华为物联网发展探讨
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• 坚持“以始为终、一步规划、分步实施”的建设思路，FDD LTE网络商用 部署应面向目标网规划，达到GSM同等覆盖水平
17
目前正在做招标方案，预计2~3季度完成集采
年
规
划
中国电信2017年实现NB-IoT商用，物联网领域实现弯 道超车
电信董事长 杨杰
---在“第八届智能终端产业高峰论坛”上 表示，2017上半年，中国电信部署基于800M 的NB-IoT将实现全网覆盖
NB-IoT/eMTC标准还将持续演进
Rel-13
• PSM/eDRX • 20dB Coverage Gain • CoAP/UDP/IP • IPv4 data over NAS • FOTA
Rel-13
• PSM/eDRX • 15dB Coverage Gain • 定位：ECID • 移动性增强、小区切换
• 定位：OTDOA • SC-PTM • VoLTE 覆盖提升 (5dB) • 5MHz/20MHz 带宽 (UL 7Mbps；DL 4Mbps)
Rel-15
• 容量提升: Sub-PRB eMTC (45KHz)
• 64QAM • 低UE发射功率
吞吐量
eMTC (R14)
LTE IoT 吞吐量
eMTC (R13)
7
全球多数运营商物联网策略：NB-IoT作为移动物联网演进的第一步
NB-IoT first +
eMTC
…
eMTC first +
NB-IoT
LoRA first +
eMTC
8
* Most operators will separate IOT deployment to two phase for low and medium data transmission rate technology.
5
运营商在LPWA物联网市场的技术选择
美国SEMTECH垄断芯片供应
安全性弱，美国公司独家垄断， 公共频谱，任何厂商都可使用，
网络安全无法保障
运营商无明显优势，干扰问题难
以解决
类似运营商运作，提供管道服务
策略 Biblioteka Baidu先网络，后业务，快速跑 马圈地建好网络再发展业务 大量融资，€107M 先圈地，27 countries 100Hz超窄带技术
围绕“大连接”战略，促进物联网产业生态加速成熟
TOP1
移动董事长 尚冰
--- 中 国 移 动 将 继 续 发 展 物 联 网 专 用 网
关
络，通过产业合作力争在2016年发展1亿物 联网连接。
注
发 展 战 略
面向FDD LTE目标网规划蜂窝物联网商用方案
• 为统筹考虑后续网络演进与升级，并有效保护投资，需面向FDD LTE网络 部署要求规划蜂窝物联网；
需独立建网、无执照波段的高风险局域网 物联技术
不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与 运营商合作的高成本高风险物联网技术
建设成本： LoRa需要运营商新建网络和维护团队，设 备和维护成本比NB-IOT高; 未来演进： LoRa面向未来演进路线不明，BN-IoT是 3GPP框架下的技术，支持面向5G的平滑演进； 覆盖能力： LoRa使用ISM频谱，规则限制发射功率 （<1W），导致覆盖能力弱于NB-IoT; 稳定性/安全性： LoRa使用IMS频谱，容易受到干扰。 NB-IoT基于3GPP协议发展，电信级安全性; 系统容量： 占空比、LBT因素影响系统容量，能力弱于 NB-IoT;
翻频 完成
3G
高速率物联网
频谱计划 翻频给4G
用4G物联网终端替代3G
翻频 完成
2015
2025
4G (包括Cat1 ，10Mbps)
eMTC 1Mbps
NB-IoT 200Kbps
面向未来的
物联网技术 选择
高速率物联网，全面替代当前3G物联网终端 可全部替换现有GPRS物联网终端(基于覆盖诉求)
替代GPRS物联网终端基础上，拓展新的LPWA市场
商用建议采用共站方式，通过软件升级、硬件升 级建设NB-IoT基站
核心网：
自建独立物联网核心网，软 件版本使用eRAN12
现有核心网公网，软件版本 使用eRAN12
IoT平台：
对接集团南京平台
19
2016Q4
2017Q1
2017Q2
2017Q3
2017Q4
2018
2019 ~
ESBoudica 120 NB-IoT only 696~980M
CS*
ES
Boudica150 NB-IoT(R14) CS 696~2170M
ES MDM9206 (NB-IoT) 696~2700M
IoDT testing with H/E/N(?)
