NB-IOT规划与建网方案-201703

SecurityLevel:NB-IoT规划与建网方案SecurityLevel:目录CIoT行业洞察NB-IOT解决方案NB-IoT商用案例1316年CIoT形成全球热点，17年逐渐启动部署迈向商用之路技术萌芽期2014-2015期望膨胀期2016泡沫化的谷底期2017稳步爬升的光明期2018实质生产的高峰期2019+Expectations时间智能抄表农林牧渔健康监控智能家居智慧城市物流跟踪成熟度曲线第一代产品，价格高昂，多为定制需求业界诉求覆盖LoRA竞争定位能力Device产能……智慧城市30亿蜂窝物联网连接2020第二代产品，伴随些服务第三代产品，可直接使用，产品包被接受的高增长阶段标准形成NB-M2M-NB-CIoT-NB-IoT媒体宣传开始产业探索现阶段：部分产业需求基本明确，开始启动试点，探索商业模式商用试点43GPP已完成NB-IoT、eMTC第一版标准，并将继续演进经历两次融合，NB-M2M演变为NB-IoTR14核心协议冻结第二次融合成“NB-IoT”NB-M2MNB-OFDMNB-CIoTeMTC2014.52015.82015.92016.3标准冻结首提首提第一次融合成“NB-CIoT”R13R13NB-IoTNB-LTE首提2016.62015.52016.92017R13核心标准冻结R13RAN4性能冻结R14启动中国移动在推动NB-IoT标准冻结的过程中做出了独特的不可替代的贡献华为共计为NB-IoT标准贡献了1008篇提案，通过208项，位居全球第一Huawei厂家1厂家2厂家3厂家4其他20816344792624NB-IoT标准通过提案数统计Huawei厂家1厂家2厂家3厂家4其他1008933287360167450NB-IoT标准提案数统计5NB-IoT/eMTC产业链逐渐成型2017H12017H2NB-IoT芯片XMM7115MDM9206XMM7315Boudica120CalloplemRF91Boudica150NB-IoT/eMTC双模芯片2016Q4FourGee-1510NB-IoT模组NE866SARA-N2BC95MonarchFDDeMTC:900MTDDeMTC:1.9GNB:900MFDDeMTC:900MTDDeMTC:1.9G850M/900M900M/1800MBG96A9500eMTC模组6集团测试进展:NB及eMTC整体进展领先，率先完成20dB覆盖增强测试NB-IOT：分别于2016年12月和2017年1月率先完成StandAlone和InBand模式基本功能测试，包括上下行15K、20dB覆盖增强等eMTC：2017年1月率先完成ModeA基本测试，包括上下行速率、时延、覆盖增强（5dB）验证2017年4月完成ModeB基本测试（3月中下旬高通终端才具备条件）实验室测试进展：率先完成基于3GPP标准协议的端到端验证1杭州外场进展：一阶段测试用例已完成50%，并率先实现协议规定的NB最大覆盖能力提升20dB增益的验证22017-11、完成16用例测试2、完成单站组网验证3、进行1：N组网验证1、2月6日启动eMTCModeA测试2、进行单站组网验证3、进行1：N组网测试2017-022016-122017-03启动NB-IoTSA外场测试1、完成1：N组网测试2、完成多用户场景测试3、完成室分场景测试4、完成业务场景测试NB-IoTeMTC20日7日1、完成覆盖验证；2、完成组网验证；3、完成多用户验证；4、完成业务验证；2017-05完成ModeB测试；杭州外场进展：二阶段（100个站以上）预计三月中旬启动测试，五月中旬完成37目录CIoT行业洞察NB-IOT解决方案NB-IoT商用案例28CIoT建网路线和思路：以终为始，迈向2020无线目标网络FDDeMTC/cat1/4NB-IoTTDDeMTC/cat1/4CIoT宽带物联网窄带物联网基于TD-LTE1:1升级满足物联网业务需求、低成本、广覆盖以FDDLTE规划为目标，兼顾物联网业务需求建网思路2020无线目标网建网路径2020无线目标网络9NB-IoT的建网思路：以终为始，一步规划，分步建设NB-IoT网络=1/N*FDD900目标网以FDD900站点为基础，根据业务需求按需建设NB-IOT业务区域；业务类型；NB-IoT网络=FDD网络NB-IoT站点-NB-IoT/FDD900多模网络FDD900站点-FDD900/NB-IoT多模网络FDD发牌阶段一阶段二规划原则：基于GSM+TDD全站址库选择FDD900目标网站点，以FDDLTE规划为目标，兼顾物联网业务需求分步建设：10分步建设：基于FDD900M目标网站址，按需选取1：N站点建设NB-IoT建议优先在局部区域、选择网络要求较低的业务率先部署；如果FDD发牌，则在FDD发牌后建设所有FDD900M目标网站点，FDD/NB共模建设基于业务需求和目标区域按需建设以杭州滨江为例（智慧停车）RSRP（1:4选站+现网工参）区域内总站址264个；FDD900目标网152个；按照1:4选择NB-IoT站38个，能提供的穿损余量22dB(上行1000bps)。站址比业务1:11:21:4UL250bps（-120dBm）42dB38dB32dBUL1000bps(-110dBm)30dB26dB22dB平均RSRP-74dBm平均SINR6.9dB边缘1%RSRP-88dBm边缘1%SINR-3.7dB注：覆盖余量=1:N组网室外电平–业务所需最低电平11NB-IOT网络组成NB-IOT网络包括NB-IOT终端，NB-IOT基站，NB-IOT分组核心网，IOT连接管理平台，和行业应用服务器。需要升级现网基站支持NB-IOT业务，部署NB-IOT业务专用的EPC。需要新部署IOT连接管理平台（测试阶段可以不部署）。