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2017-04-17 08:42:10 知识文库 来源: 浏览:

nb-iot。 窄带物联网(NB-IOT)窄带物联网:NB-IoT编辑锁定基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以本文是大智慧教育网(www.dazhihui008.cn)知识文库频道为大家整理的《nb-iot》,供大家学习参考

nb-iot

窄带物联网(NB-IOT)
篇一:nb-iot

窄带物联网:NB-IoT

编辑锁定

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。[1]

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。[2]

中文名

基于蜂窝网络的窄带物联网

外文名

Narrow Band Internet of Things, NB-IoT

目录

1. 1 NB-IOT的概述

2. 2 NB-IOT的前景与优势

3. 3 NB-IOT的需求与发展

4. ▪ 转向窄带物联网

5. ▪ 即将步入爆发期

6. ▪ NB-IoT亟需开放的平台

7. ▪ 2016年是NB-IoT产业关键年

1. ▪ 助运营商开启百亿联接市场

2. 4 上海联通打造全球首个NB-IOT样板

3. 5 华为联手沃达丰建立NB-IoT开放实验室

4. 6 华为携手沃达丰完成首个NB-IoT商用测试

1. 7 为物联网而生:NB-IOT开启广袤市场空间

2. 8 电信业谋利物联网:NB-IoT终结“碎片化”

3. ▪ 电信商押宝物联网

4. ▪ 巨头结盟或终结“碎片化”

5. 9 全球NB-IOT论坛筹备会议召开

1. 10 NB-IoT Forum成立,产业步入发展快车道

2. ▪ 中兴通讯成为NB-IoT Forum主要成员

NB-IoTNB-IOT的概述

编辑

对于物联网标准的发展,华为的推进最早。2014年5月,华为提出了窄带技术NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;7月份,NB-LTE跟NB-CIOT进一步融合形成NB-IOT;预计NB-IOT标准会在3GPP R13出现,并于2016年3月份冻结。

此前,相对于爱立信、诺基亚和英特尔推动的NB-LTE,华为更注重构建

NB-CIOT的生态系统,包括高通、沃达丰、德国电信、中国移动、中国联通、Bell等主流运营商、芯片商及设备系统产业链上下游均加入了该阵营。

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。 NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。

NB-IoT应用场景 (4张)

NB-IoTNB-IOT的前景与优势

编辑

移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上,相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术,移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性,能够带来更加丰富的应用场景,理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术,4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率,还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数,支持海量M2M连接以及更低时延,将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

对于电信运营商而言,车联网、智慧医疗、智能家居等物联网应用将产生海量连接,远远超过人与人之间的通信需求。

NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,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;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。[1]

NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。

NB-IOT使用License

频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存。[3]

因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其可以广泛应用于多种垂直行业,如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。3GPP标准的首个版本预计在今年6月发布,到时候将有一批测试网络和小规模商用网络出现。

目前包括我国运营商在内诸多运营商在开展NB-IoT和研究。就NB-IoT的发展现状,余泉详细阐述了三个精彩观点:一是NB-IoT是蜂窝产业应对万物互联的一个重要机会。二是NB-IoT要成功必须要建立开放产业平台。三是2016年是NB-IoT产业非常关键的一年,标准、芯片、网络以及商用应用场景都会走向成熟。

NB-IoT让世界万联 (4张)

NB-IoTNB-IOT的需求与发展

编辑

随着智能城市、大数据时代的来临,无线通信将实现万物连接。很多企业预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。目前已经出现了大量物与物的联接,然而这些联接大多通过蓝牙、Wi-Fi等短距通信技术承载,但非运营商移动网络。为了满足不同物联网业务需求,根据物联网业务特征和移动通信网络特点,3GPP根据窄带业务应用场景开展了增强移动通信网络功能的技术研究以适应蓬勃发展的物联网业务需求。

