NB-IoT简介.ppt

中国电信股份有限公司宜昌分公司2020年1月 物联网发展趋势及中国电信NB IoT网络发展规划 NB IoT技术优势 NB IoT技术简介 NB IoT典型应用及典型解决方案 近期主流物联网应用对通信技术提出新的需求 中速率 1 10Mbps 智能建筑 电梯卫士 低端M2M汇聚等 低速率 200kbps 抁表 停车 物流监控 农林牧渔 传感 追踪业务等LPWA 高速率 10Mbps 视频监控 智慧医疗 智慧城市等 MTC eMTC LTE V2G GPRS CDMA2K1X 4G LTE LTE A3G HSPA EVDO TDS WiFi802 11技术 网络要求 2020年全球CIoT连接占比分布 NB IoTSigFox LoRa短距无线 如ZigBee 5 25 70 网络接入技术 高速率 10Mbps 中速率 1 10Mbps 低功耗 低速率 200Kbps 深度覆盖 20dB 低功耗 10年 低成本 5 物联网市场分类和竞争技术 LPWA LowPowerWideArea 低功耗广覆盖 应用占整个物联网连接规模接近70 NB IoT为窄带低速大连接数物联网场景提供最佳解决方案 中国电信利用800M频段重耕时机将在国内率先全网商用NB IoT 物联网发展趋势及中国电信NB IoT网络发展规划 NB IoT技术优势 NB IoT技术简介 NB IoT典型应用及典型解决方案 什么是NB IoT NB IoT的关键技术 窄带传输 NB IoT的关键技术 窄带传输 下行使用NB OFDMA 正交频分多址 系统 使用72个频宽为2 5KHz的子载波 Subcarrier 传输 使频谱有更高的使用效率 并在同一个蜂窝网络允许大量的设备同时使用 提供更广的覆盖范围 其能够使用在一个LTE的资源区块 ResourceBlock RB 内 180kHz频宽 或者是在没有使用到之RB旁的保护间隔 GP 亦或是使用独立出来的一个专用频谱 上行使用的是FDMA的系统搭配GMSK 高斯最小频移键控 或者是PSK 相移键控 的调制 其可以提高频谱的使用效率 并且降低元件的复杂度 NB OFDMA频谱 NB IoT的关键技术 eDRX NB IoT的关键技术 eDRX EnhancedDiscontinuousReception 延长的非连续接收模式 在R13标准 定义改进eDRX 其为延长原本DRX的时间 使UE在DRX的次数及频率上可以减少 以达到更省电的目的 但UE在进行长时间的DRX周期后 本身的计时器可能会发生不准确的情况 就会让UE与核心网之间发生不同步的情况 因此基站必须时常与UE进行同步 而在UE离开eDRX模式时 也要发出多笔传呼讯号 让UE在时间不同时依旧可以收到传呼讯号 扩展的LongDRX可使LTE M和NB IoT的电池使用寿命超过10年 同时保持了机械工业过程监控或家庭自动化等用例所需的下行链路的可达性 NB IoT的关键技术 半双工HalfDuplex NB IoT的关键技术 半双工HalfDuplex 半双工模式在3GPPR8时定义 R12时列出typeA与typeB两种类型 其中TypeB为Cat 0专用 typeA下 UE在发送上行信号时 其前面一个子帧 Subframe 的下行信号中最后一个符元 Symbol 不接收 用来作为保护间隔 GuardPeriod GP typeB下 UE在发送上行信号时 其前面的子帧与后面的子帧都不接收下行信号 使得保护间隔增大 对于设备的要求更加得降低 并且也使讯号的可靠性上升 半双工只需要多一个切换器去改变发送或接收的模式 比起全双工 FullDuplex 所需的元件 成本更为低廉 并且也能够降低电力的消耗 NB IoT的关键技术 半双工HalfDuplex PSM PowerSavingMode 省电模式 PSM为一种特殊的终端状态 可以最小化电力的消耗 一般认为比空闲模式 IdleMode 下更省电 若终端支持PSM 在Attach或TAU 跟踪区更新 的过程中 会向网络申请一个启动计时器 ActiveTimer 当设备从连接状态转移到空闲状态后 该定时器开始运行 当定时器终止时 设备进入省电模式 省电模式中 UE不再监听寻呼信号 近似于关机的状态 但UE还是注册在网络中 因此不需要重新连接或建立分组数据网络的连接 直到UE要再对外发送数据 或者TAU的周期到了 才会恢复到连接的状态 终端在不同的TAU周期与传送周期的耗电情况 月 若是TAU周期为1小时 而1个星期发送一次数据 