NBIoT物联网XXXX移动NBIoT项目建设白皮书.docx

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NBIoT物联网XXXX移动NBIoT项目建设白皮书

XXX移动NB-IoT项目建设白皮书

1NB-IoT背景

物联网（IoT，InternetofThings）是未来信息技术发展的重要组成部分，其主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接，从而实现人机互连，物物互连的智能化网络。

根据物联网业务带宽、功耗、连接数的不同，可划分为三个层次，如下图所示。

物联网业务总体特征图:

1）高速率业务主要指支持外接电源供电、对功耗无要求的业务（如视频监控、电子广告牌等）。

2）中等速率业务主要指支持外接电源供电、对功耗要求不严格的业务（如智能家居、传统车联网等）。

3）低速率业务主要指通过电池供电、要求超低功耗和超长待机时间，具有超大连接数，超低成本的业务（如无线抄表，工业传感等）。

由于传统无线网络没有对物联网业务进行过专门设计和优化，因此无线数传功耗较大，成本较高，不适用于大连接、低速率、低功耗、低成本的物联网业务场景。

3GPP针对此类物联网业务的特点，专门设计制定了NB-IoT（NarrowBandInternetofThings）协议标准。

NB-IoT，英文全拼NarrowBandInternetofThings，即基于蜂窝的窄带物联网,NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，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）,与其他LPWA技术相比，NB-IoT提供最佳的性能体验，包括相比较GSM的20db增强，10年的使用周期，超过GSM1000倍的连接数。

NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

NB-IoT设备电池寿命可以提高至

少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

在现有无线网络的基础上，NB-IOT为物与物之间的通信提供更好的网络覆盖，支持更多联接，以及更低的终端功耗，从而满足行业，公共，个人，家庭等领域的应用，例如水电燃气的抄表，市政的路灯和垃圾管理，畜牧养殖灌溉，以及环境监测等等。

物联网技术是支撑“网络强国”和“中国制造2025”等国家战略的重要基础，在推动国家产业结构化和优化过程中发挥重要作用，中国移动为了促进蜂窝物联网端到端产品的快速成熟，加快构建跨界融合、合作创新、开放共赢的物联网生态系统，满足未来广大垂直行业需求，落实国家发展战略，从而率先进行了NB-IoT/eMTC技术验证，为后续发展奠定了坚实的技术理论依据。

2NB-IoT相关技术

2.1.1NB-IoT的增益

NB-IoT带来的价值如下：

1）频谱资源利用最大化

NB-IoT支持Standalone、LTEGuardband和LTEIn-band3种部署方案，可充分利用运营商现有的频谱资源，提升频谱利用率。

2）支持大量低速用户

NB-IoT基于低速率、低频次数据传输的M2M应用的业务模型，因此可以支持大量用户。

3）深度覆盖

通过时域重复和功率谱密度提升等技术，覆盖深度与GSM相比获得了20dB的增益。

4）终端低功耗

NB-IoT针对物联网业务特点，优化了协议栈，使得信息处理和信令交互过程得到简化，降低了终端耗电，延长了待机时间。

2.1.2NB-IoT的架构

NB-IoT的端到端系统架构如下图所示。

NB-IoT终端：

通过空口连接到eNodeB。

eNodeB：

主要承担空口接入处理和小区管理等相关功能，通过S1-lite接口与IoT

核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。

IoT核心网：

承担与终端非接入层交互的功能，将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理。

IoT平台：

汇聚从各种接入网得到的IoT数据，根据不同类型转发至相应的业务应用进行处理。

应用服务器：

是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。

3杭州移动组网图

杭州移动基站包含GSM、TD-S、LTE三种制式的网元，TD-S基站面临退网，数量不是很多，大部分网元是GSM和LTE制式，其中LTE又分为小站和宏站两种，LTE宏站又分为FDD和TDD两种模式，FDD只占少量。

杭州移动各网元详细分布如下：

U2000数量

BSC数量

网元类型

数量

制式、总量

5套

----

BTS3205E

42

L（T）

42、LTE

--

杭州高铁BTS3900

LTE

177

171L（T）

12540、LTE

6L（FT）

--

BTS3900LTE

12358

207L（F）

173

L（FT）

11978L（T）

DBS3900LTE

5

L（T）

45套

TD-S

6715

TD-S

6715、TD-S

3套

119套

BTS3900_GSM

5516

GSM

14121、GSM

BTS3900A_GSM

154

GSM

BTS3900B_GSM

1

GSM

DBS3900_GSM

7010

GSM

BTS3012GSM

725

GSM

BTS3006CGSM

715

GSM

杭州移动各网元版本分布如下：

网元类型

数量

版本

BTS3205E

42

BTS3205EV100R010C10SPC150

BTSLTE

8

BTS3900V100R009C00SPC112

BTS3900V100R009C00SPC135

BTSLTE

614

BTS3900V100R010C10SPC150BTS3900V100R010C10SPC220BTS3900V100R010C10SPC250

BTS3900LTE

11760

BTS3900V100R011C10SPC180

BTS3900V100R011C10SPC210

BTS3900LTE

19

BTS3900V100R012C00SPC710

DBS3900GSM

12681

BTS3900V300R015C00SPC010

4杭州移动NB-IoT站点解决方案

4.1.1杭州移动整体计划

杭州移动NB-IoT实验项目整体分为两个阶段：

第一阶段是2016年11月底完成22个站点的NB的开通和基本测试场景的验收，主要进行NB-IoT关键技术能力，组网性能和端到端能力的验证，为后续规模开通提供理论技术实践依据；

