NB-IoT：核心標(biāo)準(zhǔn)完成在即，商用還遠(yuǎn)嗎？

特約撰稿人│楊?yuàn)?陳鵬 韓斌

NB-IoT：核心標(biāo)準(zhǔn)完成在即，商用還遠(yuǎn)嗎？

特約撰稿人│楊?yuàn)?陳鵬 韓斌

3GPP功能從標(biāo)準(zhǔn)完成到真正商用，大多有一年到幾年的時(shí)間窗。而對(duì)于NB-IoT，一些設(shè)備和芯片/終端廠商宣稱，在2016年下半年就有商用設(shè)備；多家運(yùn)營(yíng)商也發(fā)布了面向智能停車、智能抄表等業(yè)務(wù)的試商用系統(tǒng)，或已明確了商用系統(tǒng)的部署計(jì)劃。

NB-IoT (Narrow Band - Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)) 的工作立項(xiàng)自2015年9月啟動(dòng)以來(lái)，受到了產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注，預(yù)計(jì)核心標(biāo)準(zhǔn) (Core part) 于今年6月完成。目前，RAN1的物理層功能已基本成形。

那么，這個(gè)熱門標(biāo)準(zhǔn)的前世今生、技術(shù)特征和未來(lái)商用前景，是怎樣的呢？

先從“NB-IoT”名字說(shuō)起

NB-IoT概念中的IoT (Internet of Things) 指物聯(lián)網(wǎng)。近年來(lái)，蜂窩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)不僅有移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，還包括實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)要求高的數(shù)據(jù)速率和網(wǎng)絡(luò)容量；而物聯(lián)網(wǎng)看重的是低功耗、低成本、深覆蓋、高連接密度等；因此二者的系統(tǒng)和終端設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并不相同。

NB (Narrow Band，窄帶)，可用于區(qū)別NB-IoT與3GPP RAN定義的其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。由下表可以看到，NB-IoT的終端帶寬最低，為0.18MHz。如表1所示。

表1 峰值數(shù)據(jù)傳輸速率是指Cat-0和Cat-M1的全雙工運(yùn)行（圖片來(lái)源：微信公眾號(hào)“愛(ài)立信中國(guó)”）

要知道，低帶寬意味著很多事情。

1.低成本：降低射頻收發(fā)機(jī)、功放、元器件成本以及基帶運(yùn)算和存儲(chǔ)成本；

2.低速率：NB-IoT提供的是低速小數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)；

3.深覆蓋：終端發(fā)射功率不變時(shí)，低帶寬可提升功率譜密度；

4.靈活的頻譜利用：0.18MHz可以來(lái)自LTE的一個(gè)資源塊RB、GSM的一個(gè)載波、WCDMA/CMDA2000/LTE邊緣的空閑帶寬或保護(hù)帶等。

圖1 NB-IoT前期的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)研究立項(xiàng)（圖片來(lái)源：微信公眾號(hào)“S2微沙龍”）

NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)由誰(shuí)主導(dǎo)？

NB-IoT前期的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)研究立項(xiàng)(SI)是在GERAN進(jìn)行的。GERAN主要制定GSM標(biāo)準(zhǔn)，后因進(jìn)入NB-IoT工作立項(xiàng)(WI)的候選技術(shù)并不基于GSM、而是一項(xiàng)clean-state技術(shù)，因此將WI移至RAN開(kāi)展。立項(xiàng)過(guò)程如圖1所示。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)SI階段對(duì)7項(xiàng)候選技術(shù)進(jìn)行了研究評(píng)估；后續(xù)WI標(biāo)準(zhǔn)制定主要基于NB-CIoT和NB-LTE兩項(xiàng)技術(shù)。其中，華為、沃達(dá)豐、高通等支持NB-CIoT，愛(ài)立信、諾基亞、中興、三星、英特爾、MTK等支持NB-LTE。

所以，NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)可認(rèn)為是NBCIoT和NB-LTE的融合，二者的融合使NB-IoT成為平衡各方利益的相對(duì)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、也適用于更廣泛的部署場(chǎng)景；另一方面，融合的過(guò)程往往也不易，3GPP RAN5主席就用“organised chaos”兩個(gè)詞來(lái)形容NB-IoT融合的討論現(xiàn)場(chǎng)（圖2）。

圖2 NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)過(guò)熱烈討論（圖片來(lái)源：微信公眾號(hào)“S2微沙龍”）

圖3 NB-IoT的部署方式（圖片來(lái)源：微信公眾號(hào)“S2微沙龍”）

運(yùn)營(yíng)商如何部署？

NB-IoT支持圖3所示的3種部署模式。

模式2和3可基于現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟/硬件升級(jí)。

模式1中，NB-IoT的系統(tǒng)帶寬為200kHz。基于目前業(yè)界討論的結(jié)果是：GSM與NB-IoT鄰頻部署需100kHz保護(hù)帶，WCMDA/LTE與NB-IoT之間無(wú)需額外的保護(hù)帶。

對(duì)于模式3的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需注意不能影響既有LTE的公共信道，包括下行同步/廣播信道和小區(qū)公共導(dǎo)頻等。

3種模式下均可部署多個(gè)NB-IoT載波。

主要技術(shù)特征

根據(jù)今年4月RAN1會(huì)議的最新進(jìn)展， NB-IoT物理層的主要技術(shù)總結(jié)如表2。對(duì)于高層協(xié)議，其設(shè)計(jì)主要基于LTE-Advanced版本13。

表2 NB-IoT技術(shù)特征（來(lái)源：微信公眾號(hào)“S2微沙龍”）

市場(chǎng)定位與商用

在授權(quán)和非授權(quán)頻譜，各標(biāo)準(zhǔn)組織和聯(lián)盟已定義多項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。3GPP也有LTE-MTC、NB-IoT、ECGSM-IoT等系列的標(biāo)準(zhǔn)和不同的終端等級(jí)。

NB-IoT的定位為運(yùn)營(yíng)商級(jí)、基于授權(quán)頻譜的低端物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，其終端芯片成本預(yù)計(jì)在5美元以下。

3GPP功能從標(biāo)準(zhǔn)完成到真正商用，大多有一年到幾年的時(shí)間窗。而對(duì)于NB-IoT，一些設(shè)備和芯片/終端廠商宣稱，在2016年下半年就有商用設(shè)備；多家運(yùn)營(yíng)商也發(fā)布了面向智能停車、智能抄表等業(yè)務(wù)的試商用系統(tǒng)，或已明確了商用系統(tǒng)的部署計(jì)劃。

看起來(lái)，NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)完成在即，真正的商用也不遠(yuǎn)了。

【作者楊?yuàn)櫋㈥慁i、韓斌，本刊特約撰稿人及微信公眾號(hào)“S2微沙龍”特約作者，均長(zhǎng)期從事移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)評(píng)估與3GPP標(biāo)準(zhǔn)化工作。】

編輯｜魯義軒 luyixuan@bjxintong.com.cn