NB-IoT技术特性与网络构建

NBNB-IoTIoT技术特性与网络构建技术特性与网络构建做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商2 2主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述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智能的表表智能的智能的车车智能的智能的家家业务驱动业务驱动国家战略推动国家战略推动智能的智能的工业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)生态环境成熟生态环境成熟工业互联网工业4.0成本下降成本下降过去的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倍能力提高能力提高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转型跨界软银收购ARM中国制造2025互联网+3 3做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商4 4物联网典型体系架构应用层：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：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：感知层：实现物联网全面的感知的核心能力标准类型标准类型LPWALPWA技技术术网络定位网络定位国际标准NB-IoT广域物联网技术低成本、电信级、安全可靠国际标准LTEeMTC广域物联网技术相对低成本、电信级、安全可靠私有标准LoRa广域物联网技术独立建网、非授权频段、干扰不可控、可靠性差私有标准Sigfox广域物联网技术Sigfox与运营商合作建网、非授权频段做领先的综合智能信息服务运营商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、功耗，提升运营商在海量LPWA连接市场的竞争力覆盖覆盖速率速率WIFIWIFI（短距高速）BluetoothBluetoothZigBeeZigBeeZ Z-WaveWave（短距低速）3G/4G3G/4G（长距高速）2G2GLPWALPWA（长距低速）预计到2025年物联网连接数250亿来源于:machina research5 5NBNB-IoTIoT和和LoRaLoRa均为低功率广覆盖技术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 62G/3G/4GM2M/MTC基于人人通信设计高速率、无缝移动性高成本、高功耗4.5GIoT更多物的连接广覆盖、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 7市市,8%8%做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商公共事公共事业业,15%15%农业和环农业和环境境,21%21%智慧智慧,27%27%8 8LPWA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、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物流,9%9%消费电消费电子子,17%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 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27亿做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商NB-IoT应用场景9 9业务特征10Mbps1Mbps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)NBNB-IoTIoT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做领先的综合智能信息服务运营商1010主要内容 物联网和蜂窝物联网技术概述 NBNB-IoTIoT技术标准与特性技术标准与特性 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试点情况介绍缩略语缩略语英文英文中文中文备注备注M2MMachineToMachine机器对机器3GPPR10前使用MTCMachineTypeCommunication机器类通信3GPPR10开始使用eMTCEnhancedMachineTypeCommunication机器类通信增强3GPPR13（CatM1）LTE-MLTE-MachineLTE机器类通信泛指用LTE支持MTC/eMTC的解决方案IoTInternetofThings物联网互联网从人向物的延伸。各种信息传感设备与互联网结合形成的一个巨大网络。包含物与物，物与人CIoTCIoTCellularInternetofThingsCellularInternetofThings蜂窝物联网蜂窝物联网用蜂窝网络优化承载物联网解决方案用蜂窝网络优化承载物联网解决方案NBNB-IoTIoTNarrowbandInternetofThingsNarrowbandInternetofThings窄带物联网窄带物联网3GPPR133GPPR13窄带物联网标准窄带物联网标准多厂家技术的融合多厂家技术的融合NB-CIoTNarrowBandCellularIoT窄带蜂窝物联网华为窄带物联网方案NB-LTENarrowBandLTE窄带LTE爱立信窄带物联网方案(LTE-Lite)做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商相关概念1111做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商NB-IoT R13标准化进展12123GPP国际标准进展CCSA国内标准进展核心标准2016.6性能标准2016.123GPP3GPP国际标准：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CCSACCSA国内标准：国内标准：2017.3月完成组内研究讨论，形成送审稿NBNB-IoTIoT R13R13国际国内标准化均已经完成国际国内标准化均已经完成终端一致性测试NB-IoT行业标准2017.3NB-IoT技术特征1313低功耗低成本NB-IoT做领先的综合智能信息服务运营商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）1414PowerPSD=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312dBD1D2D1D1D1D1D2D2D2D2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1515有待测试验证3GPP45.820定义的NB-IoT话务模型用户的接入间隔（小时）用户比例2440%240%115%0.55%每小时每用户接入次数0.467NB-IoT关键特性 大连接支持每小区5万个连接窄带窄带支持更多用户低占空比低占空比的话务模型小包传输优化空口信令优化空口信令开销，减少无线资源占用数据传输优化数据传输优化，终端上下文信息存储1616做领先的综合智能信息服务运营商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天时延不敏感数据包大小及周期数据包大小及周期电池寿命预估（年）电池寿命预估（年）MCL=144dBMCL=154dBMCL=164dB50bytes,2hours22.811.72.7200bytes,2hours18.86.41.750bytes,1day36.132.018.1200bytes,1day35.126.913.4做领先的综合智能信息服务运营商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年芯片复杂度降低芯片复杂度降低，工作电流小空口信令简化空口信令简化，减少单次传输功耗PSM(Power Saving Mode)功耗仅15uWeDRX(Extended DRX)扩展DRX周期，最长2.91小时长周期长周期TAUTAU，减少发送位置更新，降低功耗仅支持小区选择和重选仅支持小区选择和重选，减少测量开销CONNECTEDIDLEPSMCONNECTEDIDLEMO signaling(TAU or UL traffic)PagingPagingPagingActive TimerExpiryPaging or MOsignaling(TAU orUL traffic)低功耗技术终端99%时间在PSM状态Connected:80mwIdle:3mwPSM:0.015mw数据来源于3GPP TR45.820 7.3.6.4章节 电池容量5000mWh，不考虑电池漏电1717Cat 4Cat M1CatNB1NB-IoT关键技术 低成本1818 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/RAMCat 4做领先的综合智能信息服务运营商做领先的综合智能信息服务运营商Cat 0Cat NB1MMMB:多模多频段PMU:电源管理单元SOC:System on ChipR8 Cat 4 100%R8 Cat 1 80%Cat 1R13 Cat M1 20%R13 Cat NB1140dB140dB155dB164dB移动性完全移动性完全移动性完全移动性小区重选相对Cat4的复杂性100%80%20%0 AND Squal0与LTE不同：无Qrxlevminoffset、Qqualminoffset(不考虑PLMN优先级）小区重选小区重选仅使用Ranking based准则，不使用基于优先级的小区重选测量阈值仅考虑RSRP，不考虑RSRQ重定向重定向终端离开RRC连接态，UE试图根据RRCConnectionRelease-NB消息中的redirectedCarrierInfo驻留到一个合适小区，如果找不到合适的小区，或者RRCConnectionRelease-NB消息中未包含redirectedCarrierInfo，允许UE驻留到任何一个合适的载波切换切换R13R13 NBNB-IoTIoT不支持终端测量与上报，不支持切换不支持终端测量与上报，不支持切换。寻呼寻呼NB-IoT DRX周期最大值为最大值为10485.76s10485.76s(2.91h)(2.9