我们正进入万物互联(IoT)的时代,这对于整个移动通信产业来说是一个巨大的机会。这一点在MWC2016上展露无疑。无论是运营商大咖,还是设备商巨头,纷纷展示了完整的物联网解决方案和在不同垂直行业的应用。[4]

当然,实现这一切的基础,是要有无处不在的网络联接。运营商的网络是全球覆盖最为广泛的网络,因此在接入能力上有独特的优势。然而,一个不容忽视的现实情况是,真正承载到移动网络上的物与物联接只占到联接总数的10%,大部分的物与物联接通过蓝牙、WiFi等技术来承载。

为此,产业链从几年前就开始研究利用窄带LTE技术来承载IoT联接。历经几次更名和技术演进,2015年9月,3GPP正式将这一技术命名为NB-IoT。MWC2016上,NB-IoT首次亮相,受到瞩目,运营商和设备商纷纷为其站台和背书。

华为无线网络产品线首席战略官余泉在接受《通信产业报》(网)采访时表示:“NB-IoT是蜂窝网络产业应对万物互联的一个重要机会。我们非常看好NB-IoT的商用前景,推荐将其作为物联网联接技术的首要选择。”

他向记者阐释了NB-IoT的商业和技术优势。从商业层面上来讲,截至目前,蜂窝网络覆盖了全球超过50%的地理面积,90%的人口,是一张覆盖最为完整的网络。 从技术层面上来讲,NB-IoT有4大技术优势。首先是覆盖广,相比传统GSM,一个基站可以提供10倍的面积覆盖;其次是海量连接,200KHz的频率可以提供10万个联接;第三是低功耗,使用AA电池便可以工作十年,无需充电;第四是低成本,模组成本小于5美金。

此前,华为曾向记者算了一笔账,假设全球有500万左右物理站点,全部部署NB-IoT,每个站3个扇区、每个扇区部署200kHz、每小时每个传感器发送100个字节,那么全球站点能够联接的传感器数量高达4500亿。

据了解,NB-IoT可以广泛应用于多种垂直行业,如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。随着3GPP标准的首个版本在6月份发布,将有一批测试网络和小规模商用网络出现。NB-IoT将在多个低功耗广域网技术中脱颖而出。

“NB-IoT在欧洲和乃至全球都呈现出巨大的发展机遇。到2020年IoT全部产业链价值有望达到3万亿欧元,包括全产业链上下游,如网络连接、数据处理、平台应用、商业合作等。”余泉表示,华为已经做好在2016年完成NB-IoT商用的准备。[5]

华为轮值CEO胡厚昆在2015全球移动宽带论坛上发表主题演讲时指出,移动运营商需要立即采取行动,抢占快速增长的物联网市场份额。目前,运营商虽然在可接入性方面拥有独特优势,但是许多其它技术,如ZigBee、蓝牙和内置WiFi也在迅速发展,运营商必须与垂直行业展开激烈竞争。胡厚昆强调,必须迅速制定统一的物联网标准,以推动跨行业发展。

沃达丰集团研发主管Luke Ibbetson对此表示赞同。他指出,目前80%-90%的物联网设备由低功耗的室内系统连接,余下的设备则由蜂窝网络连接。很多人认为,新出现的LPWA(低功耗广域)技术成本低,覆盖又广,将为移动运营商发展物联网带来良机。不过,Ibbetson指出:“我们目前还没有为客户开发出合适的解决方案,因此仍然面临巨大压力。” NB-IoT转向窄带物联网

对于LPWA网络所用到的窄带物联网(NB-IoT),运营商业已达成共识,应使用授权频谱,采用带内、防护频带独立部署。这一新兴技术可以提供广域网络覆盖,旨在为吞吐量、成本、能耗都很低的海量物联网设备提供支撑。nb-iot。

