基于物聯網的NB—loT標準及優勢

王冰

摘 要：近年來，全世界通信行業達成共識，形成了一個低功耗、廣域覆蓋（LPWA）的物聯網標準，這就是NB-IoT標準。本文擬對NB-IoT標準進行詳細解讀，探討其特點與優勢。

關鍵詞：通信業；物聯網；NB-IOT標準；優勢

到2015年9月份，全世界通信行業達成共識，形成了一個低功耗、廣域覆蓋（LPWA）的物聯網標準，NB-IoT標準隨著產生。到2016年，隨著NB-IoT標準測試完成，正式進入商用發展階段，全球對于NB-IoT標準的關注度和討論也是逐漸升溫。

一、NB-IoT的優勢和特點

NB-IOT窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things），面向智能化未來的趨勢，實現萬物互聯的基礎，可有效減少和降低人工干預、控制、成本、維護等方面。如今中國人口基數大，對智能制造、智慧物流、智能交通等方面的需求不斷增加，未來中國物聯網上層應用需求也將持續蓬勃發展，創造巨大的商業價值。

NB-IOT主要依靠低速率、低功率、低寬帶的成本優勢。

（1）低速率：可保持與相關設備保持連接，對同步性和時延要求低，消耗的網絡資源少，可靠性高，與網絡與設備斷開后會自動重連并再發起相關業務需求，只要保持網絡狀態和設備狀態正常，幾乎不需要人工干預和維護。

（2）低功率，眾所周知各種相關設備再使用階段電池的用量是主要問題，如果沒電或者經常給設備端充電反而增加了人工和時間上的成本，效率也會大大的降低，NB-Iot采用低功率發射，移動終端的設備的功率相對也較低可有效減少電量的使用。對后期的RF優化工作要求也低，小的PA就能實現與網絡的同步。

（3）低帶寬，以為這可有效的節省頻段資源，以及不需要復雜的均衡算法等。

二、頻段靈活

涵蓋范圍延伸（Coverage Enhancement Level，CE Level）共分為三種等級，分別為達到可對抗最大耦合損失（Maximum Coupling Loss，MCL）為144dB、154dB、164dB的訊號能量衰減。基地臺與NB-IoT UE間會根據所在的CE Level來選擇相對應的訊息重復傳送次數。

另一方面，為了使營運商能靈活地使用LTE頻段或非LTE頻段來布建NB-IoT系統以及考慮到對LTE系統的兼容性，單一載波帶寬被限制為180KHz，相當于一個PRB（Physical Resource Block）的帶寬。

NB-IoT支持在頻段內（In-Band）、保護頻段（Guard Band）以及獨立（Stand-alone）共三種運行模式。In-Band運行是利用LTE載波（Carrier）內的PRB進行數據傳輸，Guard Band運行是利用LTE載波內的Guard Band來進行數據傳輸，Stand-alone運行則是使用非LTE頻段的載波來進行數據傳輸。為了提高NB-IoT的市場需求性，三種運行模式的設計具有一致性，但In-Band與Guard Band兩種運行模式則需特別考慮到對LTE系統的兼容性。NB-IoT所支持的最大數據速率（Data Rate）在上行（Uplink）為64Kbit/s，下行（Downlink）為28Kbit/s。

三、未來幾年NB-IoT發展的方向

第一步：完成900M深度重耕和網絡優化聚焦口碑場景的4G性能提升用戶口碑和感知優化，提升網絡效能短板指標分析和方案制定優化實，VoLTE高清語音部署和試商用探索和試點智能優化應用，試點互聯網化和大數據化網絡評估體系，完成物聯網（NB/eMTC）部署和優化 5G技術試點和研究

第二步：全面實現網絡集中監控和評估自動化和智能化，現智能網絡性能管理和參數優LTE+新技術和創新方案迭代持續增強工具平臺投入，現工具平臺的AI化，部商用5G技術，立端到端優化支撐完成Volte商用和優化攻堅實現網絡效能集約和性能領先。

第三步：5G網絡性能和用戶感知優化，5G高中低頻多載波互操作優化，5G回落VoLTE語音專項優化，4G/5G網絡結構和性能協同優化，5G上行受限優化和上下行解耦，對市場前端支撐的智能化和流程化，與BATJ合作孵化新的優化方案和服務應用新技術和創新方案的迭代，實現平臺工具機器學習，實現跨廠家的大數據分析和優化方案制定。

參考文獻：

[1]張鵬.國內物聯網產業仍處初級階段 運營商NB-IoT大有可為[J].通信世界，2016（14）.

[2]陳志剛.NB-IoT能否解決困擾物聯網的商業模式問題？[J].中國電信業，2017（09）.

[3]米沃奇.NB-IoT為物聯網產業發展開辟新道路[J].電腦知識與技術（經驗技巧），2016（06）.