NB—IoT試商用組網方案

許文強　祁昊穎

摘 要

物聯網技術有著廣闊的市場前景，越來越受到運營商的重視。NB-IoT作為物聯網場景下的通信技術有著突出的特點和優勢。本文介紹了NB-IoT技術發展和技術特點，探討運營商進行NB-IoT網絡試商用組網的方案。

【關鍵詞】NB-IoT 組網方案運營商

1 引言

根據最新的愛立信移動市場報告，物聯網（IoT）有著廣闊的市場前景，到2018年物聯網將超越手機，成為數量最多的互連終端。物聯網正受到來自移動運營商的重點關注。2016年11月在無錫舉行的世界物聯網博覽會上，中國移動推出首個標準化NB-IoT（Narrowband Internet of Things，窄帶物聯網）網絡應用，讓NB-IoT商業化進程更進一步。本文以此為契機，探討NB-IoT網絡試商用組網方案的部署。

2 NB-IoT技術特性

NB-IoT是LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功耗廣域網）技術下的一種新的窄帶蜂窩通信，它是NB-CIoT和NB-LTE兩種標準的融合。在2015年9月的 RAN#69次全會上兩種標準協商統一為NB-IoT。NB-IoT的3GPP標準核心部分已經在2016年6月凍結。相比其他LPWAN技術而言，NB-IoT技術在覆蓋、功耗、成本、連接上具有優勢：覆蓋功率達到164dB，終端待機時間達10年，平均模組成本小于5美元，扇區連接數多達5萬個。

3 試商用組網方案

NB-IoT試商用網絡組網主要包括了以下幾部分：終端設備、無線接入網、核心網、IoT業務平臺及APP應用。

3.1 終端設備部署策略

終端部署時，應根據應用場景和業務屬性，選擇具體的NB-IoT芯片模組與傳感器組合，提前開展入網測試，獲取入網許可。

3.2 無線接入網部署策略

3.2.1 無線基站部署原則

宜將NB-IoT基站部署納入現有電信運營商的基站部署規劃中，通過對現網無線站點資源和設備的復用、融合、升級，以達到快速部署NB-IoT、節省建網成本的目的。共建共享方式包括了以下特點：

（1）共站點：TDD/FDD/NB-IoT共BBU；

（2）共天線：用多頻天線替換現網天線；

（3）共射頻：NB-IoT與運營商FDD頻段共射頻；

（4）共CPRI（Common Public Radio Interface，公共無線電接口）：NB-IoT與運營商FDD頻段共CPRI；

（5）共傳輸；

（6）共O&M（Operation and Maintenance，運行和維護管理）。

3.2.2 無線頻點規劃策略

3GPP定義了3種NB-IoT場景部署：Stand-alone、Guard-band和In-band。

Stand-alone：頻譜獨占，不存在與現有系統共存問題；適合運營商快速部署試商用NB-IoT網絡。部署時宜分階段實施：先采用stand alone方式來滿足覆蓋；等NB-IoT業務上量后，新增stand alone載波，多載波方案提升容量。

Guard-band：適合運營商利用現網LTE網絡頻段的帶寬，最大化頻譜資源利用率；但需解決與LTE系統干擾規避、射頻指標等共存問題。

In-band：若運營商優先考慮利用現網LTE網絡頻段中的RB（Resource Block，資源塊）則可考慮In-band方式部署NB-IoT，但同樣面臨與現有LTE系統共存問題。

3.2.3 無線站點選擇規劃策略

根據應用場景和業務屬性選定NB-IoT試商用部署區域，基于現網站點按照1：1的共站建設方案進行選擇。

3.3 核心網部署策略

3.3.1 IoT Core（SAEGW/MME）建設方案

為保證對現有電信網絡影響最小，IoT Core（SAEGW/MME）宜采用全新建方式，并集中設置在省中心核心網機房。SAEGW和MME需要根據標準進行開發，并通過現網升級改造的方式支持NB-IoT相關核心網特性。為后期正式商用，融合支持LTE業務與NB-IoT業務做準備。

3.3.2 HSS建設方案

HSS建設方案可考慮新建和現網升級兩種。兩種方式均需要按照標準協議實施，實施后均不影響現網業務。但初期新建方式硬件成本較高，而升級方式需要保證現網硬件平臺支持對NB-IoT的軟件升級。具體實施應根據各個運營商具體網絡情況確定。HSS也應該集中設置在省中心核心網機房。

3.4 IoT業務平臺部署策略

業務平臺優選虛擬化方式部署，硬件支持NFV架構，通過軟硬件解耦及功能抽象，使業務平臺功能不再依賴于專用硬件，資源可以充分靈活共享，實現后期各類NB-IoT新業務的快速開發和部署，從而降低網絡設備成本。業務平臺宜集中設置在省中心數據網機房。

4 結束與展望

中國移動已經率先展示了標準協議下的NB-IoT試驗網絡應用，標志著標準物聯網的應用已經從概念到落地實現。隨著NB-IoT 3GPP系列協議在今年的凍結，以及物聯網廣闊的市場前景，相信不久的將來運營商就會推出適合自身特點的商用NB-IoT網絡。本文在此背景下提出對NB-IoT試商用網絡組網方案的探討，希望對未來NB-IoT商用網絡建設有所指引。

參考文獻

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作者單位

江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 江蘇省南京市 210019