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时间:2020-03-19
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1、NB知识点基于蜂窝的窄带物联网NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支,NE-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。NE-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(LPWAN),NB-IOT支持待机时间长,对网络连接要去较高设备的高效连接,据说NE-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
2、的室内蜂窝数据连接覆盖。通常,我们把物联网设备分为三类:①无需移动性,大数据量(上行),需较宽频段,比如城市监控摄像头。②移动性强,需执行频繁切换,小数据量,比如车队追踪管理。③无需移动性,小数据量,对时延不敏感,比如智能抄表。NB-IoT正是为了应对第③种物联网设备而生。NB-IoT源起于现阶段物联网的以下几大需求:覆盖增强(增强20dB)•支持大规模连接,100K终端/200KHz小区•超低功耗,10年电池寿命•超低成本•最小化信令开销,尤其是空口。•确保整个系统的安全性,包括核心网。•支持IP和非IP数据传送。•支
3、持短信(可选部署)。对于现有LTE网络,并不能完全满足以上需求。即使是LTE-A,关注的主要是载波聚合、双连接和D2D等功能,并没有考虑物联网。比如,在覆盖上,以水表为例,所处位置无线环境差,与智能手机相比,高度差导致信号差4dB,同时再盖上盖子,额外增加约10dB左右损耗,所以需要增强20dB。在大规模连接上,物联网设备太多,如果用现有的LTE网络去连接这些海量设备,会导致网络过载,即使传送的数据量小,可信令流量也够得喝上几壶。此外,NB-IoT有自己的特点,比如不再有QoS的概念,因为现阶段的NB-IoT并不打算传送
4、时延敏感的数据包,像实时IMS一类的设备,在NB-IoT网络里不会出现。因此,3GPP另辟蹊径,在Release13制定了NB-IoT标准来应对现阶段的物联网需求,在终端支持上也多了一个与NB-IoT对应的终端等级——cat-NB1。尽管NB-IoT和LTE紧密相关,且可集成于现有的LTE系统之上,很多地方是在LTE基础上专为物联网而优化设计,但从技术角度看,NB-IoT却是独立的新空口技术。今天,我们就来看看这一新空口技术到底有多新?1网络1.1核心网为了将物联网数据发送给应用,蜂窝物联网(CIoT)在EPS定义了两种
5、优化方案:•CIoTEPS用户面功能优化(UserPlaneCIoTEPSoptimisation)•CIoTEPS控制面功能优化(ControlPlaneCIoTEPSoptimisation)对于CIoTEPS控制面功能优化,上行数据从eNB(CIoTRAN)传送至MME,在这里传输路径分为两个分支:或者通过SGW传送到PGW再传送到应用服务器,或者通过SCEF(ServiceCapa-bilityExposureFunction)连接到应用服务器(CIoTServices),后者仅支持非IP数据传送。下行数据传送路
6、径一样,只是方向相反。这一方案无需建立数据无线承载,数据包直接在信令无线承载上发送。因此,这一方案极适合非频发的小数据包传送。SCEF是专门为NB-IoT设计而新引入的,它用于在控制面上传送非IP数据包,并为鉴权等网络服务提供了一个抽象的接口。对于CIoTEPS用户面功能优化,物联网数据传送方式和传统数据流量一样,在无线承载上发送数据,由SGW传送到PGW再到应用服务器。因此,这种方案在建立连接时会产生额外开销,不过,它的优势是数据包序列传送更快。这一方案支持IP数据和非IP数据传送。1.2接入网NB-IoT的接入网构架
7、与LTE一样。eNB通过S1接口连接到MME/S-GW,只是接口上传送的是NB-IoT消息和数据。尽管NB-IoT没有定义切换,但在两个eNB之间依然有X2接口,X2接口使能UE在进入空闲状态后,快速启动resume流程,接入到其它eNB(resume流程将在本文后面详述)。1.3频段NB-IoT沿用LTE定义的频段号,Release13为NB-IoT指定了14个频段。2物理层物理层设计下行上行多址技术OFDMASC-FDMA自载波带宽15KHZ3.75/15KHZ发射功率43dBm23dBm帧长度1ms1msTTI长度
8、1ms1ms/8msSCH低阶调制QBSKBPSKSCH高阶调制QBSKBPSK复核重复最大次数32322.1工作模式部署方式(OperationModes)NB-IoT占用180KHz带宽,这与在LTE帧结构中一个资源块的带宽是一样的。1)独立部署(Standaloneoperation)适合用于重耕GSM频段,G
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