2015年11月,数家全球主流运营商联合设备商、芯片厂商和相关国际组织,在香港举办NB-IoT论坛筹备会,旨在加速窄带物联网生态系统的发展,成员包括中国移动、中国联通、Etisalat、LG Uplus、意大利电信、Telefonica、沃达丰、GSMA、GTI、华为、爱立信、诺基亚、高通和英特尔。六家运营商成员还宣布,将在全球成立六个窄带物联网开放实验室,聚焦窄带物联网业务创新、行业发展、互操作性测试和产品兼容验证。

目前,运营商已经在客户中展开预标准NB-IoT技术试点工作。例如,德国电信和沃达丰已经采取行动,利用现有基站进行预部署试点,预计试商用部署在2016年下半年进行,正式商用将从2017年初开始。

沃达丰的Ibbetson表示,对3GPP标准的整合充满信心,但他也指出这一过程缓慢而艰难。“希望窄带物联网能在2016年3月份前成为独立标准,同时我们需要尽快决定使用哪个频段。”

华为也希望相关标准能尽快得到确认,这样行业才能启动大规模的物联网部署。胡厚昆指出:“华为在技术方面已经准备就绪,希望能尽快抓住窄带物联网的机遇。”

窄带物联网具有四大优势:电池寿命长(超过十年)、成本低(每个模块不足5美元)、容量大(单个小区能支持10万连接)、覆盖广(能覆盖到地下)。nb-iot。

Ibbetson认为:“如果产业链不能将单模块成本降到两三美元以下,实现大规模应用,NB-IoT市场就做不起来。我们需要从全局角度出发,以极低的成本将物联网模块嵌入设备中。”

胡厚昆也认为,要想刺激NB-IoT大规模发展,通信模块成本必须低于5美元。如果成本降到1美元以内,则会带来爆发式增长。

NB-IoT即将步入爆发期

随着网络连接、云服务、大数据分析和低成本传感器等所有核心技术的就绪,物联网已经从萌芽期步入迅速发展的阶段,大多数分析师对此都表示认可。

埃森哲亚太区高科技和电子产业主管David Sovie指出,每个CIO都应尽快制定物联网发展策略,否则将会在竞争中落败。IBM研究院物联网全球战略计划主管Wei Sun表示,IBM各行各业的大客户都在探索物联网产品和服务。

越来越多的行业已经在使用物联网技术提高效率,提升客户满意度并降低运营成本。例如,汽车零部件、家用电器及安全系统制造商博世已经将很多产品线连接起来,并从移动互联技术,尤其是车联网领域的崛起中直接获益。

在医疗领域,飞利浦已经开发了多款电子医疗应用,包括一款供慢性病患者使用的贴片。该贴片使用传感器实时收集患者健康数据,并传输到云平台,医护人员可以对数据进行监控,并适时采取医疗干预措施。

飞利浦数字加速器项目主管Alberto Prado指出,设备和系统的互操作性是数字医疗行业崛起的关键。随着协作护理模式日益盛行,未来的医疗必然将整合所有资源,并以主动预防为主。

为了迎接物联网领域的巨大机遇,整个产业不仅需要推动技术创新,还需要推动商业模式创新和跨行业协作。由于用例、应用和商业模式纷繁多样,物联网市场将比移动市场更加碎片化。

胡厚昆表示:“这将有赖于产业链上不同的利益相关者精诚合作。在物联网时代,运营商需要将关注的重点由管理技术扩展至管理整个生态系统。整个行业正处在紧要关头,运营商需要立即行动起来,抓住这一新的蓝海机遇。”[3]

NB-IoTNB-IoT亟需开放的平台

nb-iot。

“NB-IoT产业生态系统正在快速成长,它更需要运营商与IoT相关产业参与者精诚合作,携手共进。”谈及NB-IoT落地的挑战,余泉介绍。

就在MWC2016举办前一天,GSMA联合企业各方举办全球首届NB-IoT峰会,并在会上成立NB-IoT forum。该联盟成员包括全球主流运营商、网络设备厂家以及主要芯片模组厂家等诸多产业链企业。

