基于物聯網的NB—loT標準及優勢

鄒士哲

【摘 要】NB-loT是一種廣域覆蓋且低功耗的物聯網標準，其本身屬于全世界通信行業的共識產物，2016年該標準正式測試完成，基于此，本文簡單分析了NB-loT標準的優勢和特點，并圍繞NB-loT標準的發展現狀及未來發展方向開展了深入探討，希望由此能夠為相關業內人士帶來一定啟發。

【關鍵詞】物聯網；NB-loT標準；通信業

NB-loT的全稱為窄帶物聯網，屬于萬物互聯的重要分支，其能夠構建與蜂窩網絡，并實現低成本、平滑升級，這使得NB-loT在我國智能工業、智慧醫療、智能追蹤、智慧農業、智能家居、智慧城市等領域均有著較為廣泛應用，本文研究的現實意義可見一斑。

一、NB-loT標準的優勢和特點

（一）優勢

NB-loT標準的優勢可概括為四個方面，分別為低速率、低功率、低帶寬、廣覆蓋，具體優勢如下：（1）低速率。NB-loT標準能夠在同步性和時延較低的情況下與相關設備保持連接，且連接的可靠性較高、消耗網絡資源較少。如出現與網絡與設備連接斷開問題，NB-loT標準可自動發起重連及相關業務需求，因此只需保證設備和網絡處于正常狀態，NB-loT標準的應用基本不需要人工的維護和干預。（2）低功率。電量的應用在一定程度上制約著物聯網領域的發展，如果物聯網相關設備經常缺電或需要頻繁充電，物聯網的效率、人工和時間成本均將受到較為負面影響。NB-loT標準采用低功率發射，且使用該標準的移動端設備功率多較低，這就使得電量的使用得到了較好控制。此外，NB-loT標準對后期優化工作的要求也較低，因此應用NB-loT標準的網絡同步所需功率同樣較低。（3）低寬帶。NB-loT標準的應用還能夠有效節省頻段資源，且該標準不需要復雜的均衡算法，這同樣能夠為物聯網的建設提供有力支持。（4）廣覆蓋。廣覆蓋同樣屬于NB-loT標準具備的優勢，這一優勢的取得主要是由于NB-loT標準實現了功率譜密度的提升，相較于LTE，NB-loT標準的區域覆蓋能力是其100倍，LTE信號無法覆蓋地下管道、地下車庫等難題也能夠隨著NB-loT標準的應用成為過去式，相關電表、氣表的布置需求可得到較好滿足[1]。

（二）特點

數據鏈接能力優秀、頻段靈活、覆蓋增強屬于物聯網NB-loT標準具備的特點，具體特點表現如下：（1）數據鏈接能力優秀。相較于傳統的物聯網技術，NB-loT標準的數據鏈接能力較為優秀，這使得其能夠更好滿足廣闊的用戶信息獲取需要。在現有技術條件下，一個NB-loT可同時滿足10萬個客戶端的在線連接需要，且在相對飽和的狀態下，NB-loT還能夠保持較低的延時率，這就使得其能夠較好滿足用戶需求。在大數據時代，各領域對數據實時連接和通行的需求不斷提升，數據分析的受重視程度也因此不斷提升，因此通行技術、數據鏈接能力均需要不斷更新換代、與時俱進，而隨著物聯網時代的不斷推進，NB-loT標準具備的數據鏈接能力優秀特點將進一步提高其實用性。（2）頻段靈活。NB-loT標準具備頻段靈活特點，這使得運營商能夠靈活應用LTE頻段或非LTE頻段建設NB-loT系統，并同時保證系統的兼容性。NB-loT支持三種運行模式，包括頻段內、保護頻段、獨立，頻段內的數據傳輸需利用LTE載波內的PRB，保護頻段的數據傳輸需利用LTE載波內的Guard Band，獨立的數據傳輸則需要應用非LTE頻段的載波。但考慮到市場需求，NB-loT的三種運行模式的設計必須遵循一致性原則。（3）覆蓋增強。覆蓋增強同樣屬于NB-loT標準具備的特點，這是由于其能夠在GPRS技術的基礎上實現更加深度和廣度的覆蓋。通過增大MCL即可得到有效的調整參數，NB-loT的覆蓋即可實現有效增強。MTC業務同樣能夠較好服務于NB-loT標準的覆蓋增強，這是由于MTC業務延長了信號碼元并降低了傳輸速度，重復傳輸使得簡單的信道編碼傳輸也得以實現，解調和譯碼的可靠性由此得到了較好保障，配合TURBO編碼，譯碼的錯誤率大大降低，物理信道功率的增強自然能夠有效改善NB-loT信號的覆蓋范圍[2]。

