NB-IoT网络技术特点及网络部署简论

曾云光

【摘要】 NB-IoT属于一种重要的LPWAN技术，该技术的应用优势非常明显。当前，NB-IoT网络商用价值已经引起了全球运营商的注意，本文对其技术特点、商用价值及网络部署进行简要论述。

【关键词】 NB-IoT网络 技术特点 网络部署 简论

一、NB-IOT发展及技术特点

随着互联网终端趋近饱和，在新应用不断出现情况，物联网终端将会迎来快速增长期，物联网在行业应用逐年提高，目前物联网业务占比虽然还小，但增长非常迅速，尤其是业务连接增长达到4倍。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）网也就是以蜂窝为基础的窄带物联网，它属于万物互联网的重要分支之一[1]。NB-IoT在蜂窝网络基础上构建起来的，仅仅耗费了180KHz左右的带宽，可以结合GSM网络、UMTS网络或LTE网络进行部署或独立部署，可以促进部署成本的降低，完成稳定的升级[2]。NB-IoT在IoT范畴内属于一项全新的技术，允许耗能较装置在广域网中的蜂窝数据进行连接，这也被称为低功耗广域网[3]。NB-IoT技术具有待机长、网络连接高效的优势。根据NB-IoT装置电池寿命一般可以提高10左右，还可以提供全面覆盖的蜂窝数据连接。

NB-IOT网络载波带宽为180KHz，包含12个载波。下行子载波按15KHz设计，有更好的兼容性。上行子载波按15KHz/3.75KHz设计。子载波作为最小单位，称为tone。支持多载波配置，多载波只有一个业务锚点载波。其物理信道的下行同步信道、上行随机接入信道采用了新的设计，下行调度采用时分，以1ms的子帧为调度单位，上行调度采用时分和频分，时间上以1ms的子帧为调度单位，频域以子载波以子载波为调度单位。

二、NB-IoT网络商用价值

2.1 NB-IoT应用场景

现阶段，NB-IoT垂直行业需要集中在下面几类行业中：其一，交通行业。涉及车载信息服务（信息娱乐、远程诊断、道路导航等）、车载定位监控、车载wifi、车载视频监控、车辆防盗等。其二，物流业：含有物流车辆调度；物流追踪管理等应用。其三，卫生医疗：主要为穿戴型应用，含有关爱定位（宠物定位、儿童定位手表、老人智能手表）、无线血压计等。其四，商品零售行业：含有移动货柜、自动售货机、金属POS机等。其五，抄表：含有用户水表、家庭燃气表、用户电表等。其六，公共设施：含有城市灯光管控、城市气象监测、城市设施监控等方面的应用。其七，智能家居：含有家居智能控制、家庭安全防护设施等应用。其八，智能农业；含有农业养殖等实时情况的搜集和监控等方面的应用。其九，工业制造：涉及智能产品（工程器械）售后服务、智能工厂等应用。其十，企业能耗管理：设计园区、大厦、企业等能源监管等应用。最后，企业安全防护：含有企业电梯监控、安防监控等应用。

2.2 NB-IoT商业模式

鉴于物联网应用开发者有运营商、创业团队、个人等多种形式，所以NB-IoT商用模式也并非固定，目前全球主流运营商依然沿用蜂窝移动网以流量计费模式，但NB-IOT的业务特点为终端数量大，单个终端数量流量小，因此采用流量进行收费不太合适，结合连接的设施数量按月或按年向所有者进行收费可以更好地维护双方的利益。随着物联网用户大规模的发展，NB-IoT网络带来的经济利益无可厚非是巨大的。

三、 NB-IoT网络组网方案

NB-IoT网络含有终端、基站、核心网、平台、芯片等多个部分。NB-IoT网络结构如图3所示：

1、终端侧装置方案。这部分应用含有业务模组、芯片、终端等选择。在安装时，可以结合客户需求，进行入网测试，明确其适用范围。

2、NB-IoT基站装置方案。可以将NB-IoT基站相关装置工作纳入运营商的基站规划当中。基站只是一个通道，利用2G/3G/4G网络，完成NB-IoT网络的新建、优化或者复用。基层侧完成可以运用现有蜂窝网络相关设备和资源，实现共站点、共传输、共射频、共OM（SingleOM）系统等，从而快速实现对NB-IoT的部署，降低组网成本。当前基站频率部署区域外无法进行资源的共享，可以对原有基站进行升级或者NB-IoT基站新建。

3、NB-IoT核心网部装置方案。核心网相关的网元有连入物联网业务的移动管理实体、服务网关、PDN网关，应当结合相关的标准加以开发，同时利用现网升级的形式支持核心网属性，由此允许物联网业务接入。

4、NB-IoT平台装置方案。运营商在部署NB-IoT平台时，可以做到以下几点，其一，需要结合NB-IoT关键业务系统开展相关工作。构建工作需要以集团及平台业务支持的大格局为出发点，选择集约模式，不仅需要遵守间接性、可扩展性原则，还需要保障机制完备、单元具有可控性。其二，充分利用厂商的成熟化经验，根据业务需要定制化开发，同时吸收其他平台的特殊功能。其三，需要保障M2M连接信息的高效、完整，由此达到现M2M连接信息以及运营分析中心相应的定位目的。

四、结束语

综上，我们了解NB-IoT网络的基本情况，同时详细的分析了NB-IoT网络当前具有的商用价值，在此基础上简要的探讨了NB-IoT网络的组网部署，希望可以促进NB-IoT网络的研究以及应用，使其发挥更大作用和价值，提供更加高效的服务。

参 考 文 献

[1]陈博，甘志辉. NB-IoT网络商业价值及组网方案研究[J]. 移动通信，2016，13：42-46+52.

[2]戴国华，余骏华. NB-IoT的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J]. 移动通信，2016，07：31-36.

[3]杨姗，陈鹏，韩斌. NB-IoT：核心标准完成在即，商用还远吗？[J]. 通信世界，2016，14：35-36.