IOT连接管理平台的功能：提供对各种传感器、SIM卡的数据采集、管理功能，同时可以把数据开放给第三方应用系统，让各种应用能快速构建自己的物联网业务。NB-IOT分组核心网产品名：IOTControllerIOT连接管理平台NB-IOT基站行业应用服务器智能水表智能气表智能停车传感器vMMEvPCRFvHSSvS/PGW12NB-IoT频谱部署的三种方式•Standalone部署方式GSMGuardband1:1100K1:3/1:4200KNB-IoTGSMGuardband1:1100K1:3/1:4200K•Guardband部署方式（LTE10M及以上带宽）LTE10MGuardband=200KLTEemissionmaskrequirement=100KNB-IoT•Intraband部署方式（LTE3M及以上带宽）LTENB-IoT180KHz部署模式对比StandaloneGuardbandIntraband频谱来源GSM空闲频谱LTE保护带LTE的RBNB业务下行理论峰值速率单用户：27.2Kbps小区：117.8Kbps单用户：26.15Kbps小区：93.5Kbps覆盖（功率）Standalone和Guardband相当，Inband场景要差。未来扩容演进重耕GSM频点可扩容性较差灵活配置RB三种频谱部署方式对比存在空余频谱或GSM频谱、对覆盖要求高，推荐Standalone方式；存在LTE频谱且有演进扩容需求，推荐采用Intraband方式；LTE频谱10M以上且Guardband部署无法律风险的情况，才可考虑Guardband方案(一般不推荐)频率规划功率规划覆盖规划站点建设13NB-IoT功率规划：从覆盖的角度考虑功率建议不低于3.2WParamatersRRU功率（20W/SA）RRU功率（6.4W/SA）RRU功率（3.2W/SA）(1)TxPowerinOccupiedBandwidth(dBm)433835(2)ThermalNoiseDensity(dBm)-174-174-174(3)OccupiedBandwidth(kHz)180180180(4)ReceiverNoiseFigure(dB)555(5)InterferenceMargin(dB)000(6)EffectiveNoisePower(dBm)=(2)+10log10((3))+(4)+(5)-116.4-116.4-116.4(7)RequiredSINR(dB)-5-9.7-12.6(8)ReceiverSensitivity(dB)=(6)+(7)-121.2-126.1-129.0(9)Rxprocessinggain(dB)000(10)MaximalCouplingLoss(dB)=(1)-(8)+（9）164.4164.1164Datarate(bps)1800970670下行边缘覆盖系统消息，业务数据的发送，按照标准的协议，3.2W的功率可以满足164dB的MCL要求。下行边缘速率下行的功率提升会带来更大的边缘速率下行的业务容量下行的功率增加会下行的容量NB-IoT影响功率规划因素只从覆盖和边缘速率要求的角度看，3.2w可满足需求基于覆盖分析，满足最大MCL（164dB）要求，下行速率为670bps，功率越大边缘速率越大，实际尽量按照大于3.2W功率配置频率规划功率规划覆盖规划站点建设14维度定义用户分布根据杭州的密集城区场景，用户按照全部均匀分布业务模型1典型表类上报业务（以澳洲水务为例，上报的水表数据较多）：95%上行业务：上行255字节头，下行业务应答45字节；5%下行业务：下行65字节，上行55字节应答；上下行业务数据量比：6：1业务模型2典型表类上报业务（水表数据上报比较简单，以100字节为例）：95%上行业务：上行155字节，下行应答45字节5%下行业务：下行65字节，上行55字节应答；上下行业务数据量比：3：1下行公共控制信道开销30%PUSCH载波占用比例87.0%调度效率70%PUSCH载波数12邻区负载50%信道BHCA（5W）BHCA(3.2W)上行PUSCH22.4K22.4k下行PDSCH24.6K20kNB-IoT功率规划：从容量的角度考虑功率需要配置到5W~10WNB-IoT业务模型定义不同业务模型下功率的容量仿真结果信道BHCA（10W）BHCA(5W)BHCA(3.2W)上行PUSCH33.4K33.4K33.4K下行PDSCH32.8k27.4k22.3k仿真条件（在密集城区）3.2W功率配置下，会出现下行容量比上行容量低基于容量分析，不同业务模型对功率需求不同，综合考虑以上两种业务模型，NB最低功率建议为5~10W；集团规定：NB-IoT功率要预留20W能力。基于初期组网1：N考虑，建议初期NB-IoT功率配置20w。频率规划功率规划覆盖规划站点建设15NB-IoT覆盖规划：流程和传统无线网络一致链路预算小区半径单站覆盖面积指定区域内所需站点数目业务需求分析（考虑业务多样化）所需站点数量=总覆盖面积/单站覆盖面积小区覆盖半径:R站间距:D=1.5*R单站覆盖面积=1.95*R23扇区站小区覆盖半径:R站间距:D=1.732*R单站覆盖面积=2.6*R2全向站开始结束输入数据计算UL/DLMAPL计算UL小区半径计算DL小区半径小区半径平衡计算站点数目计算单站覆盖面积频率规划功率规划覆盖规划站点建设16NB-IoT覆盖规划典型参数和覆盖标准分类应用话务模型覆盖(MCL)速率（HW推荐值）可靠性/覆盖率上行下行公共事业智能水表周期水耗200字节1次/天应答50字节1次/天164dB无行业标准(UL:250bps)95%~99%智能电表每日上报25~40KB1次/天查询指令50字节1次/天164dB无行业要求(UL:250bps)95%~99%智能气表用户数据上报故障信息100字节1天1次远程预付费开关阀价格调整100字节1月1次164dB无行业要求(UL:250bps）95%~99%智慧