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      IoT傳感器

      干貨:關于NB-IoT的27個技術對答

      發布日期:2022-05-25 點擊率:42

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      建設基于NB-IoT技術的物聯網垂直行業應用將趨于更加簡單,分工更加明晰。

      2 國內外運營商對NB-IoT的頻段是如何劃分的?

      全球大多數運營商使用900MHz頻段來部署NB-IoT,有些運營商部署在800MHz頻段。

      中國聯通的NB-IoT部署在900MHz、1800MHz頻段,目前只有900MHz 可以試驗。

      中國移動為了建設NB-IoT物聯網,將會獲得FDD牌照,并且允許重耕現有的900MHz、1800MHz頻段。

      中國電信的NB-IoT部署在800MHz頻段,頻率只有5MHz。

      3 國內運營商擁有的可使用的NB-IoT頻段

      4 NB-IoT網絡部署時間表?

      中國聯通在2016年在7個城市(北京、上海、廣州、深圳、福州、長沙、銀川)啟動基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外場規模組網試驗,以及6個以上業務應用示范。2018年將開始全面推進國家范圍內的NB-IoT商用部署。

      中國移動計劃于2017年開啟NB-IoT商用化進程。

      中國電信計劃于2017上半年部署NB-IoT網絡。

      華為聯合六家運營商(中國聯通、中國移動、沃達豐、阿聯酋電信、西班牙電信、意大利電信)在全球成立六個NB-IoT開放實驗室,聚焦NB-IoT業務創新、行業發展、互操作性測試和產品兼容驗證。

      中興通訊聯合中國移動在中國移動5G聯合創新中心實驗室完成NB-IoT協議的技術驗證演示。

      5 非運營商能否部署NB-IoT網絡?

      答案是否定的。

      6 NB-IoT是否需要實名制?

      全部需要,跟蹤到責任主體。

      7 NB-IoT是不是都采用eSIM?

      NB-IoT的產品特點是不需要安裝配置,直接開機連接網絡就能工作,并支持自動登記設備和空中升級等功能。

      SIM卡和eSIM將會長期共存,運營商拒絕軟SIM的模式。

      8 運營商對2G/3G網絡的退網計劃是什么?

      中國聯通有可能在2018年逐步關閉2G網絡,有些地方可能是關閉3G網絡。

      日本的移動運營商已全部關閉2G網絡,美國的AT&T、澳大利亞的澳洲電訊(Telstra)和澳都斯(Optus)已經宣布2G網絡關停計劃。

      Telenor計劃于2020年關閉其在挪威的3G網絡,隨后在2025年關閉其2G網絡。

      有些運營商考慮到有超過1億的GPRS物聯網終端、以及低端GSM手機的長期存在,又因為GSM復雜度較低和沒有專利費的原因,成本長期低于LTE,因此在較長一段時期內,大多數運營商會維持GSM頻段來繼續運營。

      9 運營商之間是否支持NB-IoT漫游?

      答案是否定的

      10 運營商如何保障NB-IoT網絡的穩定性?

      NB-IoT直接部署于GSM、UMTS或LTE網絡,即可與現有網絡基站復用以降低部署成本、實現平滑升級,但是使用單獨的180KHz頻段,不占用現有網絡的語音和數據帶寬,保證傳統業務和未來物聯網業務可同時穩定、可靠的進行。

      NB-IoT的控制與承載分離,信令走控制面,數據走承載面。如果是低速率業務就直接走控制面,不再建立專用承載,省略了NAS與核心網的建鏈信令流程,縮短喚醒恢復時延。

      NB-IoT是可運營的電信網絡。 這是NB-IoT區別于GPRS、LoRa、SigFox等技術的關鍵。

      11 運營商如何利用NB-IoT網絡盈利?

      運營商已有的QoS服務質量保證、網絡安全、電信級計費、大數據服務等領域繼續保持行業優勢,NB-IoT網絡可以讓運營商加固物聯網領域的業務服務能力,包括云服務提供、海量客戶管理、物聯網實名認證、系統總包集成、大客戶高端定制服務等方面。

      12 和NB-IoT相關的價格問題?

      運營商資費:一種是按流量計費,一種是按消息計費,趨勢將低于GPRS費用

      芯片價格:低于2G主芯片,合理期望價$1

      模塊價格:低于GPRS模塊價格,合理期望價$2

      終端價格:依據實際功能定價

      維護成本:遠低于現有網絡維護成本

      補貼政策:前期運營商將提供較大的運營補貼

      13 NB-IoT和其它低功耗廣域網的技術對比?

      14 NB-IoT標準會支持TDD LTE嗎?

      目前,FDD LTE系統支持NB-IoT技術,目前TDD LTE系統不支持NB-IoT技術。

      NB-IoT的物理層設計大部分沿用LTE系統技術,如上行采用SC-FDMA,下行采用OFDM。高層協議設計沿用LTE協議,針對其小數據包、低功耗和大連接特性進行功能增強。核心網部分基于S1接口連接,支持獨立部署和升級部署兩種方式。

