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1、,NB-IoT技术特性与网络构建,做领先的综合智能信息服务运营商,2,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,智能的表,智能的车 智能的家,业务驱动,国家战略推动,智能的工业 全球物联网连接数,预计到2025年物联网连接数250亿 做领先的综合智能信息服务运营商,物联网 (Internet of Things),生态环境成熟,工业互联网 工业4.0,成本下降 过去的20年每 百万晶体管成本的成本下降2700 倍 网络每Gbps 成本下降52倍 存储成本下降13950倍 能力提高
2、 移动网络向万物互联演进 智能终端、传感设备芯片 日趋普及，CPU 0.8微米- 12纳米 云计算、大数据成熟商用,转型跨界 软银收购ARM,中国制造2025 互联网+ 3,做领先的综合智能信息服务运营商,4,物联网典型体系架构 应用层：提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标 网络层：广泛覆盖的通信网络是实现物联网的基础设施 感知层：实现物联网全面的感知的核心能力,做领先的综合智能信息服务运营商,物联网接入技术 物联网连接技术中，短距技术仍占主导地位 运营商擅长的广域连接市场 (蜂窝和LPWA)只占20% 左右 NB-IoT作为一种低功率广覆盖(LPWA)技术，优化覆盖、成本、 功
3、耗，提升运营商在海量LPWA连接市场的竞争力,覆盖,速率,WIFI （短距高速） Bluetooth ZigBee Z-Wave （短距低速）,3G/4G （长距高速） 2G LPWA （长距低速）,预计到2025年物联网连接数250亿 来源于: machina research,5,NB-IoT和LoRa均为低功率广覆盖技术,IoE长距离,超低成本 Weightles 高可靠,超低功耗 OnRamp高速率,做领先的综合智能信息服务运营商,蜂窝物联网无线接入技术,6, ,2G/3G/4G M2M/MTC 基于人人通信设计 高速率、无缝移动性 高成本、高功耗,4.5G IoT 更多物的连接 广覆
4、盖、低成本、 低功耗、低速率, ,5G 全连接 Sigfox LoRa 超大连接 HaLow超低时延 s ,做领先的综合智能信息服务运营商,物联网是中国电信未来的战略应用 物联网作为中国电信2+5重点发展方向之一，是重点开拓的新兴业务领域 Cat1：加快发展，2016年7月启动 NB-IoT：部署基于800M的NB-IoT网络，2017年上半年覆盖全网 Cat-M：根据标准、产业成熟情况，适时引入,7,市, 8%,做领先的综合智能信息服务运营商,公共事 业, 15%,农业和环 境, 21%,智慧, 27%,8,LPWA主要应用场景 GSMA研究报告定义了7种LPWA应用分类：智慧楼宇、智慧城市
5、、农业和环境、消 费电子、物流、公共事业 智能水表 智能气表, 报警系统 采暖通风与空 调系统 接入控制,垃圾桶, 智能停车 智能 智慧城 智能灯杆, 农业应用（农林牧渔监控， 家畜监控） 环境监控（污染、噪音、 雨、风、河流流速、健康危 害、数据搜集与实时监控,物流, 9% 消费电 子, 17% , ,VIP追踪 智能自行车 生活辅助 远程临床跟踪, 智能电表 工业控制、安全监控 能源基础设施监控 自动贩卖机 工, 工业资产、货柜追 踪 穿戴设备 大型家用电器, 2018年中国低功耗广域网M2M总 连接数预计达到4.2亿 2022年中国低功耗广域网M2M总,连接数预计达到27亿,做领先的综合
6、智能信息服务运营商,NB-IoT应用场景,9,业务特征 10Mbps 1Mbps 低成本、移动性,100kbps 广覆盖、低成 本、低功耗、低 移动性、时延不 敏感,网络技术 4G(Cat 39) 4G (Cat 1) LTE eMTC(Cat M1),NB-IoT(Cat NB1),NB-IoT网络目标承载广覆盖、低功耗、低成本、低速率窄带物联网数据业务,应用场景 视频监控 车载信息 娱乐 POS 可穿戴,宠物跟踪 传感 抄表 停车 物 流监控 农林牧渔 (LPWA),LPWA主要市场 填补以往技术空白,做领先的综合智能信息服务运营商,10,主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NB-IoT
7、技术标准与特性 NB-IoT技术对比与竞争分析 NB-IoT网络构建关键问题探讨 NB-IoT试点情况介绍,做领先的综合智能信息服务运营商,相关概念,11,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT R13标准化进展,12,3GPP国际标准进展 CCSA国内标准进展,核心标准 2016.6,性能标准 2016.12,3GPP国际标准：2016.6月完成标准核心部分（基于此进行设备研发），2016.12月全会完成性能部分， 2017.3 月基本完成终端一致性测试一阶段规范 CCSA国内标准：2017.3月完成组内研究讨论，形成送审稿 NB-IoT R13国际国内标准化均已经完成,终端一致性测试
8、 NB-IoT行业标准 2017.3,NB-IoT技术特征,13,低功耗 低成本 NB-IoT 做领先的综合智能信息服务运营商,深覆盖 大连接,Power,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 覆盖增强 覆盖增强20dB（相对GPRS）,14,Power PSD=2000mw/180kHz,功率谱密度提升,PSD=200mw/3.75kHz,重复编码增益,重复216次 增益312dB,D1D2,D1D1D1D1D2D2D2D2 编码增益34dB,上行功率谱密度提升7dB,射频带宽180kHz 窄带,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 覆盖增强 NB-IoT与其