CS2 (NB-IoT),TX2.0)
RoseFinch7100 NB-
LTE chip Wisefone7520 to support NB-IoT 696~I2o7T00M
万物互联 与沃共赢
目录
1 物联网产业洞察 2 CIoT解决方案介绍 3 典型应用案例介绍
2
30 年前
过去10年间
2020愿景
语音时代(1G/2G)
MBB 时代(2/3/4G)
连接做为一种服务被提供
MBB 2020 (万物互联) 新的应用场景 新的商业模型
3
2G
低速率物联网
频谱计划 翻频给5G
停止GPRS物联网业务发放
NB-IoT
Rel-14
• 定位：OTDOA • SC-PTM • 14dBm 发射功率 • 吞吐率提升 (DL 125kbps/UL 140kbps)
Rel-15
• TDD NB-IoT • RRM 测量, 时延优化 • NPRACH 增强 • Differ group QoS
eMTC
Rel-14
4
物联网
关键需求
速率 覆盖增强
低功耗
语音
时延
低成本
大连接
可定位
eMTC <1Mbps 15dB＋
5~10 年
支持 100ms级别
<10$ /模组
50k/小区 （1.4MHz）
支持
NB-IoT <200Kbps 20dB+
10年
不支持
秒级别
<$5 / 模组
100k/小区 (200KHz)
支持
在低速物联网领域，NB-IoT作为一个新制式，在成本，覆盖，功耗，连接数等技术做到极致。 eMTC设计上考虑与LTE兼容，对有时延，语音，移动性的物联网领域业务更占优势，如穿戴类设备。
连接管理平台+业务使能平台
2016 用户总量突破1000万
2017 净增2500万
2018
超过1亿
Cat1
NB-IOT
eMTC
LTE-V
17年3月完成对接测试，6月可规模商用
1月~3月 解决方案试点
4月~6月 行业应用试点
6月 商用
华为/中兴/爱立信/诺基亚 智能燃气/智能路灯/智能停车/智能 @广东/江苏/浙江/福建/上海/河南/四川 洗衣机…
CS
nRF91 ES1
MT2625 NB-IoT/2G ES
eMTC帧结构与LTE一致： •每个无线帧长10ms，每个无线帧包含10个子帧； •每个子帧里包含2个时隙，每个时隙包含6或7个OFDM符 号 •循环前缀CP分为两种类型：常规CP和扩展CP
14
NB:比GPRS/LTE高20dB PSD (Power Spectrum Density)
提升11dB
ES
CS(?)
MDM9205 NB-IoT/eMTC/GSM?
