电信运营商蜂窝物联网组网关键技术的研究

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1、电信运营商蜂窝物联网组网关键技术的研究索昂代吉青海省无线电管理办公室玉树管理处摘要：本文从经典的物联网3层系统架构出发探讨了蜂窝物联网的总体架构。在此背景下，本文对蜂窝物联网组网关键技术及运营商蜂窝物联网的组网关键技术进行了深入浅出的探讨。关键词：蜂窝物联网;NB-IoT;网络切片;收稿日期：2017-09-18ResearchonkeytechnologiesofcellularIoTnetworkingfortelecomoperatorsSUOAng-daijiOfficeofYushuRadioMonagement,WirelessAdministrationofQinghaiP

2、rovicial;Abstract：ThispaperdiscussestheoverallarchitectureofcellularInternetofthingsfromthethrcclayersystemarchitccturcoftheclassicInternetofthings.Inthiscontext,thispaperdiscussesthekeytechnologiesofcellularIoTnetworking.Keyword：Received：2017-09-18物联网在各个行业的应用不断深化，这颠覆性地改变着当今社会牛产和牛活的方式，为产业带来突破式创新、

3、跨越式发展的战略机遇。目前物联网已上升为我国国家新兴战略产业。巨量的物联网连接需求，对物联网的网络接入能力提出了更高的要求。目前的物联网业务以短距接入为主，占到市场一半以上的份额。随着低功耗广域（LPWA）技术的落地，将在部分场景中代替传统的短距接入技术。GSMA报告显示，2020年蜂窝物联网连接数将达到30亿，以NB-ToT和eMTC等为代表的广域蜂窝物联网接入技术由于采用授权频谱，具有干扰小、可靠性高等优势，成为了主流的技术标准。随着工信部第27号公告发布，中国移动止式获得在900MHz频段上部署蜂窝窄带物联网（NB-IoT）技术的许可。中国移动将以先进的移动物联网络和优质的服务，助

4、力各行业数字信息化发展，携手打造低成本、高品质、融合创新的物联网全新生态体系。蜂窝物联网是中国移动的重点发展方向和蓝海市场，物联网服务将成为运营商市场业绩新增长点。在此背景下，本文对蜂窝物联网组网关键技术进行了深入浅出的探讨。1物联网接入技术演进及频谱要求LTE物联网终端类型主要包括Cat4>CatkCat0>CatMl和NB-IoT。各种LTE物联网技术对比情况如表1所示。物联网无线接入技术种类众多，包括ZigBee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距和长距无线通信技术，如图1所示。长距无线技术分为2类，包括工作于未授权频谱的LoRa>SigFox等技术和工作于授权频谱下传统的2G/3

5、G/4G蜂窝技术及其3GPP支持的LTE演进技术，如LTEeMTC、NB-IoT等。受业界青睐的LPWA既包括广域非授权频谱技术LoRa和Sigfox,也包括授权频谱的eMTC和NB-IoT等。目前NB-loT.eMTC等蜂窝物联网技术最受全球运营商的青睐，已经成为运营商开展物联网业务的最佳切入点。表1各种LTE物联网技术对比下载原表传统的2G/3G/4G物联网频率与当前网络一致。由于新的物联网技术NB-IoT与eMTC等产业链发展还不成熟，当前运营商的物联网业务均基于传统的2G/3G/4G蜂窝网络;并且在未来一-段时间内，仍会有部分物联网业务承载在传统蜂窝网络,因此基于传统蜂窝网络的物

6、联网，其使用频率需要与当前网络保持一致。未来NB-IoT/cMTC等基于LTE演进的物联网技术的频率部署总体跟随LTE频谱。NB-loT与eMTC主要为了满足低功率广覆盖的业务。由于低频段在无线覆盖质量的优势，因此，这两种网络优先考虑部署在低频段。基于电信运营商的频谱资源现状，在考虑部署NB-ToT和eMTC等基于LTE演进的物联网技术时需跟进LTE的频谱使用情况。目前屮国移动考虑用于部署NB-IoT的频段为2G的900MHz、1.8GHz和4G的高于2GHz频段。2运营商蜂窝物联网总体技术架构物联网系统架构模型是3层结构:从下往上依次是感知层、传输层和应用层。其中感知层以传感器设备，控

7、制器设备为主;传输层包含负责数据通信的通信网络,物联网网关，路由和接入服务器等;应用层则包含了应用和云服。蜂窝网络是物联网系统的重要选择。蜂窝网络的网络覆盖率高，连接简单，服务质量好，这些优点推动了移动互联网的大发展。以移动互联网为原型，物通过两种方式连接到网络:物直接作为蜂窝移动终端连接到应用层，典型的如移动P0S机;或者把蜂窝终端作为一个接入点连接到互联网，典型的如蓝牙设备通过手机连接互联网，或者传感器网络设备通过一个2G/3G