NB-IoT網絡技術特點及網絡部署簡論

曾云光

【摘要】 NB-IoT屬于一種重要的LPWAN技術，該技術的應用優勢非常明顯。當前，NB-IoT網絡商用價值已經引起了全球運營商的注意，本文對其技術特點、商用價值及網絡部署進行簡要論述。

【關鍵詞】 NB-IoT網絡 技術特點 網絡部署 簡論

一、NB-IOT發展及技術特點

隨著互聯網終端趨近飽和，在新應用不斷出現情況，物聯網終端將會迎來快速增長期，物聯網在行業應用逐年提高，目前物聯網業務占比雖然還小，但增長非常迅速，尤其是業務連接增長達到4倍。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）網也就是以蜂窩為基礎的窄帶物聯網，它屬于萬物互聯網的重要分支之一[1]。NB-IoT在蜂窩網絡基礎上構建起來的，僅僅耗費了180KHz左右的帶寬，可以結合GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡進行部署或獨立部署，可以促進部署成本的降低，完成穩定的升級[2]。NB-IoT在IoT范疇內屬于一項全新的技術，允許耗能較裝置在廣域網中的蜂窩數據進行連接，這也被稱為低功耗廣域網[3]。NB-IoT技術具有待機長、網絡連接高效的優勢。根據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據連接。

NB-IOT網絡載波帶寬為180KHz，包含12個載波。下行子載波按15KHz設計，有更好的兼容性。上行子載波按15KHz/3.75KHz設計。子載波作為最小單位，稱為tone。支持多載波配置，多載波只有一個業務錨點載波。其物理信道的下行同步信道、上行隨機接入信道采用了新的設計，下行調度采用時分，以1ms的子幀為調度單位，上行調度采用時分和頻分，時間上以1ms的子幀為調度單位，頻域以子載波以子載波為調度單位。

二、NB-IoT網絡商用價值

2.1 NB-IoT應用場景

現階段，NB-IoT垂直行業需要集中在下面幾類行業中：其一，交通行業。涉及車載信息服務（信息娛樂、遠程診斷、道路導航等）、車載定位監控、車載wifi、車載視頻監控、車輛防盜等。其二，物流業：含有物流車輛調度；物流追蹤管理等應用。其三，衛生醫療：主要為穿戴型應用，含有關愛定位（寵物定位、兒童定位手表、老人智能手表）、無線血壓計等。其四，商品零售行業：含有移動貨柜、自動售貨機、金屬POS機等。其五，抄表：含有用戶水表、家庭燃氣表、用戶電表等。其六，公共設施：含有城市燈光管控、城市氣象監測、城市設施監控等方面的應用。其七，智能家居：含有家居智能控制、家庭安全防護設施等應用。其八，智能農業；含有農業養殖等實時情況的搜集和監控等方面的應用。其九，工業制造：涉及智能產品（工程器械）售后服務、智能工廠等應用。其十，企業能耗管理：設計園區、大廈、企業等能源監管等應用。最后，企業安全防護：含有企業電梯監控、安防監控等應用。

2.2 NB-IoT商業模式

鑒于物聯網應用開發者有運營商、創業團隊、個人等多種形式，所以NB-IoT商用模式也并非固定，目前全球主流運營商依然沿用蜂窩移動網以流量計費模式，但NB-IOT的業務特點為終端數量大，單個終端數量流量小，因此采用流量進行收費不太合適，結合連接的設施數量按月或按年向所有者進行收費可以更好地維護雙方的利益。隨著物聯網用戶大規模的發展，NB-IoT網絡帶來的經濟利益無可厚非是巨大的。

三、 NB-IoT網絡組網方案

NB-IoT網絡含有終端、基站、核心網、平臺、芯片等多個部分。NB-IoT網絡結構如圖3所示：

1、終端側裝置方案。這部分應用含有業務模組、芯片、終端等選擇。在安裝時，可以結合客戶需求，進行入網測試，明確其適用范圍。

2、NB-IoT基站裝置方案?？梢詫B-IoT基站相關裝置工作納入運營商的基站規劃當中。基站只是一個通道，利用2G/3G/4G網絡，完成NB-IoT網絡的新建、優化或者復用。基層側完成可以運用現有蜂窩網絡相關設備和資源，實現共站點、共傳輸、共射頻、共OM（SingleOM）系統等，從而快速實現對NB-IoT的部署，降低組網成本。當前基站頻率部署區域外無法進行資源的共享，可以對原有基站進行升級或者NB-IoT基站新建。

3、NB-IoT核心網部裝置方案。核心網相關的網元有連入物聯網業務的移動管理實體、服務網關、PDN網關，應當結合相關的標準加以開發，同時利用現網升級的形式支持核心網屬性，由此允許物聯網業務接入。

4、NB-IoT平臺裝置方案。運營商在部署NB-IoT平臺時，可以做到以下幾點，其一，需要結合NB-IoT關鍵業務系統開展相關工作。構建工作需要以集團及平臺業務支持的大格局為出發點，選擇集約模式，不僅需要遵守間接性、可擴展性原則，還需要保障機制完備、單元具有可控性。其二，充分利用廠商的成熟化經驗，根據業務需要定制化開發，同時吸收其他平臺的特殊功能。其三，需要保障M2M連接信息的高效、完整，由此達到現M2M連接信息以及運營分析中心相應的定位目的。

四、結束語

綜上，我們了解NB-IoT網絡的基本情況，同時詳細的分析了NB-IoT網絡當前具有的商用價值，在此基礎上簡要的探討了NB-IoT網絡的組網部署，希望可以促進NB-IoT網絡的研究以及應用，使其發揮更大作用和價值，提供更加高效的服務。

參 考 文 獻

[1]陳博，甘志輝. NB-IoT網絡商業價值及組網方案研究[J]. 移動通信，2016，13：42-46+52.

[2]戴國華，余駿華. NB-IoT的產生背景、標準發展以及特性和業務研究[J]. 移動通信，2016，07：31-36.

[3]楊姍，陳鵬，韓斌. NB-IoT：核心標準完成在即，商用還遠嗎？[J]. 通信世界，2016，14：35-36.