NB-IoT技术详解
篇二:nb-iot

为了达到涵盖范围延伸(Coverage Enhancement, CE)以满足布建在细胞(Cell)边缘或地下室等信道质量较低的NB-IoT UE,基地台与NB-IoT UE之间透过采用较少数量的子载波(Subcarrier)与将欲传递的数据作重复传送以利于接收端提高正确解出数据的成功率。依照目前规格的规范,在随机存取(Random Access)信道、控制信道与数据信道所传递之讯息的重复传送次数最高可高达128、2,048与2,048次。

三种运行模式各有发挥 灵活运用频段资源

涵盖范围延伸(Coverage Enhancement Level, CE Level)共分为三种等级,分别为达到可对抗最大耦合损失(Maximum Coupling Loss, MCL)为144dB、154dB、164dB的讯号能量衰减。基地台与NB-IoT UE间会根据所在的CE Level来选择相对应的讯息重复传送次数。

另一方面,为了使营运商能灵活地使用LTE频段或非LTE频段来布建NB-IoT系统以及考虑到对LTE系统的兼容性,单一载波带宽被限制为180KHz,相当于一个PRB(Physical Resource Block)的带宽。

NB-IoT支持在频段内(In-Band)、保护频段(Guard Band)以及独立(Stand-alone)共三种运行模式。In-Band运行是利用LTE载波(Carrier)内的PRB进行数据传输,Guard Band运行是利用LTE载波内的Guard Band来进行数据传输,Stand-alone运行则是使用非LTE频段的载波来进行数据传输。为了提高NB-IoT的市场需求性,三种运行模式的设计具有一致性,但In-Band与Guard Band两种运行模式则需特别考虑到对LTE系统的兼容性。NB-IoT所支持的最速率(Data Rate)在上行(Uplink)为64Kbit/s,下行(Downlink)为28Kbit/s。

目前正值标准讨论中的阶段,接下来我们将针对物理层与接口访问控制层受影响的信道设计、功能与程序做介绍。由于截稿前,NB-IoT第十三版本的规格尚在RAN大会上等待通过,故以下的介绍以基于规格送审前的数据为主。

物理层的变更

NB-IoT在多重存取(Multiple Access)技术的选择上,使用与LTE系统相同之Multiple Access技术,亦即在下行使用正交分频多路存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA),在上行使用单载波分频多重存取(Single Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA),且子载波间距 (Subcarrier Spacing)以及讯框架构(Frame Structure)与LTE系统相同。

另外,考虑到NB-IoT UE的低成本需求,在上行亦支持单频(Single Tone)传输,使用的Subcarrier Spacing除了原有的15KHz,还新制订了3.75KHz的Subcarrier Spacing,共48个Subcarrier。

由于带宽最多仅有1个PRB,所以不同物理层通道之间大多为分时多任务(Time Division

Multiplexed, TDD),也就是在不同时间上轮流出现。另外,考虑到NB-IoT UE的低成本与低复杂度,Release-13 NB-IoT仅支持分频双工(Frequency Division Duplex, FDD)且为半双工(Half Duplex),亦即上行与下行使用不同的载波,且一NB-IoT UE传送和接收需在不同时间点进行。

在NB-IoT中,因为带宽大小以及NB-IoT UE能力的限制,舍弃了LTE系统中如实体上行共享信道(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)、实体混合自动重传请求或指示通道(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH)等物理层通道。

HARQ的实认信息(HARQ-ACK)/否定应答(NACK)将会传送在NB-IoT中新制定的数据信道中,而LTE系统中的周期性信道状态信息(Periodic CSI)回报,也因为考虑到资源有限与NB-IoT UE的电量耗损,在NB-IoT中不予支持。

原有LTE系统中的其他物理层信道如实体下行控制信道(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)以及传送实体随机存取信道(Physical Random Access Channel, PRACH)也都有对应功能的新物理层信道设计,本文将逐一简介。