RDA 8909 NB452I.o5T~/221G70M
ES
MP,Q4(NB-IoT/2G)
MP, RDA 8910 NB-IoT/eMTC/2G
ALT1250 NB-IoT ES 700~2200M
Monarch(SQN3330)
699~2700M
NB-IoT
eMTC
2016 ~ 2018 低流量、低功耗
LTE-V 2018 ~ 高可靠、低时延
11
广覆盖
20dB 增益
•窄带功率谱密度提升 •重传次数 •编码增益
低功耗
大连接
10 年电池寿命
•简化协议 , 芯片功耗低 •功放效率高 •发射/接收时间短
50K连接数每小区
•频谱效率高 •小包数据发送特征 •终端极低激活比
NB-IoT (R14)
2G IoT 吞吐量
NB-IoT (R13)
覆盖
18
中国联通NB-IoT网络架构方案
现有核心网
MME/SGSN
M2M 平台
应用1
物联网终端
基站
Serving GW
PGW/GGSN
HLR/PCRF
IoT 核心网
IoT平台
应用2 ……
RAN：
试点建议采用新建NB-IOT BBU+RRU，使用独立 软件版本 (eRAN12.0)
平衡等需求
支持高速移动，业务场景丰富
eNodeB通过自动频率控制纠正UE的频率偏差， 以降低多普勒频移对解调的影响，保障UE的业 务正常并保持良好的性能
f=f1-2fd
f=f1+2fd
eNodeB 0
eNodeB 0
eNodeB 1
f=f1 高铁用户
高铁用户
站内切换
站间切换
非高铁用户
高速场景
17
技术先天缺陷 可靠性低，无QOS 低容量可用，高容量则难以承载 覆盖差、时延高、速率低(12byte)
传统2/3/4G技术
考虑 未来
预期2G将普遍退网(GSM->LTE)
终端 价格
3G/4G模组贵(30美金以上)
覆盖 2G/3G/4G在覆盖和终端功耗上比 功耗 NB都差
运营商需要
更具竞争优势的技术
低成本
5$ 模组成本
•简化射频硬件 •简化协议降低成本 •减小基带复杂度
12
NB-IoT
Downlink
Uplink 15K&3.75K
eMTC
•基于LTE采用OFDM技术，子载波间隔为f=15kHz，一个RB在频域 上占用12个带宽为15kHz的子载波或是占用24个带宽为7.5kHz的子 载波； •eMTC UE的基带和射频带宽为1.4MHz，3GPP定义了不重叠的6个 PRB为一个窄带(Narrowband，简写NB)，将系统带宽划分成若干NB， eMTC UE的调度受NB限制，不能跨NB调度。
180 KHz
15 KHz
重传 16次重传带来12dB增益
(下行8次重传，上行16次重传)
频域
覆盖增益（dBm ）
eMTC:比LTE高15db 跳频技术
时域
重传
25 20 15 10
5
1 1224 60
100
340
重复次数
15
PSM(Power Saving Mode)
UE Power
Paging
9
目录
1 物联网产业洞察 2 CIoT解决方案介绍 3 典型应用案例介绍
10
蜂窝物联网解决方案架构
应用 物联网平台
核心网
运营商市场
企业市场
Telematrics
智慧抄表
LTE-VDC
智能供应链
统一的物联网平台
智能生产
智慧员工援助
方案 1
vEPC
(软件升级)
New vEPC
方案 2
接入技术
3G/LTE ~ 2015 高流量
PSM
工作态
空闲态
Up to 310hours
Time
eDRX(Extended DRX)
DRX Cycle: 2.56s UE Power
MME 根据业务类型配置周期 eDRX Cycle: up to 2.92h
PTW
Cat-4 LTE
BB
2RX 1TX
RF
MMMB PA
PMU
Flash/RA M
eMTC
BB 1RX 1TX
RF
MB PA
PMU
Flash /RAM
NB-IOT
DRX
DRX Cycle: 2.56s eDRX
Time
B 1RX B 1TX RF PA
PMU
Flash/ RAM
16
eMTC支持无缝切换
eMTC支持连接态移动性管理：
保证无线网络的覆盖连续性，给UE提供连续的业务体验。 提供转移UE的方法，支撑灵活性的组网策略，满足运营商业务分层、负载
实现物联网“弯道超车”
6
NB-IoT相对短距通信/私有技术优势明显
低时延
高安全性
高可靠性
低成本
高速率
低功耗 大覆盖
高频谱效率
NB-IoT
私有技术 （LoRa等）
国际标准 私有技术
技术制式
NB-IoT LoRa Sigfox
网络定位
可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级的 高可靠性、高安全性广域物联网技术
窄带在LTE载波中的位置:
13
NB-IoT
15KHz
1无线帧 = 10ms = 10子帧 1子帧 = 1ms = 2 时隙 1时隙 = 7符号
3.75KHz