两个2A电池可以使用超过136个月 相当于11年左右 物联网发展趋势及中国电信NB IoT网络发展规划 NB IoT技术优势 NB IoT技术简介 NB IoT典型应用及典型解决方案 NB IoT的四大优势 深覆盖 比LTE覆盖高20dB 功率谱密度 200mW 180kHz180KHzIOT终端 200mw 3 75KHz注 由于GSM终端发射功率最大可以到33dBm NB IOT发射功率最大23dBm 所以实际NB IOT终端比GSM终端功率谱密度高7dB DataPackage e g100byte 2G 3G LTE终端发射功率 功率谱密度 200mW 3 75kHz NB IOT终端 最多重复16次 技术点1 功率谱密度增强 17dB 技术点2 重复 3 12dB 48倍NB IOT功率谱密度高 低功耗 基于AA电池 使用寿命可超过10年 大连接 100K用户容量 200kHz小区 低成本 终端模组成本低至5 物联网发展趋势及中国电信NB IoT网络发展规划 NB IoT技术优势 NB IoT技术简介 NB IoT典型应用及典型解决方案 典型应用 智慧城市 a智能停车 行业应用 监测车位是否有车 将车位信息上报到平台 通过引导屏和终端引导车主停车 停车场 APP 公共 安全 c 智能垃圾箱 路灯监测 业务特点 低速率小包业务为主移动性 不要求时延 不敏感能耗 不敏感 太阳能 成本 敏感可靠性 90定位 不要求 智能抄表 b 业务特点 低频小包为主 1次 天 移动性 不要求时延 不敏感能耗 敏感成本 敏感可靠性 99 定位 不要求 行业应用 水 电 气表自动抄表 典型应用 智慧工业 天线 Modem 控制器 发动机控制器 多重监视器 液压控制器 数据服务器 Web应用服务器 Internet 用户 顾客 代理店 当地法人 小松制作所 天线 网车 络辆 内 通信卫星传输网或手机传输网 GPS卫星 a设备监测 智能农业 b 供应链 c SKT LTE 3G 水池监控服务器 实时水池监控 EthernetIoTPlatform Mobius LTEIoTG W解决方案无线通信 IoT基础实时无线水池监控系统 SUN 900Mhz 无线水质仪表 水温 DO pH 养鳗场 业务特点 低频率小包业务为主移动性 无时延 不敏感能耗 不敏感成本 不敏感可靠性 99定位 不要求 业务特点 低频率小包业务为主移动性 广覆盖时延 不敏感能耗 不敏感成本 不敏感可靠性 99定位 要求 资产跟踪 物流跟踪 业务特点 高频率小包业务为主移动性 广覆盖时延 不敏感能耗 不敏感成本 不敏感可靠性 90定位 要求 行业应用 智慧牧场 牲口定位 监测养鱼场水温 PH值和氧气含量 行业应用 资产位置上报 典型应用 智慧生活 a智能楼宇b跟踪 小孩 老人 宠物 附带语音功能 能耗 不敏感定位周期可以成本 不敏感 照明 打印机 红外转发器智能插座 物联网网关 亮运传感器 温湿度传感器 空调 路灯 WiFi 短距通信范围 业务特点 低频率小包业务为主移动性 无时延 不敏感能耗 不敏感成本 不敏感可靠性 90定位 不要求 行业应用 网关使用无线技术楼宇传感器 家电控制 管理 环境监控 c 土壤监测 气象站 业务特点 高率小包业务为主移动性 不要求时延 不敏感能耗 不敏感 太阳能 成本 不敏感可靠性 90定位 要求 NB IoT智能停车解决方案典型组网架构 智能停车传统解决方案与NB IoT方案对比 1跳网络 传统非标无线方案 NB IoT方案 可靠性 安全性 私有网络 采用非授权频谱 可靠性安全性差 授权频谱 运营商网络保障 运营商级别的质量保障 安装 中继网关需要安装 部署成本高 无需中继安装车检器即插即用 维护 中继网关维护高空作业 工作量大 且不安全 维护成本高 网络覆盖好 由运营商维护 不存在问题 企业不再介入通信维护 成本 10 15个车检器就需要配备一个中继网关 中继网关若无供电 需要配备太阳能板 整体成本 设备 安装 维护 下降50 企业投资更小 车辆检测器 中继网关 基站 2G 4G 传统非标无线方案 车辆检测器 App NB IoT基站 NB IoT方案 App 2跳网络 智能停车传统解决方案与NB IoT方案对比 三方共赢 运营商 增加收入 孵化新的商业模式 提供增值服务 和停车场业主进行业务分成 车主 极大提升停车体验 节省寺找车位时间 便捷支付 停车场业主 节省设备维护 人力开支 提升停车场使用率 从而增加收入 通过预定 收取额外预定费用 增加收入 中继网关 中继网关维护费 车检器