中国电信产品维护经理认证体系培训-NB-IoT技术特性与网络构建bnri.pptx
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1、NB-IoT 技 术 特性与网 络 构建做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商2主要内容 物 联 网和蜂 窝 物 联 网技 术 概述 NB-IoT 技 术标 准与特性 NB-IoT 技 术对 比与 竞 争分析 NB-IoT 网 络 构建关 键问题 探 讨 NB-IoT 试 点情况介 绍智能的 表智能的 车智能的 家业务驱动 国家 战 略推 动智能的 工 业全球物 联 网 连 接数预计 到 2025 年物 联 网 连 接数 250 亿做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商物 联 网(Internet of Things)生 态环 境成熟工业互联网工业4.0成本下降 过 去的 20
2、 年每百万晶体管成本的成本下降 2700倍 网 络 每 Gbps 成本下降 52 倍 存 储 成本下降 13950 倍能力提高 移 动 网 络 向万物互 联 演 进 智能 终 端、传 感 设备 芯片日 趋 普及,CPU 0.8 微米-12 纳 米 云 计 算、大数据成熟商用转 型跨界 软银 收 购 ARM中国制造2025互联网+3做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商4物 联 网典型体系架构应 用 层:提供丰富的基于物 联 网的 应 用,是物 联 网 发 展的根本目 标网 络层:广泛覆盖的通信网 络 是 实现 物 联 网的基 础设 施感知 层:实现 物 联 网全面的感知的核心能力标 准
3、 类 型 LPWA 技术网 络 定位国 际标 准 NB-IoT 广域物 联 网技 术低成本、电 信 级、安全可靠国 际标 准 LTEeMTC 广域物 联 网技 术相 对 低成本、电 信 级、安全可靠私有 标 准 LoRa 广域物 联 网技 术独立建网、非授 权频 段、干 扰 不可控、可靠性差私有 标 准 Sigfox 广域物 联 网技 术Sigfox 与运 营 商合作建网、非授 权频 段做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商物 联 网接入技 术 物联网连接技术中,短距技术仍占主导地位 运营商擅长的广域连接市场(蜂窝和LPWA)只占20%左右 NB-IoT 作为一种低功率广覆盖(LPWA
4、)技术,优化覆盖、成本、功耗,提升运营商在海量LPWA 连接市场的竞争力覆盖速率WIFI(短距高速)BluetoothZigBeeZ-Wave(短距低速)3G/4G(长 距高速)2GLPWA(长 距低速)预计 到 2025 年物 联 网 连 接数 250 亿来源于:machina research5NB-IoT 和LoRa 均为低功率广覆盖技术IoE长距离超低成本 Weightles 高可靠超低功耗 OnRamp 高速率做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商蜂 窝 物 联 网无 线 接入技 术62G/3G/4GM2M/MTC基于人人通信 设计高速率、无 缝 移 动 性高成本、高功耗4.
5、5GIoT更多物的 连 接广覆盖、低成本、低功耗、低速率5G全 连 接 Sigfox LoRa超大 连 接 HaLow 超低 时 延s做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商物 联 网是中国 电 信未来的 战 略 应 用 物 联 网作 为 中国 电 信 2+5 重点 发 展方向之一,是重点开拓的新 兴业务领 域 Ca t1:加快发展,2016 年7 月启动 NB-IoT:部署基于800M 的NB-IoT 网络,2017 年上半年覆盖全网 Ca t-M:根据标准、产业成熟情况,适时引入7市,8%做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商公共事业,15%农业 和 环境,21%智慧,27%
6、8LPWA 主要 应 用 场 景 GSMA 研究报告定义了7 种LPWA 应用分类:智慧楼宇、智慧城市、农业和环境、消费电子、物流、公共事业 智能水表 智能气表 报 警系 统 采暖通 风 与空调 系 统 接入控制垃圾桶 智能停 车 智能 智慧城 智能灯杆 农业应 用(农 林牧 渔监 控,家畜 监 控)环 境 监 控(污 染、噪音、雨、风、河流流速、健康危害、数据搜集与 实时监 控物流,9%消 费电子,17%VIP 追踪智能自行 车生活 辅 助远 程 临 床跟踪 智能电表 工 业 控制、安全 监 控 能源基 础设 施 监 控 自 动贩卖 机工 工 业资产、货 柜追踪穿戴 设备大型家用 电 器 2
7、018 年中国低功耗广域网M2M 总连接数预计达到4.2 亿 2022 年中国低功耗广域网M2M 总连接数预计达到27 亿做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 应 用 场 景9业务特征10Mbps1Mbps低成本、移 动 性100kbps广覆盖、低成本、低功耗、低移 动 性、时 延不敏感网络技术4G(Cat 39)4G(Cat 1)LTE eMTC(Cat M1)NB-IoT(Cat NB1)NB-IoT 网络目标承载广覆盖、低功耗、低成本、低速率窄带物联网数据业务应用场景视频监 控车载 信息娱乐POS可穿戴宠 物跟踪传 感 抄表 停 车 物流 监 控农 林牧 渔(LPW