调变与编码机制

NB-IoT中下行使用的调变为正交相位位移键控(QPSK),上行若为多频传输(Multi-Tone Transmission)则使用QPSK,若为单频传输则使用π/2 BPSK或π/4 QPSK,此为考虑到降低峰值功率比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)的需求。

信道编码方面,为了减少NB-IoT UE译码的复杂度,下行的数据传输是使用尾端位回旋码(Tail Biting Convolutional Coding, TBCC),而上行的数据传输则使用Turbo Coding。 混合式自动重新传送程序

在NB-IoT中,由于可用资源有限以及重复传送的行为,若在上行使用同时(Synchronous)的混合式自动重新传送程序(HARQ Process)会使得上行资源运用更加困难,因此在NB-IoT中上行和下行都使用非同时(Asynchronous)的HARQ Process,亦即若需重传则会根据新接收到的下行控制信息(Downlink Control Information, DCI)来做重传。另外,为了减少NB-IoT UE的复杂度,只支持一个HARQ Process,且在下行不支持冗余版本(Redundancy Version, RV),在上行则支持RV 0、RV 2。

单频传输

NB-IoT UE在上行可使用单频传输,其中Subcarrier Spacing可为15KHz以及3.75KHz。因为15KHz为3.75KHz的整数倍,所以对LTE系统有较小的干扰。由于下行的Frame Structure与LTE的相同,且为了使上行与下行的时间有清楚的关系,制定Subcarrier Spacing为3.75KHz的Frame Structure中一个符槽(Slot)包含7个符元(Symbol)共2ms长,是LTE系统中一个时槽(Slot)时间长度的4倍。

NB-IoT系统中的取样频率(Sampling Rate)为1.92MHz,Subcarrier Spacing为3.75KHz

Frame Structure中一个Symbol的时间长度为512 Ts(Sampling Duration)加上循环前缀(Cyclic Prefix, CP)长16Ts,共528Ts。因此,一个Slot包含7个Symbol再加上保护区间(Guard Period)共3840Ts,即2ms长。

资源单位

有别于LTE系统中资源分配的基本单位为子讯框(Subframe),NB-IoT在上行中根据Subcarrier的数目分别制订了相对应的资源单位做为资源分配的基本单位,如表1。

表1 NB-IoT上行资源单位的subcarrier数目与slot数目组合。

其中3.75KHz Subcarrier Spacing只支持单频传输,资源单位的带宽为一个Subcarrier,时间长度是16个Slot,也就是32ms长。15KHz Subcarrier Spacing支持单频传输和多频传输,带宽为1个Subcarrier的资源单位有16个Slot的时间长度,即8ms。带宽为12个Subcarrier的资源单位则有2个Slot的时间长度,即1ms,此资源单位即是LTE系统中的一个Subframe。资源单位的时间长度设计为2的幂次方是为了在排程上可有效的运用资源,较不易产生资源空隙而造成资源浪费。

表1中NPUSCH Format 1的资源单位是用来传送上行数据的。NPUSCH Format 2是NB-IoT UE用来传送指示NPDSCH有无成功接收的HARQ-ACK/NACK,所使用的

Subcarrier的索引(Index)是在由排程对应的NPDSCH的下行配置(Downlink Assignment)中指示,重复传送次数则是由无线资源控制模块(Radio Resource Control, RRC)参数配置。

同步讯号

NPSS(Narrowband Primary Synchronization Signal)为提供NB-IoT UE时间和频率同步的参考讯号,但NPSS中并不带有分区(Sector)ID。NSSS(Narrowband Secondary Synchronization Signal)带有Physical Cell ID。NPSS与NSSS的资源位置避开了LTE系统中的控制区域,其资源位置如图1。nb-iot。

图1 承载NPSS和NSSS的资源位置

NPSS的周期是10ms,NSSS的周期是20ms。NB-IoT UE在寻找细胞(Cell Search)时,会先检测NPSS,因此NPSS的设计为短的ZC(Zadoff-Chu)序列,对于最初的讯号检测和初步的同步复杂度较低且有好的效果。