1无线帧 = 40ms = 10子帧 1子帧 = 4ms = 2 时隙 1时隙 = 7符号
subframe 1 ms
subframe
0.5 ms
slot
slot
Data
Data
Data
DMRS
CP
signal
OFDM symbol duration
Data
subframe
Data
Data
The last data symbol allocation of every 1ms is based on the configuration of LTE sounding for inband scenario
17
目前正在做招标方案，预计2~3季度完成集采
年
规
划
中国电信2017年实现NB-IoT商用，物联网领域实现弯 道超车
电信董事长 杨杰
---在“第八届智能终端产业高峰论坛”上 表示，2017上半年，中国电信部署基于800M 的NB-IoT将实现全网覆盖
NB-IoT/eMTC标准还将持续演进
Rel-13
• PSM/eDRX • 20dB Coverage Gain • CoAP/UDP/IP • IPv4 data over NAS • FOTA
Rel-13
• PSM/eDRX • 15dB Coverage Gain • 定位：ECID • 移动性增强、小区切换
• 定位：OTDOA • SC-PTM • VoLTE 覆盖提升 (5dB) • 5MHz/20MHz 带宽 (UL 7Mbps；DL 4Mbps)
Rel-15
• 容量提升: Sub-PRB eMTC (45KHz)
• 64QAM • 低UE发射功率
吞吐量
eMTC (R14)
LTE IoT 吞吐量
eMTC (R13)
7
全球多数运营商物联网策略：NB-IoT作为移动物联网演进的第一步
NB-IoT first +
eMTC
…
eMTC first +
NB-IoT
LoRA first +
eMTC
8
* Most operators will separate IOT deployment to two phase for low and medium data transmission rate technology.
5
运营商在LPWA物联网市场的技术选择
美国SEMTECH垄断芯片供应
安全性弱，美国公司独家垄断， 公共频谱，任何厂商都可使用，
网络安全无法保障
运营商无明显优势，干扰问题难
以解决
类似运营商运作，提供管道服务
策略 Biblioteka Baidu先网络，后业务，快速跑 马圈地建好网络再发展业务 大量融资，€107M 先圈地，27 countries 100Hz超窄带技术
围绕“大连接”战略，促进物联网产业生态加速成熟
TOP1
移动董事长 尚冰
--- 中 国 移 动 将 继 续 发 展 物 联 网 专 用 网
关
络，通过产业合作力争在2016年发展1亿物 联网连接。
注
发 展 战 略
面向FDD LTE目标网规划蜂窝物联网商用方案
• 为统筹考虑后续网络演进与升级，并有效保护投资，需面向FDD LTE网络 部署要求规划蜂窝物联网；
需独立建网、无执照波段的高风险局域网 物联技术
不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与 运营商合作的高成本高风险物联网技术
建设成本： LoRa需要运营商新建网络和维护团队，设 备和维护成本比NB-IOT高; 未来演进： LoRa面向未来演进路线不明，BN-IoT是 3GPP框架下的技术，支持面向5G的平滑演进； 覆盖能力： LoRa使用ISM频谱，规则限制发射功率 （<1W），导致覆盖能力弱于NB-IoT; 稳定性/安全性： LoRa使用IMS频谱，容易受到干扰。 NB-IoT基于3GPP协议发展，电信级安全性; 系统容量： 占空比、LBT因素影响系统容量，能力弱于 NB-IoT;
翻频 完成
3G
高速率物联网
频谱计划 翻频给4G
用4G物联网终端替代3G
翻频 完成
2015
2025
4G (包括Cat1 ，10Mbps)
eMTC 1Mbps
NB-IoT 200Kbps
面向未来的
物联网技术 选择
高速率物联网，全面替代当前3G物联网终端 可全部替换现有GPRS物联网终端(基于覆盖诉求)
替代GPRS物联网终端基础上，拓展新的LPWA市场
商用建议采用共站方式，通过软件升级、硬件升 级建设NB-IoT基站
核心网：
自建独立物联网核心网，软 件版本使用eRAN12
现有核心网公网，软件版本 使用eRAN12
IoT平台：
对接集团南京平台
19
2016Q4
2017Q1
2017Q2
2017Q3
2017Q4
2018
2019 ~
ESBoudica 120 NB-IoT only 696~980M
CS*
ES
Boudica150 NB-IoT(R14) CS 696~2170M
ES MDM9206 (NB-IoT) 696~2700M
IoDT testing with H/E/N(?)