      15 NB-IoT支持基站定位嗎?

      R13不支持基站定位,但運營商網絡可以做私有方案,比如基于小區ID的定位,不會影響終端,只需要網絡增加定位服務器以及與基站的聯系即可。

      R14計劃做定位增強,支持E-CID、UTDOA或者OTDOA,運營商希望的定位精度目標是在50米以內。

      如果從終端復雜度角度考慮,UTDOA更好,因為對終端幾乎沒有影響,并且在覆蓋增強情況下(地下室164dB),UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分場景不需要覆蓋增強,從網絡容量角度來看,OTDOA(下行)會更好。

      16 NB-IoT的部署方式有哪些?

      NB-IoT支持3種不同部署方式,分別是獨立部署、保護帶部署、帶內部署。

      獨立部署:可以利用單獨的頻帶,適合用于GSM頻段的重耕。

      保護帶部署:可以利用LTE系統中邊緣無用頻帶。

      帶內部署:可以利用LTE載波中間的任何資源塊。

      17 NB-IoT采用什么調制解調技術?

      下行采用OFDMA,子載波間隔15kHz。

      上行采用SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。

      僅需支持半雙工,具有單獨的同步信號。

      終端支持對Single-tone和Multi-tone能力的指示。

      MAC/RLC/PDCP/RRC層處理基于已有的LTE流程和協議,物理層進行相關優化。

      18 NB-IoT基站的連接態用戶數和激活用戶數是多少?

      NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

      200KHz頻率下面,根據仿真測試數據,單個基站小區可支持5萬個NB-IoT終端接入。

      19 NB-IoT基站的覆蓋范圍是多少?

      NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方。

      根據仿真測試數據,在獨立部署模式下,NB-IoT覆蓋能力可達164dB,帶內部署和保護帶部署還有待仿真測試。

      20 NB-IoT上下行傳輸速率是多少?

      NB-IoT射頻帶寬為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)。

      21 NB-IoT是否支持重傳機制?

      NB-IoT為實現覆蓋增強采用了重傳(可達200次)和低階調制等機制。

      22 NB-IoT是否支持語音?

      NB-IoT在沒有覆蓋增強的情況下,支持的語音是Push to Talk。

      在20dB覆蓋增強的場景,只能支持類似Voice Mail。

      NB-IoT不支持VoLTE,其對時延要求太高,高層協議棧需要QoS保障,會增加成本。

      23 NB-IoT的芯片為什么功耗低?

      設備消耗的能量與數據量或速率有關,單位時間內發出數據包的大小決定了功耗的大小。

      NB-IoT引入了eDRX省電技術和PSM省電模式,進一步降低了功耗,延長了電池使用時間。

      NB-IoT可以讓設備時時在線,但是通過減少不必要的信令和在PSM狀態時不接受尋呼信息來達到省電目的。

      在PSM模式下,終端仍舊注冊在網,但信令不可達,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。

      eDRX省電技術進一步延長終端在空閑模式下的睡眠周期,減少接收單元不必要的啟動,相對于PSM,大幅度提升了下行可達性。

      24 NB-IoT休眠喚醒模式是否影響電池壽命?

      目前NB-IoT給出的工作時間是基于仿真數據提供,未考慮電池本身因素和環境因素,比如電池的自放電和老化問題、高低溫環境影響等。實際使用時需根據現實情況綜合評估電池供電時間。

      NB-IoT采用休眠喚醒的省電方案,電池在睡眠期間被喚醒時會收到瞬時的強電流,這將極大影響電池壽命。

      抄表類的應用通常采用鋰亞硫酰氯(Li/SOCl2)電池配合超級電容。消費類電子和其他應用通常采用聚合物鋰電池來供電。

      25 NB-IoT的芯片為什么便宜?

      低速率、低功耗、低帶寬帶來的是低成本優勢。

      低速率:意味著不需要大緩存,所以可以緩存小、DSP配置低;

      低功耗:意味著RF設計要求低,小的PA就能實現;

      低帶寬:意味著不需要復雜的均衡算法……

      這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小,因此成本就會降低。

      以某家芯片為例,NB-IoT芯片集成了BB、AP、Flash和電池管理,并預留傳感器集成功能。其中AP包含三個ARM-M0內核,每個M0內核分別負責應用、安全、通信功能,這樣在方便進行功能管理的同時降低成本和功耗。

      26 NB-IoT對設備移動速率的范圍是多少?

      NB-IoT是為適用于移動性支持不強的應用場景(如智能抄表、智能停車等),同時簡化終端的復雜度、降低終端功耗。

      NB-IoT不支持連接態的移動性管理,包括相關測量、測量報告、切換等。

      27 NB-IoT的網絡時延是多少?

      NB-IoT允許時延約為10s,但在最大耦合耗損環境中可以支持更低的時延,如6s左右。

      閱讀更多: NB-IoT中文學習資料, NB-IoT市場與應用, 市場與商機, 行業風向標

      參考分類:

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