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NB-IoT系统概要介绍 目录 全球物联网布局已快速展开 未来每个物联网联接贡献的年收入将为27.8美元，是移动用户的1/4 10年内，物联网终端数量将达到移动通信用户的10倍以上。中国物联网也将同步快速发展。 国际物联网产业生态布局已全面展开 物联网应用呈突破趋势 未来十年物联网终端数量预计在百亿量级 物联网标准化持续推进 各类无线连接技术标准不断演进： WiFi 、ZigBee、Sigfox 、V2X、NB-IoT…… 人与人的通信数量接近饱和 传统2\3\4G网络并不满足物联网设备大连接、低功耗、低成本的要求。 物联网：拥有巨大的潜力商业蓝海 物联 需求 存在 电信行业值得期待的新业务来源 数据来自：CAICT 单位：亿 NB-IoT是发展物联网的一个新契机 4.5G NB-IoT NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点， 或许会成为终结碎片化、统一物联网产业的一个契机。 典型应用场景 智能抄表（水、电、天然气） 特点：终端位置固定，上行延时不敏感的小数据包业务 类似场景：油井数据采集（秒级上报，最大包约3000bit）、环境检测 火灾自动报警 特点：终端位置固定，上行延时敏感的小数据包业务 类似场景：燃气泄漏报警、电梯故障报警、老人急救 定位追踪 特点：移动终端的上行小数据量业务+GPS定位 类似场景：老人/幼儿实时定位、宠物追踪、物流追踪（120km/h） NB-IoT NB-IOT关键需求及性能指标 大连接，接入能力增强 低功耗、低成本设计 覆盖能力增强 大 低 强 室外大覆盖，室内穿透能力提升 比现有GPRS网络提升 20dB 支持海量的低吞吐量终端 每小区支持用户 5万+ 终端超低功耗低成本 5Wh的电池可供终端使用 10年 5万用户为小区内部署的终端数，并发用户数较少 用户为小数据包且业务不频繁（100bit~3kbit，至多秒级） 支持多载波（多频点小区） 基于小区列表的寻呼优化 上行的时延可放宽到10s以上 上行单子载波传输，支持更小的子载波间隔 物理信道的重复发送 基于覆盖等级的寻呼优化和随机接入 NB-IoT的部署方案：Standalone优先 基于LTE带外或GSM频段内选取200K作为主载波进行部署。 上行功率谱密度比GSM最多提升16.8dB 频带资源丰富，覆盖最好 第一阶段：900M FDD部署 基于LTE保护带选取200K做主载波进行部署。 暂无功率谱密度增益的评估结果 频带资源少，覆盖一般 基本不考虑 基于LTE带内选取200K作为主载波进行部署 上行功率谱密度比LTE提升6dB 频带资源丰富，覆盖较差 商用后期可能考虑 部署方案 NB-IoT测试需求 低功耗测试 a)需根据具体的业务类型构建贴近现实的功耗模型； b)终端电池自放电情况测试； c)在不同的环境条件及业务模型下终端整机耗电测试； d)为降低终端耗电所采用的终端休眠机制测试等 大容量测试 远覆盖测试 a)在确定资源配置下支持同时接入的最大用户数目； b）基于给定上行业务模型的上行连接数目/容量极限测试； c)基于给定下行业务模型的下行连接数目/容量极限测试； d)基于给定上下行混合业务模型的连接数目/容量极限测试； a）下行信号强度、覆盖半径等下行覆盖的关键技术指标 b)上行覆盖能力也对终端的射频发射功率、OTA、带外干扰等指标进行考察； c)测试在不同信道条件下的系统性能： 地铁与地下室环境下（MCL154dB）性能测试； 室内或者楼梯间配电箱内条件下（144dBMCL154dB）的性能测试； 室外良好环境下（MCL 144dB）的性能测试。 NB-IoT网络架构 NB-IOT网络主要增加了业务能力开放单元（SCEF）用于控制面优化及非IP传输； MME和SCEF直接新增T6接口、HSS和SCEF之间新增S6t接口； 新增第三方能力服务器（SCS）和第三方应用服务器（AS）； SCEF和SCS/AS为非必须单元，可由PGW升级支持非IP传输； NB-IoT协议栈架构-基于SGi的控制面优化 UE的IP数据/非IP数据封装在NAS数据包中； MME执行了NAS数据包到GTP-U的转换； 无SCEF单元，需要S/P-GW升级； NB-IoT协议栈架构-基于T6的控制面优化 UE的IP数据/非IP数据封装在NAS数据包中； MME执行了NAS数据包到Diameter数据包的转换； MME和SCEF之间无UDP数据传输； NB-IoT物理层 上下行系统带宽 200kHz（前后各10kHz保护间隔） 双工方式 FDD 终端半双工（TypeB GuradTime），基站全双工 多址方式 上行SC-FDMA；下行OFDMA 子载波间隔 上行15kHz/3.75kHz;