何划分 NB-IoT常见问答


  NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things)技术。NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。

  NB-IoT是新兴的物联网技术,因为低功耗、连接稳定、成本低、架构优化出色等特点而备受关注,华为作为国内研发NB-IoT技术的领军企业,也颇受科技界关注。


  NB-IoT具备的四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大量近100倍;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持数万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本。
 

  NB-IoT常见问答
 

  1.1 国内外运营商对NB-IoT的频段是如何划分的?

  全球大多数运营商使用900MHz频段来部署NB-IoT,有些运营商部署在800MHz频段。

  中国联通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段,目前只有900MHz 可以试验。

  中国移动为了建设NB-IoT物联网,将会获得FDD牌照,并且允许重耕现有的900MHz、1800MHz频段。

  中国电信的NB-IoT部署在800MHz频段,频率只有5MHz。
 

  1.2 国内运营商拥有的可使用的NB-IoT频段

国内运营商已有NB-IoT频段

 

  1.3 NB-IoT网络部署时间表?

  中国联通在2016年在7个城市(北京、上海、广州、深圳、福州、长沙、银川)启动基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外场规模组网试验,以及6个以上业务应用示范。2018年将开始全面推进国家范围内的NB-IoT商用部署。

  中国移动计划于2017年开启NB-IoT商用化进程。

  中国电信计划于2017上半年部署NB-IoT网络。

  华为联合六家运营商(中国联通、中国移动、沃达丰、阿联酋电信、西班牙电信、意大利电信)在全球成立六个NB-IoT开放实验室,聚焦NB-IoT业务创新、行业发展、互操作性测试和产品兼容验证。

  中兴通讯联合中国移动在中国移动5G联合创新中心实验室完成NB-IoT协议的技术验证演示。
 

  1.4 非运营商能否部署NB-IoT网络?

  答案是否定的。
 

  1.5 NB-IoT是否需要实名制?

  全部需要,跟踪到责任主体。
 

  1.6 NB-IoT是不是都采用eSIM?

  NB-IoT的产品特点是不需要安装配置,直接开机连接网络就能工作,并支持自动登记设备和空中升级等功能。

  SIM卡和eSIM将会长期共存,运营商拒绝软SIM的模式。
 

  1.7 运营商对2G/3G网络的退网计划是什么?

  中国联通有可能在2018年逐步关闭2G网络,有些地方可能是关闭3G网络。

  日本的移动运营商已全部关闭2G网络,美国的AT&T、澳大利亚的澳洲电讯(Telstra)和澳都斯(Optus)已经宣布2G网络关停计划。

  Telenor计划于2020年关闭其在挪威的3G网络,随后在2025年关闭其2G网络。

  有些运营商考虑到有超过1亿的GPRS物联网终端、以及低端GSM手机的长期存在,又因为GSM复杂度较低和没有专利费的原因,成本长期低于LTE,因此在较长一段时期内,大多数运营商会维持GSM频段来继续运营。
 

  1.8 运营商之间是否支持NB-IoT漫游?

  答案是否定的
 

  1.9运营商如何保障NB-IoT网络的稳定性?

  NB-IoT直接部署于GSM、UMTS或LTE网络,即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级,但是使用单独的180KHz频段,不占用现有网络的语音和数据带宽,保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。

  NB-IoT的控制与承载分离,信令走控制面,数据走承载面。如果是低速率业务就直接走控制面,不再建立专用承载,省略了NAS与核心网的建链信令流程,缩短唤醒恢复时延。

  NB-IoT是可运营的电信网络。 这是NB-IoT区别于GPRS、LoRa、SigFox等技术的关键。
 

  1.10 运营商如何利用NB-IoT网络盈利?

  运营商已有的QoS服务质量保证、网络安全、电信级计费、大数据服务等领域继续保持行业优势,NB-IoT网络可以让运营商加固物联网领域的业务服务能力,包括云服务提供、海量客户管理、物联网实名认证、系统总包集成、大客户高端定制服务等方面。
 

  1.11 和NB-IoT相关的价格问题?

  运营商资费:一种是按流量计费,一种是按消息计费,趋势将低于GPRS费用

  芯片价格:低于2G主芯片,合理期望价$1

  模块价格:低于GPRS模块价格,合理期望价$2

  终端价格:依据实际功能定价

  维护成本:远低于现有网络维护成本

  补贴政策:前期运营商将提供较大的运营补贴
 

  2.1 NB-IoT标准会支持TDD LTE吗?

  目前,FDD LTE系统支持NB-IoT技术,目前TDD LTE系统不支持NB-IoT技术。

  NB-IoT的物理层设计大部分沿用LTE系统技术,如上行采用SC-FDMA,下行采用OFDM。高层协议设计沿用LTE协议,针对其小数据包、低功耗和大连接特性进行功能增强。核心网部分基于S1接口连接,支持独立部署和升级部署两种方式。
 

