NBIOT关键技术及应用

NB-IoT关键技术及应用
目录
NB-IoT演进史 NB-IoT关键技术与特点 NB-IoT网络部署 NB-IoT典型应用场景
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NB-IoT演进史
2014年5月，提出
了窄带技术NB M2M
2015年5月融合
NB OFDMA形成了 NB-CIOT
2015年7月份， NB-LTE跟NB-CIOT 进一步融合形成
S6a
HSS
S1-MME
CIoT-Uu UE
CIoT RAN
S1-U
MME
S11 SGW/ PGW C-SGN
源自文库
2）PGW可以独立实现
S1-MME
CIoT-Uu UE
CIoT RAN
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S1-U
MME
S11 SGW
C-SGN
SGi S6a
CIoT services HSS
PGW
S5
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NB-IoT
2015年9月， 3GPP在美国凤凰 城通过了名为NBIoT的Work Item （WI）立项决议
NB-IoT标准在 3GPP R13出现， 并于2016年6月份
冻结。
2016年年底进入 商用状态。
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NB-IoT演进史
•RAN1，RAN2，RAN3已经 在2016年6月冻结；RAN4 在11月份冻结。
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EPC services CIoT services
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NB-IoT关键技术与特点
拥塞和过载控制
在Rel11采用ACB（Access Class Barring，接入等级限制）与EAB（Extended Access Barring，扩展型接入限制）相结合的双层控制机制来应对突发海量接入拥塞问题，终端从系 统广播信息之中获取接入等级限制信息，并结合自身的接入等级来决定是否发起随机接入， 同时网络可以根据当前的拥塞状况拒绝或允许终端接入。
Release 8 Category 4 150Mbps 50 Mbps
2 Full duplex
20 MHz 23 dBm 100%
Release 8 Category 1 10 Mbps
5 Mbps 2
Full duplex 20 MHz 23 dBm 80%
Release 12 Category 0
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目录
NB-IoT演进史 NB-IoT关键技术与特点 NB-IoT网络部署 NB-IoT典型应用场景
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NB-IoT关键技术与特点
NB IOT技术特点
海量连接 NB-IoT一个小区能够支持5万个连接，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； 深度覆盖
NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍， 就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到； 超低功耗
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NB-IoT关键技术与特点
PSM省电模式（续）
如果周期性TAU为10分钟，设备每周上传一次数据，这样，两节5号电池可以用132月 （11年）之久。
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UE LTE-Uu
eNodeB
CIoT-Uu
S1 EPC
(MME, SGW/PGW)
DÉCOR/eDECOR Redirect
S1*
CIOT UE
CIoT-Uu
CIoT RAN
8
S1*
C-SGN C-SGN
SGi
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R13
R14
•R14预计2017年6月冻结。 立项点：Positioning, Multicast, Mobility and service continuity enhancements。
•目前未公开研究方向。 会集中在基于5G架构进 一步增强，特殊需求增强： 容量、节能、高速等。
R15
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SGi
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CIoT services
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NB-IoT关键技术与特点
网络架构
EUTRAN与NB-IoT融合组网 1）CIoT RAN仅支持NB-IoT功能 2） eNodeB 既支持EUTRAN又支持NB-IoT
1 Half duplex
200 kHz 23 dBm
15%
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NB-IoT关键技术与特点
PSM省电模式
新增的“节电”状态 。在此模式下，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 。
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1 Mbps 1 Mbps
1 Half duplex
20 MHz 23 dBm
40%
Release 13 Cat-M1 (eMTC)
1 Mbps 1 Mbps
1 Half duplex
1.4 MHz 20 dBm
20%
Release 13 Cat-M2 (NB-IoT)
200 kbps 200 kbps
NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，NB-IoT终端 模块的待机时间可长达10年； 低成本
低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，模块成本有望降至5美元之内。
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NB-IoT关键技术与特点
网络架构
NB-IoT独立组网 1）C-SGN: 由MME/SGW/PGW组成
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NB-IoT关键技术与特点
终端简化方案
为了降低设备复杂性和减小设备成本，NB-IoT定义了一系列的简化方案，主要包括： 简化协议栈、简化RF； 简化基带处理复杂度，相对于普通LTE，基带复杂度降低10%，射频降低约65%。
Category Downlink peak rate Uplink peak rate Number of antennas Duplex UE receive bandwidth UE transmit power Modem complexity