窄频参考讯号

NB-IoT下行最多支持两个天线端口(Antenna Port)的参考讯号,资源的位置在时间上与LTE系统的细胞参考讯号(Cell-Specific Reference Signal, CRS)错开,在频率上则与之相同,因此在In-Band Operation若有检测到CRS,可与NRS共同使用来做通道估测,如图2。

图2 NRS资源位置

因此,NB-IoT下行仅支持单天线(Single Antenna)和传送分集(Transmit Diversity)这两种传送模式(Transmission Mode)。

系统信息

系统信息MIB-NB(Narrowband Master Information Block)承载于周期640ms之周期性出现的NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel)中,其余系统信息如

SIB1-NB(Narrowband System Information Block Type1)等则承载于NPDSCH中。SIB1-NB为周期性出现,其余系统信息则由SIB1-NB中所带的排程信息做排程。 有效下行子讯框

在NB-IoT中,一般下行数据传输会传送在NPDSCH中,下行控制讯息则是传送在

NPDCCH中,而若某一Subframe不为有效下行子讯框(Valid Downlink Subframe),则原先该在此Subframe传送的NPDSCH或NPDCCH会顺延至下一个Valid Downlink

Subframe来传送。任一Subframe若用来传输NPSS、NSSS、NPBCH、SIB1-NB,则不被视为一个Valid Downlink Subframe。

在In-Band Operation中,ENB可能因将资源做为其他用途而会把一个Subframe设定为非Valid Downlink Subframe,此信息将会由承载于SIB1-NB中的一个Bitmap来指示。 Narrowband Physical Downlink Control Channel

Narrowband Physical Downlink Control Channel(NPDCCH)有别于LTE系统中的

PDCCH,并非每个Subframe均有NPDCCH,而是周期性的出现。NPDCCH有三种搜索空间(Search Space),分别用于排程一般数据传输、无线资源控制模块(Random Access)程序相关信息传输,以及呼叫(Paging)信息传输。

各个Search Space有无线资源控制(RRC)配置相对应的最大重复次数Rmax,其Search Space的出现周期大小即为相对应之Rmax与RRC层配置的一参数之乘积。

RRC层亦可配置一偏移(Offset)以调整一Search Space的开始时间。在大部分的搜索空间配置中,所占用的资源大小为一PRB,仅有少数配置为占用6个Subcarrier。

一个DCI中会带有该DCI的重复传送次数,以及DCI传送结束后至其所排程之NPDSCH或NPUSCH所需的延迟时间,NB-IoT UE即可使用此DCI所在之Search Space的开始时间,来推算DCI之结束时间以及排程之数据的开始时间,以进行数据之传送或接收。 Narrowband Physical Downlink Shared Channel

Narrowband Physical Downlink Shared Channel(NPDSCH)是用来传送下行数据以及系统信息,NPDSCH所占用的带宽是一整个PRB大小。一个传输块(Transport Block, TB)依据所使用的调变编码(MCS),可能需要使用多于一个Subframe来传输,因此在

NPDCCH中接收到的Downlink Assignment中会包含一个TB对应的Subframe数目以及重复传送次数的指示。

Narrowband Physical Uplink Shared Channel

Narrowband Physical Uplink Shared Channel(NPUSCH)是用来传送上行数据以及上行控制信息。NPUSCH传输可使用单频或是多频传输,一个TB依据所使用的MCS,可能需要使用多于一个资源单位来传输,因此在NPDCCH中接收到的上行允许(Uplink Grant)中除了指示上行数据传输所使用的资源单位的Subcarrier的Index,也会包含一个TB对

lorawan-nbiot比较
篇三:nb-iot

一、LORAWAN介绍

2013年8月,Semtech公司向业界发布了一种新型的,基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm,与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收灵敏度改善了20db以上,其功耗极低且不需要使用昂贵的温补晶振(TCXO),引起了极大的关注。 由于该产品使用一种特殊的扩频技术,这使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰。在此基础上研发的集中器/网关(Concentrator/Gateway)能够并行接收并处理多个节点的数据,大大扩展了系统容量。基于该技术的测距和定位功能将会推动它在物联网领域的大规模应用。

