《物联网终端发展对网络部署的影响》-工学论文，通信论文-论文范文参考-科学狗论文网

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物联网终端发展对网络部署的影响

范文

刘冰婷王浩年武文学

【摘要】? ? 根据党中央、国务院以及工业信息化产业部的重要指示，移动物联网作为新基建的重要组成部分，将进一步加大建设及推广力度。基于蜂窝建设的物联网需要紧跟技术发展，了解物联网业务增长趋势以及终端技术发展方向，及时调整网络部署策略，不仅为物联网业务的发展提供坚实的支撑，同时通过明确的建设思路引导行业更好的发展，构建高质量产业发展体系。

【关键词】? ? 物联网? ? NB-IoT? ? eMTC? ? LTE-Cat 1

一、移动物联网发展的重要意义

2020年经过全球经济格局动荡以及席卷全球的新冠肺炎病毒影响，我国对于传统制造业的转型需求愈加迫切，对核心科技的创新发展愈加重视。同时，随着人口红利的消失，在传统制造业消退的基础上，需要新的经济增长点驱动GDP增长。在“十四五”规划目标中也提出“坚持创新驱动发展，全面塑造发展新优势” [1]，并在十五年远景规划中提出“关键核心技术实现重大突破，进入创新型国家前列;基本实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化，建成现代化经济体系” [1]。

2020年4月《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》（以下简称《通知》）的发布再次强调了移动物联网建设在我国通信网络建设中的重要地位。并在通知中明确了提出了5G、LTE-Cat 1 、NB-IoT协同发展的移动物联网综合生态体系，以及各个网络模式下的建设目标、任务等要求。

同时根据市场预测，未来5年也是物联网发展的快速增长时期，市场规模将增长为2020年的3.5倍，到达2030年，我国物联网设备连接数预测将达到200亿。成熟、全面的移动物联网络部署刻不容缓。

二、目前移动物联网部署情况

2.1 NB-IoT

2.1.1 NB-IoT技术特点

NB-IoT是我国最早开始部署的移动物联网技术标准，最早是由3GPP在R13中提出，目前主要应用的国家有西班牙、德国、荷兰以及中国。NB-IoT标准在设立时参考的应用场景主要为低时延需求、低速率需求、低移动性需求、低功耗需求的大连接场景。其子载波间隔为15kHz ，有效带宽为180kHz。可在2G频段中单独部署，也可在LTE带宽中通过保护带宽进行带外部署或直接进行带内部署。NB-IoT的上下行子载波带宽示意如图1。

2.1.2 NB-IoT部署现状

目前NB-IoT主要的业务还集中在智能抄表、环境监控等比较有限的应用范围，考虑到前期移动物联着重市场推广，其应收能力非常低。为了有效使用建设投资，运营商在部署NB-IoT时首选通过现网设备改造方式进行建设，基本没有NB-IoT独立组网的情况。尤其是通过2G频段重耕，为物联网提供固定的200kHz带宽，已满足现有的业务需求。但是随着4G甚至5G网络的建设，2G频段逐渐退还给4G网络，原有的2G频段物联网用户将被迁移至4G或5G网络上。这也是《通知》中明确提出的建设目标。

2.2 eMTC

2.2.1 eMTC技术特点

如果说NB-IoT的技术参数更贴近2G网络，那么eMTC的技术参数则更贴近4G网络。首先其空口就是基于LTE的OFDM技术，每12个15kHz带宽的子载波占用1个RB，每6个RB作为1个调度单元。在对LTE技术进行了一系列的简化和优化后，保持了基本的LTE移动及定位性能。同时eMTC还具有NB-IoT不具备的通话功能。

NB-IoT、eMTC对移动网络的技术要求对比见图2。由于NB-IoT和eMTC均采取了覆盖增强功能，其覆盖范围较LTE均有很大提升。

2.2.2 eMTC部署现状

原本对eMTC的应用场景定位为中低速的机器间交互LTE网络，故也被叫做LTE-Machine-to-Machine（M2M）。但由于中低速的市场业务尚在开发中，设备厂商开发及运营商推广的进展均比较缓慢。

三、物联网终端类型及对应的业务场景

在《通知》中提到的LTE Cat 1，实际就是指3GPP在R8版本时提出的LTE终端类型中的LTE UE-Category 1。当时提出的终端类型有Category 0到Category 15共16种，分别对应不同应用场景下的终端业务需求。而NB-IoT和eMTC则是在R13版中新增的Cat NB-1和Cat M1这两种终端类型对应的网络技术。同時针对物联网场景的终端类型还有Category 4。这四种物联网终端类型对应的网络指标如表1。

根据各种终端类别对应的带宽、时延、移动性、速率以及语音业务的支持情况，将业务场景分为低、中、高速业务。各种场景及其对应的终端类型如图3。

四、网络部署策略建议

低速场景：采用NB-IoT技术，重点关注县级以上城市主城区的覆盖需求，尽量采用较低频段如900MHz、1800MHz，提高覆盖范围，降低单点投资。

中速场景：采用LTE Cat 1技术，重点关注业务发展方式，可通过试点、标杆或试验区域等方式推进技术及行业发展，刺激市场需求。

高速场景：高速场景业务的技术发展成熟尚需时间，通过已经正在进行的5G网络建设提供基本的业务环境，同时构建多样化的业务平台，注重边缘计算能力以及安全保障等能力，为未来的高需求业务做好准备。

参? 考? 文? 献

[1] 《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》

[2] 《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》工信厅通信〔2020〕25号

[3]? 《移动物联网技术（NB-IoT/eMTC）应用发展白皮书》

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