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1、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1 NB-IoT 背景物联网（IoT，Internet of Things）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

2、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（Narrow Band Internet of Things） 协议标准。NB-IoT，英文全拼 Narrow Band Internet of Things，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，

3、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 GSM 1000 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

4、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。2 NB-IoT 相关技术2.1.1 NB-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、LT

5、E Guardband 和 LTE In-band 3 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。2.1.2 NB-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

6、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

7、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-BTS3205E42L(T)42、 LTE-杭州高铁BTS3900LTE177171 L(T)12540、LTE6 L(FT)-BTS3900 LTE12358207 L(F)173L(FT)11978 L(T)DBS3900 LTE5L(T)45套TD-S6715TD-S6715、TD-S3套119套BTS3900_GSM5516GSM14121、GSMBTS3900A_GSM154GSMBTS3900B_GSM1GSMDBS3900_GSM7010GSMBTS

8、3012 GSM725GSMBTS3006C GSM715GSM杭州移动各网元版本分布如下：网元类型数量版本BTS3205E42BTS3205E V100R010C10SPC150BTS LTE8BTS3900V100R009C00SPC112BTS3900 V100R009C00SPC135BTS LTE614BTS3900 V100R010C10SPC150 BTS3900 V100R010C10SPC220 BTS3900 V100R010C10SPC250BTS3900 LTE11760BTS3900 V100R011C10SPC180BTS3900 V100R011C10SPC210

9、BTS3900 LTE19BTS3900 V100R012C00SPC710DBS3900 GSM12681BTS3900V300R015C00SPC0104 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

10、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）

11、 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 MRFU V2 或者替换成 MRFU V2，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

12、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 34db，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

13、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_vGTMU1h718862 远见智能DM三模改造h010313 远见智能_vGTMU1H814020 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 1800GTMUbh819628 长河水产市场 DM三模改造h118493 长河水产市场GTMU1h810537 优能科技DMTDD 改造h015899 优能科技GTMUbh710794 长河日月DM三模改造h010394 长河日月GTMUbh718403 南环路

14、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GTMUbH713861 滨江南环路江虹路口 DMGSM&TDD 改造h013853 南环路江虹路口GTMUbH810717 滨江标准工业集团 DM三模改造h010360 标准工业集团GTMU1H813401 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GTMU1H710575 滨江长河DM三模改造h010175 长河GTMU1h813745 长一村南TDD 改造h118428 长一GTMUbDM村南 1800_bh719148 马湖村DMTDD 改造h019148 马湖村GTMU1h719475 滨江移动枢纽大楼 DMGSM&TDD 改造h019475 滨江移动枢纽大楼_vGTMU1h810701 长翼纺织DM三模改造h015803 长翼纺织GTMU1H817711 滨江白马湖白鹤苑 DM三模改造h018259 白马湖白鹤苑GTMU1H819118 滨江万利工具 SM三模改造h119118 万利工具_bGTMUbh819524 省外呼中心 DMGSM&TDD 改造h118267 省外呼中心_aGTMUbh819528 兴业嘉园DM三模