  2.3 NB-IoT支持基站定位吗?

  R13不支持基站定位,但运营商网络可以做私有方案,比如基于小区ID的定位,不会影响终端,只需要网络增加定位服务器以及与基站的联系即可。

  R14计划做定位增强,支持E-CID、UTDOA或者OTDOA,运营商希望的定位精度目标是在50米以内。

  如果从终端复杂度角度考虑,UTDOA更好,因为对终端几乎没有影响,并且在覆盖增强情况下(地下室164dB),UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分场景不需要覆盖增强,从网络容量角度来看,OTDOA(下行)会更好。
 

  2.4 NB-IoT的部署方式有哪些?

  NB-IoT支持3种不同部署方式,分别是独立部署、保护带部署、带内部署。

  独立部署:可以利用单独的频带,适合用于GSM频段的重耕。

  保护带部署:可以利用LTE系统中边缘无用频带。

  带内部署:可以利用LTE载波中间的任何资源块。
 

  2.5 NB-IoT采用什么调制解调技术?

  下行采用OFDMA,子载波间隔15kHz。

  上行采用SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。

  仅需支持半双工,具有单独的同步信号。

  终端支持对Single-tone和Multi-tone能力的指示。

  MAC/RLC/PDCP/RRC层处理基于已有的LTE流程和协议,物理层进行相关优化。
 

  2.6 NB-IoT基站的连接态用户数和激活用户数是多少?

  NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。

  200KHz频率下面,根据仿真测试数据,单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。
 

  2.7 NB-IoT基站的覆盖范围是多少?

  NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。

  根据仿真测试数据,在独立部署模式下,NB-IoT覆盖能力可达164dB,带内部署和保护带部署还有待仿真测试。
 

  2.8 NB-IoT上下行传输速率是多少?

  NB-IoT射频带宽为200kHz。

  下行速率:大于160kbps,小于250kbps。

  上行速率:大于160kbps,小于250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。
 

  2.9 NB-IoT是否支持重传机制?

  NB-IoT为实现覆盖增强采用了重传(可达200次)和低阶调制等机制。
 

  2.10 NB-IoT是否支持语音?

  NB-IoT在没有覆盖增强的情况下,支持的语音是Push to Talk。

  在20dB覆盖增强的场景,只能支持类似Voice Mail。

  NB-IoT不支持VoLTE,其对时延要求太高,高层协议栈需要QoS保障,会增加成本。
 

  2.11 NB-IoT的芯片为什么功耗低?

  设备消耗的能量与数据量或速率有关,单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。

  NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式,进一步降低了功耗,延长了电池使用时间。

  NB-IoT可以让设备时时在线,但是通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的。

  在PSM模式下,终端仍旧注册在网,但信令不可达,从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。

  eDRX省电技术进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期,减少接收单元不必要的启动,相对于PSM,大幅度提升了下行可达性。
 

  2.12 NB-IoT休眠唤醒模式是否影响电池寿命?

  目前NB-IoT给出的工作时间是基于仿真数据提供,未考虑电池本身因素和环境因素,比如电池的自放电和老化问题、高低温环境影响等。实际使用时需根据现实情况综合评估电池供电时间。

  NB-IoT采用休眠唤醒的省电方案,电池在睡眠期间被唤醒时会收到瞬时的强电流,这将极大影响电池寿命。

  抄表类的应用通常采用锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池配合超级电容。消费类电子和其他应用通常采用聚合物锂电池来供电。
 

  2.13 NB-IoT的芯片为什么便宜?

  低速率、低功耗、低带宽带来的是低成本优势。

  低速率:意味着不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP配置低;

  低功耗:意味着RF设计要求低,小的PA就能实现;

  低带宽:意味着不需要复杂的均衡算法……

  这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小,因此成本就会降低。

  以某家芯片为例,NB-IoT芯片集成了BB、AP、Flash和电池管理,并预留传感器集成功能。其中AP包含三个ARM-M0内核,每个M0内核分别负责应用、安全、通信功能,这样在方便进行功能管理的同时降低成本和功耗。
 

  2.14 NB-IoT对设备移动速率的范围是多少?

  NB-IoT是为适用于移动性支持不强的应用场景(如智能抄表、智能停车等),同时简化终端的复杂度、降低终端功耗。

  NB-IoT不支持连接态的移动性管理,包括相关测量、测量报告、切换等。


 

  2.15 NB-IoT的网络时延是多少?

  NB-IoT允许时延约为10s,但在最大耦合耗损环境中可以支持更低的时延,如6s左右。

北京三英互联科技发展有限公司,摘抄。


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北京三英互联科技发展有限公司——GSM/GPRS动力环境系统安全管理产品的领导创新者。自2004年创立以来一直致力于智能GPRS无线管理产品及环境与设备监控管理的软硬件系统的研制和开发。经过多年的努力和专注发展,公司已成为国内领先的无线通信管理产品及监控管理解决方案产品的开发商和提供商。

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