二、NB-loT標準的發展現狀及未來發展方向

（一）發展現狀

2016年6月16日，3GPP RAN第72次會議順利結束，NB-loTR核心協議正式凍結，該標準也因此成為史上建立最快的3GPP標準，2016年9月，NB-loT性能標準制定完成，NB-loT標準也正式在2017年進入試商用階段。結合上文可深入了解NB-loT標準具備的優勢和特點，而由于NB-loT標準工作于授權頻譜，而Sigfox、LoRa等競爭技術使用未授權頻譜，這就使得NB-loT標準在應用中不容易受到干擾，NB-loT標準的穩定性由此得到了較好保障。受NB-loT標準的優勢和特點影響，近年來NB-loT標準在我國各領域的應用日漸廣泛化，智能工業、智慧醫療、智能追蹤、智慧農業、智能家居、智慧城市等均屬于NB-loT標準的常用領域。

（二）未來發展方向

近年來國內外學界圍繞NB-loT標準開展了大量研究，而結合近年來的研究成果及相關實踐探索不難發現，傳統的3G、4G仍無法滿足人們的物聯網服務需求，且藍牙、WiFi仍是大部分物聯網設備的主要應用技術，由此可見具備多方面優勢和特點的NB-loT標準具備廣闊發展前景，因此本文將基于物聯網的NB-loT標準未來發展方向概括為4G性能充分發掘、5G性能和用戶感知優化、網絡集中監控和評估的智能化和自動化共三個方面，具體內容如下：（1）4G性能充分發掘。為實現感知優化并提升用戶口碑，4G性能充分發掘存在較高必要性，這一發掘需圍繞網絡優化聚焦口碑場景、900M深度重耕展開，以此完成方案制定優化并提升重點分析網絡效能短板指標。VoLTE高清語音部署同樣能夠較好服務于4G性能發掘，因此近年來我國各地紛紛開展了相關的探索和試點，大數據化、互聯網化的網絡評估體系建設同樣屬于NB-loT標準的未來發展方向，5G技術應用、物聯網部署可由此獲得有力支持。（2）5G性能和用戶感知優化。結合NB-loT標準不難發現，其能夠較好服務于5G性能和用戶感知優化，因此NB-loT標準的未來發展方向包括4G/5G網絡結構和性能協同優化、5G上下行解耦和上行受限優化、市場前端支撐的流程化和智能化、5G回落VoLTE語音專項優化、5G高中低頻多載波互操作優化等，平臺工具機器學習的實現、新的優化方案孵化、跨廠家的優化方案制定和大數據分析也能夠推動NB-loT標準的應用與發展。（3）網絡集中監控和評估的智能化和自動化。基于物聯網的NB-loT標準，工具平臺的AI化實現、商用5G技術的成熟、端到端優化支撐的完成、網絡效能集約和性能領先均需要得到重視，同時還需要關注智能網絡性能管理、Volte商用的完成。

三、結論

綜上所述，基于物聯網的NB-loT標準具備較為廣闊的發展潛力，在此基礎上，本文涉及的優勢、特點、發展現狀、未來發展方向等內容，則直觀展示了基于物聯網的NB-loT標準，而為了更為深入了解該標準并推動其發展及應用，傳統物聯網數據鏈接的突破、物聯網應用空間的拓展、NB-loT覆蓋增強技術的研究同樣需要得到重視，我國物聯網領域的發展可由此獲得有力支持。

【參考文獻】

[1]王健興.NB-LoT物聯網覆蓋增強技術探討[J].通訊世界，2017（23）：3-4.

[2]張權.基于蜂窩的窄帶物聯網（NB-loT）技術性能及應用[J].科技傳播，2017，9（20）：78-79.