专题 |《NB-IoT》销量破万的背后故事
2015年9月NB-IoT在3GPP RAN标准化之始，业界就对它寄予了很大期望。经历了9个月的深入研究和方案融合，LTE R13 NB-IoT协议的核心部分于2016年6月冻结，标志着首个窄带物联网国际标准的诞生。在这个过程中，中国企业发挥了重要作用，在许多的关键技术方向上处于引领地位。
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《窄带物联网（NB-IoT）标准与关键技术》一书于2016年11月出版，及时系统地介绍了NB-IoT的网络架构、控制面协议、用户面协议、物理层协议、关键过程、射频性能指标等。半年的时间，这本书的销量悄无声息地突破了10000册大关，现在我们就来了解一下，NB-IoT为啥会这么火呢？
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为抢占商机，早在R13 NB-IoT协议冻结之前，各大厂商就开始了商用产品的研制。四大设备商——爱立信、诺基亚、华为、中兴，依靠他们对LTE系统研发的丰富经验，提前开展NB-IoT的设备试商用。爱立信宣布与中国移动合作，于2017年在4个城市开展NB-IoT的规模试验。诺基亚将与沃达丰等利用NB-IoT技术来扩展IoT的生态系统。华为计划2017年底在全球部署30个商用NB-IoT网络。中兴于2017年2月发布了基于NB-IoT的智能停车系统，已在中国的广州、乌镇试商用。尽管NB-IoT的技术与LTE有很大的传承性，但是NB-IoT毕竟不是对LTE做简单的“减法”，一些关键过程的协议制定充分考虑了NB-IoT低功耗、低成本的要求。除了标准之外，系统的合理配置以及实现类的算法对NB-IoT系统的高效运行也起了相当重要的作用。通过这些试商用部署，设备商积累更多的经验，为下一步大规模商用做好准备。
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NB-IoT的多个物理信道与LTE的有很大差别，对于终端芯片厂家，不能全盘照搬以前LTE研发的经验。这其中需要短时间内的大力投入，及时总结研发经验，以保证NB-IoT终端在功耗、性能、成本方面相对LoRa等技术更具有竞争力。在芯片方面，高通主打双模，其MDM9206同时支持eMTC和NB-IoT。华为的Boudica系列已能支持R13 NB-IoT，2017年下半年计划推出支持R14 NB-IoT的芯片。中兴微电子的首款芯片是Wisefone7100，计划在2017年9月发布低功耗NB-IoT商用芯片RoseFinch7100。英特尔的XMM7315可以同时支持eMTC和NB-IoT。联发科在2017年6月推出MT2625芯片。随着芯片批量的增加，有望将单件成本降到2美元以下。模组方面，中兴通讯的NB-IoT模组基于高通的MDM9206芯片，已大批量商用。华为和中国移动都是采用海思Boudica系列芯片。
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运营商是NB-IoT的最主要的推手。在标准方面，沃达丰是R13 NB-IoT的第一报告人。在部署方面，中国电信早在2016年就启动了NB-IoT的外场试验环境建设。2017年6月，德国电信和中国电信几乎在相同的时间，推出全球首家NB-IoT的业务套餐。德国电信已在荷兰部署了覆盖荷兰全国的NB-IoT网络。中国电信的套餐业务按接入次数收费，生命周期最长可达8年。部署频段为800 MHz，具有较好的覆盖。中国移动在2016年10月宣布完成端到端NB-IoT实验室测试，2017年在杭州、上海等四个城市开展规模测试，将在2017年第4季度商用NB-IoT。中国联通在2016年在上海建成全球第一个NB-IoT新技术示范点，计划在2017年推进重点城市的外场试点。国内三大运营商NB-IoT大规模商用建设预计从2017下半年开始。
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在国家层面，工业与信息化部于2017年6月发文，提出加强NB-IoT标准与技术研究，打造完整产业体系，推广NB-IoT在细分领域的应用，逐步形成规模应用体系。明确指出要加快推进网络部署，到2017年末，实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会等主要城市，基站规模达到40万个。 到2020年，NB-IoT网络实现全国普遍覆盖，面向室内、交通路网、地下管网等应用场景，实现深度覆盖，基站规模达到150万个。
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NB-IoT的技术在3GPP持续演进，在LTE R14的NB-IoT增强当中，最亮眼的是增加了基于蜂窝网定位的功能，定位精度在50米左右，基于OTDOA技术，虽然略逊于GPS的定位精度，但使得NB-IoT的应用场景大大扩展，无论是室内还是室外，包括物流等业务。整体设计支持物联网终端的移动性，最高移动速度不超过30km/h。R14 NB-IoT的下行数据传输支持SC-PTM（单小区多点传输），以降低信令开销。LTE R15 NB-IoT增强已于2017年3月立项，增强的方面有：(1）支持TDD；(2）随机接入信道可靠性和范围的增强；(3）快速释放RRC连接的流程，等。进一步降低功耗。
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《窄带物联网（NB-IoT）标准与关键技术》（点开书名，了解更多）针对中国的NB-IoT、乃至物联网的产业链发展会起到积极的作用创作的。对LTE R13 NB-IoT的整体协议做了比较详尽和全面系统的描述，涉及网络架构、物理层的各类信道、空口控制面、空口用户面、关键过程、射频指标和后续演进。不仅讲述协议中涉及的关键技术，而且对重要的、但未被采纳的候选技术也进行了对比，呈现部分标准化的过程。书中还配有大量的性能分析。
作者：戴博
硕士，中兴通讯技术预研资深专家，主要从事4G和5G标准技术预研工作，参与了LTE所有标准版本的制定。
作者：袁弋非
中兴通讯担任无线标准技术总监，负责4G和5G的关键技术研究和标准推进。2010年入选中组部“千人计划”。
作者：余媛芳
曾任3GPP2 TSG-AC WG3副组长，中兴通讯无线通信标准专家，主要从事3G\4G\5G无线通信技术研究及标准推进。
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