二、NB-IOT介绍

基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。[1]

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。[2]

三、NB-IoT技术PK LoRa技术 物联网技术之争日趋激烈

知名市场调研机构Gartner的数据显示,2016年预计将有64亿台设备全球联网,到了2020年,这一数字将会增长到208亿台。除了Gartner之外,IMS、IDC诸多机构都给出了类似的预判:联网设备在五年内将增长数倍。

通讯标准缺失一直是物联网发展的重要掣肘,从芯片组到操作系统,从网关到应用,各行各业和单独国家标准各自为阵,这就导致终端与网络没法做到真正的“互联互通”。在物联网领域,每个人都深知通信标准统一的重要意义,这需要强有力的企业来推动。沃达丰、华为、法国运营商Orange都在努力。

据Light Reading报道,沃达丰认为,NB-IoT标准的出现,将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡,后者依赖于使用未授权频谱来支持服务。

NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA(低功耗广域网)解决方案,是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。

但是它面临着来自市场上已有的LPWA技术的竞争。这些LPWA竞争对手中最引人注目的包括Sigfox(一家表示正在17个国家推出网络的法国公司)和LoRa(一个更加“开放的”系统,其支持者包括法国运营商Orange和布依格电信)。

相反,沃达丰集团则通过近日在其英国总部纽伯里携手华为开放的一个NB-IoT实验室加大了其对NB-IoT技术的支持。该运营商早已是NB-IoT论坛的主要成员之一,这一论坛成立于2015年下半年,旨在促进NB-IoT技术的发展。

那些正在探索使用NB-IoT技术来支持商用服务的开发人员和组织,将能够在沃达丰这一实验室测试他们的应用。

沃达丰创新和架构主管Matt Beal表示,沃达丰同时还计划全球其他地区开设这样的实验室,但是它们都不支持测试未授权频谱技术。

“NB-IoT将粉碎Sigfox和LoRa技术,因为它意味着这些技术不再有存在的必要。”Matt Beal这样告诉媒体。

Sigfox和LoRa的支持者指出,NB-IoT尚未出现商用部署,并且未来好几年时间内技术成本仍会居高不下。但是Beal驳斥了这样的担忧,他认为,支持NB-IoT的移动运营商要比使用Sigfox和LoRa技术的运营商拥有更大的客户群规模,并且NB-IoT设备制造商将会根据市场对NB-IoT技术的兴趣增长来定价。

Beal对前期投资问题也表示乐观,他表示沃达丰80%-90%的基站使用了single RAN技术,因此只需要进行软件升级即可支持NB-IoT。

技术战

即使如此,确保网络能够支持NB-IoT对于那些运维老式基站的运营商来说,可能仍是一笔比较昂贵的支出。还有一些声音认为,NB-IoT标准不会如预期中那样包含在今年6月发布的3GPP Release 13中,而是会延缓至未来的Release 14中,这可能使NB-IoT的发展受挫。

根据业内人士透露,目前NB-IoT标准制定的路障是瑞典爱立信公司和华为公司之间的知识产权角力,3GPP希望避免出现“高通局面”,也即避免出现一家公司占据主导地位的局面。

“不要相信这样的话。(技术标准)肯定会在今年6月完成。”沃达丰集团研发首席工程师Luke Ibbetson表示。事实上,Ibbetson认为,NB-IoT的完整商业部署将会在2017年上半年发生。

Light Reading表示,这个目标看起来还是挺靠谱的。法国电信运营商Orange此前告诉媒体,它希望到2017年底能够通过3GPP标准提供LPWA技术网络能力。

