8月18日,在深圳会展中心6楼桂花厅由NB-IoT产业联盟主办,物联传媒、上海市物联网协会承办的中国NB-IoT产业联盟深圳高峰论坛热闹地举行。近日华为在公开场合透露,其NB-IoT商用芯片将会率先于今年Q4实现量产,首个国家级物联网产业基地也将在福州落地,此举预示着我国NB-IoT产业将进入实质性发力阶段。
在论坛现场,300多位听众对NB-IoT的运营商部署和技术热点问题充满了兴趣。中国NB-IoT产业联盟秘书长解运洲对主要的20多个问题进行精彩的解答,笔者在现场将主要观点与读者分享。
NB-IoT的网络架构如何组成?
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,有些部署在800MHz频段。
中国联通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段,目前只有900 MHz可以试验。中国移动为了建设NB-IoT物联网,将会获得FOD拍照,并且允许重耕900MHz, 1800MHz频段。
中国电信的NB-IoT部署在800 MHz频段,频率只有5MHz。
国内运营商拥有的可使用的NB-IoT频段?
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频段的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年启动NB-IoT商用化进程。中国电信计划于2017年上半年部署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、西班牙电信等),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、互操作测试和验证。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。
NB-IoT是否需要实名制?
是的。
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。
日本的移动通信商已全部关闭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,有因为GSM复杂度较低和没有专利费的原因,成本长期低于LTE,因此在较长一段时间内,大多数会维持GSM频段来继续运营。
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科同时稳定、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,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LoRa、SigFox等技术的关键。
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、系统大集成、大客户高端定制服务等方面。
和NB-IoT相关的价格问题?
运营商资费:一种按流量计费,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,合理期望价格1美元。
模块价格:低于GPRS模块价格,合理期望价2美元。
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。
NB-IoT标准会支持FDD LTE吗?
FDD LTE系统支持NB-IoT技术,但目前FDD LTE系统支持NB-IoT技术。NB-IoT的物理设计大部分沿用LTE系统技术,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方式。
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,从网络角度来看,OTDOA(下行)会更好。
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:3.75 kHz/15 kHz,ulti-tone:15 kHz。
仅需要支持半双工,具有单独的同步信号。终端支持对Single-tone和Multi-tone能力的演示。
MAC/RLC/PDCP/RRC层处理基于已有的LTE流程和协议,物理层进行。
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。
NB-IoT基站的覆盖范围?
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,带内部部署和保护带部署还有待仿真测试。
NB-IoT上下行的传输速率是多少?
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)。
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)和低价调制等机制。
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,智能支持类似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。
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的目的。
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GSM,大幅度提升了下行可行性。
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:意味着不需要打缓存,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的芯片可以做得很小,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,并预留了传感器集成功能。其中AP包括三个ARM-MO内核,每个MO内核分别负责应用、安全、通信,这样在方便进行功能管理的同事降低的能耗。
NB-IoT对设备移动速率的范围是多少?
NB-IoT是为使用于移动性支持不强的应用场景(如智能超表、智能停车等),同时简化终端的复杂性、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。
NB-IoT的网络时延长是多少?
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。
NB-IoT的技术热点,工程师如何看?
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