窄带物联网NB-IoT的发展现状及网络部署方案

近年来，随着人人通话的饱和以及物物连接在各个行业的渗透，物联网已经成为时代发展下的产物，物联网业务也将呈现大规模的增长。根据IDC公司的预测，到2020年，全球物联网总连接数将达到300亿，市场规模达到1.7万亿美金。

NB-IoT技术作为众多LPWA技术中的一员，其低功耗、广覆盖、大连接等特点令其脱颖而出，特别在智能抄表、智能路灯、燃气抄表和智能井盖等领域，有着极大的发展空间，未来将会进一步推动推动了智能交通、智能家居、智慧医疗以及智慧物流等行业的快速发展。

作为物联网一个重要分支的NB-IoT已成为业界关注的焦点。本文首先分析了NB-IoT的发展情况及技术特点，然后从网络部署的角度，阐述了NB-IoT各种频率部署方式的具体应用方案再结合国内运营商2G/3G/4G网络的实际情况，提出了基于现网的NB-IoT网络部署方案和建议。

NB-IoT产业发展现状

为在物联网行业目前所处产业爆发前的战略机遇期中获取先机，国内三大运营商积极发力NB-IoT网络建设，中国电信开启800M频段LTE重耕以支持NB-IoT网络；中国联通积极布局基于NB-IoT技术的物联网创新业务，以900Hz/1800MHz双频进行NB-IoT部署；中国移动目前虽于2018年4月获得FDD牌照，但限定只能在县级及县以下农村使用，其部署进度暂落后于其他两家运营商，目前NB-IoT网络一期建设已覆盖346个城市，到2018年年底NB-IoT网络将实现县一级的覆盖。基本策略将协同FDD-LTE及NB-IoT部署进度，积极布局eMTC网络。

NB-IoT部署场景及组网

根据NB-IoT立项中RP-151621的规定，NB-IoT支持三种部署场景，即：独立部署（stand-alone模式）、保护带部署（Guard-band模式）、带内部署（In-band模式）。

1）独立部署：主要是利用现网空闲频谱或是新的频谱部署NB-IoT，频带宽度200kHz。适合GSM和CDMA频段重耕。这种方式具有相对灵活的容量扩展性，同时具有独立的高发射功率，下行速率也比较高。

2）保护带部署：主要体现在NB-IoT工作在LTE系统中边缘的保护带。这种方式容量扩展比较困难，同时还降低了LTE的信噪比。

3）带内部署：主要的优点是容量扩展非常灵活，发射功率较高，但是影响LTE的网络容量，而且还使网络覆盖受限。因为这种方式可占用LTE带内一个Rb的带宽部署NB-IoT。在这种方式下，2个系统的频带相邻就会存在频率干扰。为了避免这种干扰现象，NB-IoT技术的发射功率应该低于LTE功率谱密度的6dB。

NB-IoT组网主要分成五个部分：NB-IoT终端、NB-IoT基站、NB-IoT核心网、物联云平台和应用服务中心。

1）NB-IoT终端：支持各行业的IoT设备接入；

2）NB-IoT基站：主要是指LTE基站；

3）NB-IoT核心网：NB-IoT基站和NB-IoT云的连接枢纽；

4）物联云平台：各类业务的处理及反馈的中心；

5）应用服务中心：既可以获取到本中心的NB-IoT业务数据，也可以完成对NB-IoT终端的控制。

NB-IoT典型应用场景

目前，NB-IoT已日趋广泛地应用在公共事业、智慧城市和工业应用等众多领域。物联网在应用上将涵盖七大类，具体内容如下。

1）公共事业：表类，主要包括智能水表和智能气表。

2）智慧城市：智能停车、智能垃圾桶、智能灯杆。

3）智慧建筑：报警系统、采暖通风空调系统、接入系统。

4）农业与环境：包括农林牧渔、家畜监控、环境监控。

5）消费与医疗：家用电器、宠物/小孩追踪、共享单车、远程临床跟踪。

6）工业应用：工业设备状态监控、进程与安全监控、能源基础设施。

7）后勤保障：工业资产、货柜跟踪、位置与状态更新。

随着NB-IoT技术在各行各业中不断渗透，生态体系也逐渐完善，其对社会发展的影响将越来越明显。