与此同时,Orange正在法国投资一张基于LoRa技术的网络。Orange高管曾暗示,LoRa在3GPP标准出现之前只是一个权宜之计,该运营商的策略表明,它可能会做两手准备。

虽然Beal预期NB-IoT会令Sigfox和LoRa消亡,但也有可能Sigfox和LoRa技术的

市场地位变得更加稳固,而NB-IoT则一直羽翼未丰——尤其是其标准化过程一再拖延的话。 LoRa联盟一位发言人声称,NB-IoT的下行链路通信效率不及LoRa。这可能使NB-IoT技术不太适合在那些需要从网络向设备传感器发送通信的场景中进行使用。这位发言人还拒绝将LoRa与NB-IoT之间的竞争关系等同于未授权(频谱)技术和授权(频谱)技术之间的争斗,电信运营商们都在寻求避免经常发生在前者的干扰问题。

LoRa现在已经可以在授权频段进行部署,不过,上述发言人表示,这样做会导致使用费用的上涨(因为授权频谱的成本摆在那里)。

虽然沃达丰似乎永远不可能转向LoRa或Sigfox技术,该运营商的确也在关注3GPP支持的其他针对物联网市场的技术,包括EC-GSM和LTE-M,这些技术也可在特定的场景下发挥一定作用。

但是,沃达丰最大的兴趣所在依然是NB-IoT,Beal将其在纽伯里实验室的成立描述为行业发展的一大“催化剂”。“这类似于智能手机世界里面app store的建设——这是电信运营商app store的开始。”他说。

沃达丰认为,到2020年全球将会有24亿个“可寻址的M2M连接”,并且预计其中14亿连接将会依赖于包括NB-IoT在内的LPWA技术。

LTE NB-IOT 协议介绍
篇四:nb-iot

NB-IOT protocol collection

1. NB-IOT基本概念

 Improved indoor coverage, support for massive number of low throughput devices,

low delay sensitivity, ultra low device cast, low device power consumption  NB-IOT should support 3 different modes of operation:

 ‘Stand-alone operation’ utilizing for example the spectrum currently being used by GERAN

systems as a replacement of one or more GSM carriers, as well as scattered spectrum for potential IoT deployment.  ‘Guard band operation’ utilizing the unused resource blocks within a LTE carrier’s guard-band  ‘In-band operation’ utilizing resource blocks within a normal LTE carrier

 180kHz UE RF bandwidth for both downlink and uplink

 上行支持15kHz和3.75kHz两种subcarrier spacing;下行仅支持15kHz 的sub-carrier

spacing

 3.75kHz 只支持single-Tone;可以提供更大的覆盖,CP较长,对timing要求放松了;  更小的功耗

 仅支持type-B half-duplex FDD operation(type-B定义参考3GPP 36.211 R13 chapter6.2.5)

 NB-IOT vs eMTC vs legacy LTE

 eMTC can only be deployed within LTE system, while NB-IoT has more flexibility as it

can be deployed in-band, guard band and standalone.  NB-IoT can support up to 200k devices per cell per 200kHz

 The NB-IoT uplink transmission (3.75kHz, 15kHz) is much more efficient than eMTC

wideband uplink transmission  NB-IoT has about 6.3dB better coverage than eMTC

In-Band 操作的一些特殊处理???

 Symbols and abbreviations

ULNslots

Number of consecutive slots in an UL resource unit for NB-IoT

2. 36.211-d20

2.1 Uplink(10.1)

2.1.1 Uplink Physical channelsand signals(10.1.1.1)

The following narrowband physical channels are defined: - Narrowband Physical Uplink Shared Channel, NPUSCH - Narrowband Physical Random Access Channel, NPRACH The following uplink narrowband physical signals are defined: - Narrowband demodulation reference signal

Comment: 新增上行信道NPUSCH和NPRACH,新增上行信号NDMRS;

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