8、 A)LPWA 主要市 场填 补 以往技 术 空白做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商10主要内容 物 联 网和蜂 窝 物 联 网技 术 概述 NB-IoT 技 术标 准与特性 NB-IoT 技 术对 比与 竞 争分析 NB-IoT 网 络 构建关 键问题 探 讨 NB-IoT 试 点情况介 绍缩 略 语 英文 中文 备 注M2M MachineToMachine 机器 对 机器 3GPPR10 前使用MTC MachineTypeCommunication 机器 类 通信 3GPPR10 开始使用eMTC EnhancedMachineTypeCommunication 机器 类
9、通信增 强 3GPPR13(CatM1)LTE-M LTE-Machine LTE 机器 类 通信 泛指用 LTE 支持 MTC/eMTC 的解决方案IoT InternetofThings 物 联 网互 联 网从人向物的延伸。各种信息 传 感设备 与互 联 网 结 合形成的一个巨大网 络。包含物与物,物与人CIoT CellularInternetofThings 蜂 窝 物 联 网 用蜂 窝 网 络优 化承 载 物 联 网解决方案NB-IoT NarrowbandInternetofThings 窄 带 物 联 网 3GPPR13 窄 带 物 联 网 标 准多厂家技 术 的融合NB-CIo
10、T NarrowBandCellularIoT 窄 带 蜂 窝 物 联 网 华为 窄 带 物 联 网方案NB-LTE NarrowBandLTE 窄 带 LTE 爱 立信窄 带 物 联 网方案(LTE-Lite)做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商相关概念11做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT R13 标 准化 进 展123GPP 国际标准进展CCSA 国内标准进展核心标准2016.6性能标准2016.123GPP 国 际标 准:2016.6 月完成 标 准核心部分(基于此 进 行 设备 研 发),2016.12 月全会完成性能部分,2017.3月基本完成 终
11、 端一致性 测试 一 阶 段 规 范CCSA 国内 标 准:2017.3 月完成 组 内研究 讨论,形成送 审 稿NB-IoT R13 国际国内标准化均已经完成终端一致性测试NB-IoT 行业标准2017.3NB-IoT 技 术 特征13低功耗低成本NB-IoT做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商深覆盖大连接Power做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 关 键 特性 覆盖增 强 覆盖增强20dB(相对GPRS)14PowerPSD=2000mw/180kHz功率 谱 密度提升PSD=200mw/3.75kHz重复 编码 增益重复 216 次 增益 312dBD
12、1D2D1D1D1D1D2D2D2D2编码 增益 34dB上行功率 谱 密度提升 7dB射 频带宽 180kHz 窄 带做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 关 键 特性 覆盖增 强 NB-IoT 与其他系 统 覆盖 对 比 20dB+覆盖增强用于提升室内覆盖深度和覆盖概率15有待 测试验证3GPP45.820 定 义 的 NB-IoT 话务 模型用 户 的接入 间 隔(小 时)用 户 比例24 40%2 40%1 15%0.5 5%每小 时 每用 户 接入次数 0.467NB-IoT 关 键 特性 大 连 接支持每小区5 万个连接 窄 带 支持更多用 户 低占空比 的
13、话务 模型 小包 传输 优 化空口信令 开 销,减少无 线资 源占用 数据 传输优 化,终 端上下文信息存 储16做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商业务 模型20200byte小数据包低 频 率 发 送30 分 钟 1 天时 延不敏感数据包大小及周期 电池寿命预估(年)MCL=144dB MCL=154dBMCL=164dB50b y t es,2hour s 22.8 11.7 2.7200b y t es,2hour s 18.8 6.4 1.750b y t es,1da y 36.1 32.0 18.1200b y t es,1da y 35.1 26.9 13.4做 领
