NB-IoT的频段是如何划分 NB-IoT常见问答

　　NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things)技术。NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。

　　NB-IoT是新兴的物联网技术，因为低功耗、连接稳定、成本低、架构优化出色等特点而备受关注，华为作为国内研发NB-IoT技术的领军企业，也颇受科技界关注。

　　NB-IoT具备的四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大量近100倍;二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持数万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本。

　　NB-IoT常见问答

　　1.1 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，有些运营商部署在800MHz频段。

　　中国联通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz频段，目前只有900MHz 可以试验。

　　中国移动为了建设NB-IoT物联网，将会获得FDD牌照，并且允许重耕现有的900MHz、1800MHz频段。

　　中国电信的NB-IoT部署在800MHz频段，频率只有5MHz。

　　1.2 国内运营商拥有的可使用的NB-IoT频段

　　1.3 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年开启NB-IoT商用化进程。

　　中国电信计划于2017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、意大利电信)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、互操作性测试和产品兼容验证。

　　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。

　　1.4 非运营商能否部署NB-IoT网络?

　　答案是否定的。

　　1.5 NB-IoT是否需要实名制?

　　全部需要，跟踪到责任主体。

　　1.6 NB-IoT是不是都采用eSIM?

　　NB-IoT的产品特点是不需要安装配置，直接开机连接网络就能工作，并支持自动登记设备和空中升级等功能。

　　SIM卡和eSIM将会长期共存，运营商拒绝软SIM的模式。

　　1.7 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。

　　日本的移动运营商已全部关闭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，又因为GSM复杂度较低和没有专利费的原因，成本长期低于LTE，因此在较长一段时期内，大多数运营商会维持GSM频段来继续运营。

　　1.8 运营商之间是否支持NB-IoT漫游?

　　答案是否定的

　　1.9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，但是使用单独的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可同时稳定、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面，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GPRS、LoRa、SigFox等技术的关键。

　　1.10 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、系统总包集成、大客户高端定制服务等方面。

　　1.11 和NB-IoT相关的价格问题?

　　运营商资费：一种是按流量计费，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$1

　　模块价格：低于GPRS模块价格，合理期望价$2

　　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

　　2.1 NB-IoT标准会支持TDD LTE吗?

　　目前，FDD LTE系统支持NB-IoT技术，目前TDD LTE系统不支持NB-IoT技术。

　　NB-IoT的物理层设计大部分沿用LTE系统技术，如上行采用SC-FDMA，下行采用OFDM。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两种方式。

　　2.3 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与基站的联系即可。

　　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是在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，从网络容量角度来看，OTDOA(下行)会更好。

　　2.4 NB-IoT的部署方式有哪些?

　　NB-IoT支持3种不同部署方式，分别是独立部署、保护带部署、带内部署。

　　独立部署：可以利用单独的频带，适合用于GSM频段的重耕。

　　保护带部署：可以利用LTE系统中边缘无用频带。

　　带内部署：可以利用LTE载波中间的任何资源块。

　　2.5 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：3.75kHz/15kHz，Multi-tone：15kHz。

　　仅需支持半双工，具有单独的同步信号。

　　终端支持对Single-tone和Multi-tone能力的指示。

　　MAC/RLC/PDCP/RRC层处理基于已有的LTE流程和协议，物理层进行相关优化。

　　2.6 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。

　　2.7 NB-IoT基站的覆盖范围是多少?

　　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，带内部署和保护带部署还有待仿真测试。

　　2.8 NB-IoT上下行传输速率是多少?

　　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)。

　　2.9 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)和低阶调制等机制。

　　2.10 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，只能支持类似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。

　　2.11 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，进一步降低了功耗，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，相对于PSM，大幅度提升了下行可达性。

　　2.12 NB-IoT休眠唤醒模式是否影响电池寿命?

　　目前NB-IoT给出的工作时间是基于仿真数据提供，未考虑电池本身因素和环境因素，比如电池的自放电和老化问题、高低温环境影响等。实际使用时需根据现实情况综合评估电池供电时间。

　　NB-IoT采用休眠唤醒的省电方案，电池在睡眠期间被唤醒时会收到瞬时的强电流，这将极大影响电池寿命。

　　抄表类的应用通常采用锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池配合超级电容。消费类电子和其他应用通常采用聚合物锂电池来供电。

　　2.13 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：意味着不需要大缓存，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，并预留传感器集成功能。其中AP包含三个ARM-M0内核，每个M0内核分别负责应用、安全、通信功能，这样在方便进行功能管理的同时降低成本和功耗。

　　2.14 NB-IoT对设备移动速率的范围是多少?

　　NB-IoT是为适用于移动性支持不强的应用场景(如智能抄表、智能停车等)，同时简化终端的复杂度、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。

　　2.15 NB-IoT的网络时延是多少?

　　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。

北京三英互联科技发展有限公司，摘抄。