CS2 (NB-IoT),TX2.0)
RoseFinch7100 NB-
LTE chip Wisefone7520 to support NB-IoT 696~I2o7T00M
万物互联 与沃共赢
目录
1 物联网产业洞察 2 CIoT解决方案介绍 3 典型应用案例介绍
2
30 年前
过去10年间
2020愿景
语音时代(1G/2G)
MBB 时代(2/3/4G)
连接做为一种服务被提供
MBB 2020 (万物互联) 新的应用场景 新的商业模型
3
2G
低速率物联网
频谱计划 翻频给5G
停止GPRS物联网业务发放
NB-IoT
Rel-14
• 定位：OTDOA • SC-PTM • 14dBm 发射功率 • 吞吐率提升 (DL 125kbps/UL 140kbps)
Rel-15
• TDD NB-IoT • RRM 测量, 时延优化 • NPRACH 增强 • Differ group QoS
eMTC
Rel-14
4
物联网
关键需求
速率 覆盖增强
低功耗
语音
时延
低成本
大连接
可定位
eMTC <1Mbps 15dB＋
5~10 年
支持 100ms级别
<10$ /模组
50k/小区 （1.4MHz）
支持
NB-IoT <200Kbps 20dB+
10年
不支持
秒级别
<$5 / 模组
100k/小区 (200KHz)
支持
在低速物联网领域，NB-IoT作为一个新制式，在成本，覆盖，功耗，连接数等技术做到极致。 eMTC设计上考虑与LTE兼容，对有时延，语音，移动性的物联网领域业务更占优势，如穿戴类设备。
连接管理平台+业务使能平台
2016 用户总量突破1000万
2017 净增2500万
2018
超过1亿
Cat1
NB-IOT
eMTC
LTE-V
17年3月完成对接测试，6月可规模商用
1月~3月 解决方案试点
4月~6月 行业应用试点
6月 商用
华为/中兴/爱立信/诺基亚 智能燃气/智能路灯/智能停车/智能 @广东/江苏/浙江/福建/上海/河南/四川 洗衣机…
CS
nRF91 ES1
MT2625 NB-IoT/2G ES
eMTC帧结构与LTE一致： •每个无线帧长10ms，每个无线帧包含10个子帧； •每个子帧里包含2个时隙，每个时隙包含6或7个OFDM符 号 •循环前缀CP分为两种类型：常规CP和扩展CP
14
NB:比GPRS/LTE高20dB PSD (Power Spectrum Density)
提升11dB
ES
CS(?)
MDM9205 NB-IoT/eMTC/GSM?
RDA 8909 NB452I.o5T~/221G70M
ES
MP,Q4(NB-IoT/2G)
MP, RDA 8910 NB-IoT/eMTC/2G
ALT1250 NB-IoT ES 700~2200M
Monarch(SQN3330)
699~2700M
NB-IoT
eMTC
2016 ~ 2018 低流量、低功耗
LTE-V 2018 ~ 高可靠、低时延
11
广覆盖
20dB 增益
•窄带功率谱密度提升 •重传次数 •编码增益
低功耗
大连接
10 年电池寿命
•简化协议 , 芯片功耗低 •功放效率高 •发射/接收时间短
50K连接数每小区
•频谱效率高 •小包数据发送特征 •终端极低激活比
NB-IoT (R14)
2G IoT 吞吐量
NB-IoT (R13)
覆盖
18
中国联通NB-IoT网络架构方案
现有核心网
MME/SGSN
M2M 平台
应用1
物联网终端
基站
Serving GW
PGW/GGSN
HLR/PCRF
IoT 核心网
IoT平台
应用2 ……
RAN：
试点建议采用新建NB-IOT BBU+RRU，使用独立 软件版本 (eRAN12.0)
平衡等需求
支持高速移动，业务场景丰富
eNodeB通过自动频率控制纠正UE的频率偏差， 以降低多普勒频移对解调的影响，保障UE的业 务正常并保持良好的性能
f=f1-2fd
f=f1+2fd
eNodeB 0
eNodeB 0
eNodeB 1
f=f1 高铁用户