第二阶段是2017年4月，完成最少两个垂直行业的试点应用，面向商用规模试点，NB规模开通大概在100站点左右，主要进行：

面向同频组网、规模指标探索的规划、升级和新建性能对比建设、物联小站和室分等新技术新方案，为后续大规模商用典型坚实的基础。

4.1.2杭州移动试点范围

根据项目的总体要求，中国移动浙江分公司在杭州的主城滨江区域选择了22个逻辑站（19个物理站）规模的试点区域，该区域内涉及的场景包括：

高架道路、商住区、科技园区、工业厂区、商务办公楼等，计划在本区域内完成包括NB-IoT的所有一阶段相关测试工作。

图2和图3分布标示出了NB-IoT试点区域在杭州滨江的位置和试点站点详细分布图。

试点区域在杭州滨江区的位置

试点站点详细分布图

4.1.3站点详细解决方案

根据移动集团测试规范要求：

1）NB-IoT基站分布要和传统核心网、虚拟核心网对接。

2）NB-IoT基站要和同站址的TDD基站或者GSM基站进行对比测试，包含速率、覆盖、时延等等。

3）选择的试点区域必须是连片的。

所以就有两种向NB演进的方式：

GSM升级改造和TDD升级扩容方式。

我司主推TDD

升级扩容向NB的演进方式。

GSM升级改造：

在BBU框里面新增一块NB的主控和基带板，利旧MRFUV2或者替换成MRFUV2，天面利旧或者替换。

TDD升级扩容：

在BBU框里面新增一块NB的基带板，主控利旧，天面新增。

杭州移动NB-IoT试点组网图：

由于受天面的制约，第一次选择的站点大部分站需要天馈合路，但天馈合路会导致整网性能下降3~4db，不满足系统部和研发等对站点选择的诉求，需要重新规划试

点区域。

但从整个滨江区看，天面不合路而且又连片的站点十分困难，要么天馈合路，要么提出新的解决方案来解决天面的问题。

为了解决天馈不合路的问题，我司提出了三模共BBU框开通NB的方式，也就是把2G和4G放在同一个BBU框里面，新增NB的基带板，但利旧2G的天馈。

杭州移动将采用三种方式开通NB：

GSM升级改造，TDD升级扩容和三模共BBU框。

22个站点分别为：

6个TDD站点新建NB，13个站点使用三模共BBU框开通NB，3个GSM站点上新建NB。

TDD站点名称

主设备改造方案

GSM站点名称

GSM主控板型号

h710587铁三角科

技公司DM

三模改造

h019147江三

村_v

GTMU1

h718862远见智能

DM

三模改造

h010313远见

智能_v

GTMU1

H814020滨江长河日月LY信源池DM

三模改造

h110619长河日月LY信源池

三1800

GTMUb

h819628长河水产

市场DM

三模改造

h118493长河

水产市场

GTMU1

h810537优能科技

DM

TDD改造

h015899优能

科技

GTMUb

h710794长河日月

DM

三模改造

h010394长河

日月

GTMUb

h718403南环路江虹路口LY信源池三

DM

三模改造

h110274南环路江虹路口LY

信源池二

GTMUb

H713861滨江南环

路江虹路口DM

GSM&TDD改

造

h013853南环

路江虹路口

GTMUb

H810717滨江标准

工业集团DM

三模改造

h010360标准

工业集团

GTMU1

H813401滨江杭星汽车空调制造厂

DM

三模改造

h019153杭星汽车空调制造

厂

GTMU1

H710575滨江长河

DM

三模改造

h010175长河

GTMU1

h813745长一村南

TDD改造

h118428长一

GTMUb

DM

村南1800_b

h719148马湖村

DM

TDD改造

h019148马湖

村

GTMU1

h719475滨江移动枢纽大楼DM

GSM&TDD改

造

h019475滨江移动枢纽大楼

_v

GTMU1

h810701长翼纺织

DM

三模改造

h015803长翼

纺织

GTMU1

H817711滨江白马

湖白鹤苑DM

三模改造

h018259白马

湖白鹤苑

GTMU1

H819118滨江万利

工具SM

三模改造

h119118万利

工具_b

GTMUb

h819524省外呼中

心DM

GSM&TDD改

造

h118267省外

呼中心_a

GTMUb

h819528兴业嘉园

DM

三模