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[资料下载] NB-IOT基础理论知识 [复制链接]

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  新兵

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2011-4-17
发表于 2018-3-7 14:09:03 |显示全部楼层
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Release 13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。
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定义了两种优化方案:
•CIoT EPS用户面功能优化(User Plane CIoT EPS optimisation)
•CIoT EPS控制面功能优化(Control Plane CIoT EPS optimisation)

如上图所示,红线表示CIoT EPS控制面功能优化方案,蓝线表示CIoT EPS用户面功能优化方案。
对于CIoT EPS控制面功能优化,上行数据从eNB(CIoT RAN)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(Service Capa- bility Exposure Function)连接到应用服务器(CIoT Services),后者仅支持非IP数据传送。下行数据传送路径一样,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CIoT EPS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。


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2014-12-31
发表于 2018-3-7 15:02:12 |显示全部楼层
感谢分享,学习了
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