9、他系统覆盖对比,20dB+覆盖增强用于提升室内覆盖深度和覆盖概率,15,有待测 试验证,NB-IoT关键特性 大连接,支持每小区5万个连接 窄带支持更多用户 低占空比的话务模型,小包传输优化空口信令开销， 减少无线资源占用 数据传输优化，终端上下文信息存储 16 做领先的综合智能信息服务运营商,业务模型,20200byte 小数据包低频率发送,30分钟1天 时延不敏感,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT关键特性 低功耗,电池寿命支持10年 芯片复杂度降低，工作电流小 空口信令简化，减少单次传输功耗 PSM(Power Saving Mode)功耗仅15uW eDRX(Extended
10、 DRX)扩展DRX周期，最长2.91小时 长周期TAU，减少发送位置更新，降低功耗,仅支持小区选择和重选，减少测量开销,CONNECTED,IDLE,PSM,CONNECTED,IDLE,MO signaling (TAU or UL traffic),Paging,Paging,Paging,Active Timer Expiry,Paging or MO signaling (TAU or UL traffic),低功耗技术 终端99%时间在PSM状态 Connected:80mw Idle:3mw PSM:0.015mw,数据来源于3GPP TR45.820 7.3.6.4章节 电池容
11、量5000mWh，不考虑电池漏电 17,Cat 4,Cat M1,CatNB1,NB-IoT关键技术 低成本,18, 小于5美金 180kHz窄带系统，基带复杂度低 低采样速率，缓存要求小 单天线，半双工，RF成本低,单片SoC内置功放，降低成本,协议栈简化，减少片内FLASH/RAM,Cat 4 做领先的综合智能信息服务运营商,Cat 0,Cat NB1,MMMB:多模多频段 PMU:电源管理单元 SOC: System on Chip,R8 Cat 4 100% R8 Cat 1 80% Cat 1 R13 Cat M1 20%,R13 Cat NB115%,做领先的综合智能信息服务运营商
12、,终端类型,19,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT网络架构,20,网络侧接口,S1、S6a、S11、S5/S8、Uu, 与LTE网络相同，针对C-IoT进行了增强/优化 业务平台接口 SGd：传输SMS（SMS IN MME模式） S6c：SMSC向HSS获取路由信息 T6a：MME与SCEF之间传输非IP数据,C-SGN,SGi,S5/S8,S1-U,S1-MME-C,APIs,T6a,CIoT UE,E- UTRAN,SGW- CIoT,SCEF,HSS S6a,SMSC,PGW- CIoT,CIoT Server,Uu,MME- CIoT S11,网络侧 S6c SGd,架构
13、与LTE一致 功能优化与裁剪 业务平台,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT空口技术,21,基于LTE修改 新定义,RRC PDCP,NB-IoT与LTE的关系 物理层新定义 L2/L3基于LTE修改,S1接口信令简化,上行： Single-tone, ,3.75kHz和15kHz两种子载波间隔 覆盖优，速率低, Multi-tone 15kHz子载波间隔 速率高，覆盖稍差 终端上报支持的能力，网络侧统一调度,NB-IoT空口技术特征 下行： 与LTE一致 OFDMA子载波间隔15kHz，共12子载波,与LTE不同,RLC MAC PHY NB-IoT协议栈,做领先的综合智能信息服务运
14、营商,eNB,UE,PDCP RLC MAC PHY,PDCP RLC MAC PHY,eNB,UE,MME,NAS,NAS RRC PDCP RLC MAC PHY,RRC PDCP RLC MAC PHY,User-plane protocol stack Control-plane protocol stack,NB-IoT无线空口协议栈 控制平面 NB-IoT终端只支持控制面优化方案，PDCP层透传 用户平面 NB-IoT通过控制面优化方案（通过NAS信令传输小数据包）时，不使用用户面 NB-IoT终端同时支持控制面优化方案和用户面优化方案时，只有接入层安全激活才使用PDCP层,22,
15、做领先的综合智能信息服务运营商,23,独立,LTE带内 LTE保护带,180kHz 180kHz,NB-IoT工作模式 NB-IoT 工作模式,LTE带宽3MHz LTE带宽5MHz,空闲上下行对称频谱200kHz,CDMA,200kHz,做领先的综合智能信息服务运营商,接入控制和QoS,24,接入控制 Access Barring(AB), ,当基站流控过载或CPU负荷过载时，触发 接入控制 MIB广播AB是否开启 如AB开启，终端不进行RRC连接建立/恢 复流程 通过SIB 14 ab-Barring-Bitmap指示某类,型终端禁止接入,新增对例外报告、AC11-15高优先级用户 的接入控制,QoS 无LTE QoS机制, ,支持优先传输MO Exception Data 例外报告（烟雾火警探测上报等）的优先 级比较高，时延也有要求。从UE应用层触 发例外报告传输开始，数据传递到基站准 备发往核心网的时间不能超过10s,做领先的综合智能信息服务运营商,NB-IoT数据传输方案,25,CP方案,UP方案,RRC Idle,RRC Release,RRC Resume,Low Layer Connection Failure,NB-IoT UE,MME,