高铁用户
站内切换
站间切换
非高铁用户
高速场景
17
技术先天缺陷 可靠性低，无QOS 低容量可用，高容量则难以承载 覆盖差、时延高、速率低(12byte)
传统2/3/4G技术
考虑 未来
预期2G将普遍退网(GSM->LTE)
终端 价格
3G/4G模组贵(30美金以上)
覆盖 2G/3G/4G在覆盖和终端功耗上比 功耗 NB都差
运营商需要
更具竞争优势的技术
低成本
5$ 模组成本
•简化射频硬件 •简化协议降低成本 •减小基带复杂度
12
NB-IoT
Downlink
Uplink 15K&3.75K
eMTC
•基于LTE采用OFDM技术，子载波间隔为f=15kHz，一个RB在频域 上占用12个带宽为15kHz的子载波或是占用24个带宽为7.5kHz的子 载波； •eMTC UE的基带和射频带宽为1.4MHz，3GPP定义了不重叠的6个 PRB为一个窄带(Narrowband，简写NB)，将系统带宽划分成若干NB， eMTC UE的调度受NB限制，不能跨NB调度。
180 KHz
15 KHz
重传 16次重传带来12dB增益
(下行8次重传，上行16次重传)
频域
覆盖增益（dBm ）
eMTC:比LTE高15db 跳频技术
时域
重传
25 20 15 10
5
1 1224 60
100
340
重复次数
15
PSM(Power Saving Mode)
UE Power
Paging
9
目录
1 物联网产业洞察 2 CIoT解决方案介绍 3 典型应用案例介绍
10
蜂窝物联网解决方案架构
应用 物联网平台
核心网
运营商市场
企业市场
Telematrics
智慧抄表
LTE-VDC
智能供应链
统一的物联网平台
智能生产
智慧员工援助
方案 1
vEPC
(软件升级)
New vEPC
方案 2
接入技术
3G/LTE ~ 2015 高流量
PSM
工作态
空闲态
Up to 310hours
Time
eDRX(Extended DRX)
DRX Cycle: 2.56s UE Power
MME 根据业务类型配置周期 eDRX Cycle: up to 2.92h
PTW
Cat-4 LTE
BB
2RX 1TX
RF
MMMB PA
PMU
Flash/RA M
eMTC
BB 1RX 1TX
RF
MB PA
PMU
Flash /RAM
NB-IOT
DRX
DRX Cycle: 2.56s eDRX
Time
B 1RX B 1TX RF PA
PMU
Flash/ RAM
16
eMTC支持无缝切换
eMTC支持连接态移动性管理：
保证无线网络的覆盖连续性，给UE提供连续的业务体验。 提供转移UE的方法，支撑灵活性的组网策略，满足运营商业务分层、负载
实现物联网“弯道超车”
6
NB-IoT相对短距通信/私有技术优势明显
低时延
高安全性
高可靠性
低成本
高速率
低功耗 大覆盖
高频谱效率
NB-IoT
私有技术 （LoRa等）
国际标准 私有技术
技术制式
NB-IoT LoRa Sigfox
网络定位
可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级的 高可靠性、高安全性广域物联网技术
窄带在LTE载波中的位置:
13
NB-IoT
15KHz
1无线帧 = 10ms = 10子帧 1子帧 = 1ms = 2 时隙 1时隙 = 7符号
3.75KHz
1无线帧 = 40ms = 10子帧 1子帧 = 4ms = 2 时隙 1时隙 = 7符号
subframe 1 ms
subframe
0.5 ms
slot
slot
Data
Data
Data
DMRS
CP
signal
OFDM symbol duration
Data
subframe
Data
Data
The last data symbol allocation of every 1ms is based on the configuration of LTE sounding for inband scenario