NB-IoT标准发展过程-中国领军物联网发展,联通试点NB IoT规模组网
李玮
【摘要】 本文就窄带物联网NB-IOT特性做了介绍，并结合业务发展需求从频率选择、建设方式、覆盖策略、融合演进几个方面进行了分析，提出了建议和策略，为后期运营商的网络建设提供了一些思路。
【关键词】 NB-IOT LTE-FDD 低功耗广域网
一、NB-IOT技术概述
物联网业务从传输距离上区分，可以分为两类：一类是短距离通信技术，代表技术有Bluetooth、WiFi等，典型的应用场景如智能家居；另一类是广域网通信技术，一般定为LPWAN。其中工作在非授权频段的技术，如LoRa、Sigfox等；而工作在授权频段的，如基于蜂窝网GSM、CDMA、LTE网络。2015年9月3GPP正式将一种利用窄带LTE技术来承载物联网的技术命名为NB-IOT（NarrowBand-Internet of Things，窄带物联网）。
二、NB-IOT的关键特性
结合NB-IOT的特性来看，20dB+覆盖增强、10年电池寿命、1美金芯片/5美金模组、50k终端每180kHz小区是其方案主要亮点。
1）广覆盖：由于NB-IOT的上行子载波间隔有15kHz和3.75kHz两种，相比于2G的180kHz功率谱密度高，从而有了约17dB的功率增强；此外，加上上行接收分集的3dB，理论上比GPRS覆盖增强20dB。
2）低功耗：借助PSM和eDRX技术可实现更长待机。NB-IOT对于典型的低速率、低频次业务，等容量电池寿命可达10年以上。
3）低成本：NB-IOT的芯片只针对窄带、低速率、支持单天线、半双工方式，另外简化了信令处理。通过这样的方式达到模组成本小于5美元的低价。
4）大连接：物联网的话务模型是终端很多，但是每个终端发送的包小，发送包对时延的要求不敏感。有更多的用户接入，每小区连接用户数可达5万。
三、NB-IOT建设策略分析
3.1 NB-IOT频率策略
2015年11月 3GPP关于NB-IOT提出了三种频率组网方式，如三种方式对比如下：
目前中國移动由于还未取得FDD牌照，建议选择Stand-alone方式进行NB-IOT建设。而900M以较大的覆盖半径，较小的穿透损耗，是建网的首选频段。
3.2 NB-IOT建设策略
在频率策略选定900M的前提下，站址的建设方式也存在两种方案。方案1是现网GSM基站升级建设NB-IOT站点；方案2是新建NB-IOT站点。两种方案优劣势对比如下：
综合分析，建议采用新建方式，一步到位，避免后期多次投资。且新建站点更有利于后期向FDD平滑演进，提升FDD网络建设效率。
3.3 NB-IOT覆盖策略
目前可行的建网覆盖方式主要有以下三种方案：
方案1：建一张普遍的薄网，重点覆盖城市，农村按需确定覆盖区域；
方案2：分区域建设，如智慧城市建设、大型企业厂区覆盖；
方案3：分小区按需建设。
结合目前某省移动物联网发展现状，在智能抄表业务方面已经普及到农村地区。建议方案1和方案2相结合的方式进行覆盖建设，在重点园区试验网采用方案2覆盖建设，逐步采用方案1实现规模商用，最终建造一张和2G覆盖规模相当的NB-IOT网络。
3.4 NB-IOT/FDD融合演进策略
考虑NB-IOT与现网TDD-LTE是否同厂家关系，在后期演进过程中主要有以下几种策略：
以NB/TDD/FDD同厂家建网策略，可以实现NB/TDD/ FDD融合组网，避免后期多次重复投资，并且方便根据需求自由调整分配相关频谱资源，使得融合后的网络性能趋于最优化。
总结：目前全球多家运营商已经完成了基于NB-IOT技术的智能抄表、智能泊车等业务的验证。中国移动已将“物联网”作为实现“2020战略目标”的唯一“增长极”。随着上下游产业链的逐步成熟，NB-IOT将被广泛应用在各行各业，一个万物互联的新时代即将到来。