14、先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 关 键 特性 低功耗电池寿命支持10 年 芯片复 杂 度降低,工作 电 流小 空口信令 简 化,减少 单 次 传输 功耗 PSM(Power Saving Mode)功耗 仅 15uW eDRX(Extended DRX)扩 展 DRX 周期,最 长 2.91 小 时 长 周期 TAU,减少 发 送位置更新,降低功耗 仅 支持小区 选择 和重 选,减少 测 量开 销CONNECTED IDLE PSMCONNECTED IDLEMO signaling(TAU or UL traffic)Paging PagingPagingActive T
15、imerExpiryPaging or MOsignaling(TAU orUL traffic)低功耗技 术终端99%时间在PSM 状态Connect ed:80m wIdle:3m wPSM:0.015m w数据来源于 3GPP TR45.820 7.3.6.4 章 节 电 池容量 5000mWh,不考 虑电 池漏 电17Ca t 4Ca t M1Ca tNB1NB-IoT 关 键 技 术 低成本18 小于5 美金 180kHz 窄 带 系 统,基 带 复 杂 度低 低采 样 速率,缓 存要求小 单 天 线,半双工,RF 成本低 单 片 SoC 内置功放,降低成本 协议栈简 化,减少片内
16、FLASH/RAMCat 4做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商Cat 0 Cat NB1MMMB:多模多频段PMU:电源管理单元SOC:System on ChipR8 Cat 4 100%R8 Cat 1 80%Ca t 1R13 Cat M1 20%R13 Cat NB115%R8Cat4 R8Cat1 R13CatM1 R13CatNB1终 端接收机 带宽 20MHz 20MHz 1.4MHz 180kHz下行峰 值 速率 150Mbps 10Mbps 1Mpbs 170226kbps上行峰 值 速率 50Mbps 5Mbps 1Mpbs 250kbps终 端最大 发 射功率
17、23dBm 23dBm 20/23dBm 20/23dBm终 端接收通路 2 2/1 1 1双工方式 全双工 全双工 半双工 半双工部署方式 LTE 带 内 LTE 带 内 LTE 带 内 LTE 带 内/保 护带/独立覆盖(MCL)140dB 140dB 155dB 164dB移 动 性 完全移 动 性 完全移 动 性 完全移 动 性 小区重 选相 对 Cat4 的复 杂性100%80%20%15%做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商终 端 类 型19做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 网 络 架构20 网络侧接口 S1、S6a、S11、S5/S8、Uu 与
18、 LTE 网 络 相同,针对 C-IoT 进 行了增 强/优 化业务平台接口 SGd:传输 SMS(SMS IN MME 模式)S6c:SMSC 向 HSS 获 取路由信息 T6a:MME 与 SCEF 之 间传输 非 IP 数据C-SGNSGiS5/S8S1-US1-MME-CAPIsT6aCIoTUEE-UTRANSGW-CIoTSCEFHSSS6aSMSCPGW-CIoTCIoTServerUuMME-CIoTS11网络侧S6cSGd架构与 LTE 一致功能 优 化与裁剪业务平台做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商NB-IoT 空口技 术21基于 LTE 修改新定 义RR CP
19、DCPNB-IoT 与 LTE 的关系物理 层 新定 义L2/L3 基于 LTE 修改S1 接口信令 简 化 上行:Single-tone3.75kHz 和 15kHz 两种子 载 波 间 隔覆盖 优,速率低 Multi-tone 15kHz 子 载 波 间 隔 速率高,覆盖稍差终 端上 报 支持的能力,网 络侧统 一 调 度NB-IoT 空口技 术 特征下行:与 LTE 一致 OFDMA 子 载 波 间 隔 15kHz,共 12 子 载 波与 LTE 不同RL CMA CPHYNB-IoT 协议栈做 领 先的 综 合智能信息服 务 运 营 商eNB UEPDCPRLCMACPHYPDCPRL
20、CMACPHYeNB UE MMENASNASRRCPDCPRLCMACPHYRRCPDCPRLCMACPHYUser-plane pr ot oc ol s t ackCon tr ol-plane pr ot oc ol s t ackNB-IoT 无线空口协议栈 控制平面 NB-IoT 终 端只支持控制面 优 化方案,PDCP 层 透 传 用 户 平面 NB-IoT 通 过 控制面 优 化方案(通 过 NAS 信令 传输 小数据包)时,不使用用 户 面 NB-IoT 终 端同 时 支持控制面 优 化方案和用 户 面 优 化方案 时,只有接入 层 安全激活才使用 PDCP 层22做 领 先
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- 关 键 词:
- 中国电信 产品 维护 经理 认证 体系 培训 NB IoT 技术 特性 网络 构建 bnri
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