一、概述

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）即面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT）系統(tǒng)，屬于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（C- IoT，Cellular IoT）的范疇。NB-IoT系統(tǒng)在我國是基于第四代（4G）數(shù)字蜂窩移動通信技術(shù)（FDD-LTE）為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的，利用LTE網(wǎng)絡(luò)的廣域覆蓋性，為低功耗廣覆蓋（LPWA）類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開展與部署提供支持。因此，NB-IoT系統(tǒng)應(yīng)是由無線接入網(wǎng)（簡化的E-UTRAN）和核心網(wǎng)（優(yōu)化的EPC）所構(gòu)成，以適應(yīng)為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）用戶提供數(shù)據(jù)包較小的、收發(fā)不頻繁的IP數(shù)據(jù)包和非IP（Non-IP）數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)。

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下圖1為窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可知，它與LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本相同。NB-IoT系統(tǒng)的無線接入網(wǎng)設(shè)備主要是指分布式的基站（eNB）設(shè)備，eNB間通過X2接口相通信；eNB與C- IoT EPC間通過S1接口互通；eNB與物聯(lián)網(wǎng)終端（UE）間通過空中接口（Uu接口）相通信。NB-IoT系統(tǒng)的核心網(wǎng)（C- IoT EPC）的設(shè)備同樣涉及到：移動性管理設(shè)備（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW）設(shè)備、PDN網(wǎng)關(guān)（P-GW）設(shè)備、業(yè)務(wù)能力開放單元（SCEF）設(shè)備、用于存儲用戶簽約信息的歸屬簽約用戶服務(wù)器（HSS）、應(yīng)用服務(wù)器（AS）、與計費網(wǎng)關(guān)（CG）等網(wǎng)元；如果支持短消息，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)可能還包括短消息中心（MSC Server）設(shè)備。其網(wǎng)元設(shè)備間的互聯(lián)接口詳見圖1中所示。這里依據(jù)我國相關(guān)通信標準對上述窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的技術(shù)要求予以介紹。

圖 1：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與設(shè)備構(gòu)成

欲詳細了解窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求的請進入。

二、NB-IoT系統(tǒng)基站設(shè)備的技術(shù)要求

NB-IoT系統(tǒng)基站設(shè)備的技術(shù)要求主要是由我國通信行業(yè)標準YD/T 3335《面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT） 基站設(shè)備技術(shù)要求》做出規(guī)定的，該標準規(guī)定了NB-IoT基站設(shè)備的功能要求、性能要求和接口要求。下述對該標準的內(nèi)容給予簡要介紹，若要詳細的了解該標準具體內(nèi)容的請查閱下附件2。

附件 2：YD/T 3335-2018《面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT） 基站設(shè)備技術(shù)要求》

1、工作模式

這里需要強調(diào)的是，由于NB-IoT系統(tǒng)是基于FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的一種功能簡化與優(yōu)化系統(tǒng)，因此其基站（eNB）設(shè)備應(yīng)支持下述三種工作模式：帶內(nèi)工作模式（in-band operation）、保護帶工作模式（guard-band operation）和獨立工作模式（standalone operation）。其具體定義詳見下表2-1-1，下圖2-1給出了三種工作模式的圖示。由圖表可知，所謂NB-IoT的工作模式，是指NB-IoT系統(tǒng)空中接口（基站與終端共同遵守）的對工作頻率的部署模式。各電信運營商可根據(jù)各自的使用策略及未來的發(fā)展規(guī)劃合理選擇NB-IoT系統(tǒng)工作模式。下表2-1-2規(guī)定了NB-IoT系統(tǒng)基站三種工作模式各自應(yīng)支持的帶寬要求。

表 2-1-1：NB-IoT系統(tǒng)的工作模式的定義

圖 2-1：NB-IoT系統(tǒng)的工作模式的圖示

表 2-1-2：NB-IoT系統(tǒng)基站支持的系統(tǒng)帶寬要求

2、功能要求

在YD/T 3335標準中，規(guī)定了NB-IoT基站設(shè)備的20項功能的要求，其功能名稱詳見下表2-2。這些功能展示了NB-IoT基站基于E-UTRAN無線網(wǎng)絡(luò)工作與操作的基本要求。各項功能的具體技術(shù)要求請查閱本文的附件2。

表 2-2：NB-IoT基站設(shè)備具備的功能名稱

3、設(shè)備性能要求

YD/T 3335標準給出的NB-IoT系統(tǒng)基站（eNB）設(shè)備性能要求包括：工作頻段與信道安排；發(fā)射機性能；接收機性能；基站性能要求；可靠性和可用性要求。其中，發(fā)射機/接收機性能的適用性說明詳見下外表2-3；基站性能要求是指NB-IoT系統(tǒng)的窄帶物理信道（NPUSCH、NPRACH）的相關(guān)性能。具體各性能要求的內(nèi)容請查閱本文的附件2。

表 2-3：發(fā)射機/接收機性能的適用性說明

需要特別指出的是：YD/T 3335標準中僅要求，NB-IoT基站使用的工作頻段應(yīng)符合國家無線電管理部門的相關(guān)規(guī)定，并未給出具體頻段及范圍。事實上，由于NB-IoT系統(tǒng)基于LTE系統(tǒng)，因而NB-IoT基站設(shè)備工作頻段也應(yīng)基于E-UTRAN基站設(shè)備的工作頻段。為此，工信部在2017年6月5日頒布了《中華人民共和國工業(yè)和信息化部公告》（2017年第27號）。在公告中指配了窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）系統(tǒng)的工作頻率，即將已指配于工作在FDD模式的IMT系統(tǒng)（包括GSM系統(tǒng)）的工作頻段用于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）系統(tǒng)。

欲詳細了解工信部2017年第27號《公告》內(nèi)容的請進入。

4、接口要求

YD/T 3335標準規(guī)定了NB-IoT系統(tǒng)基站（eNB）的Uu接口、S1接口和X2接口的要求，具體要求匯總于下表2-4中，它們都是開放的標準接口。

表 2-4：NB-IoT系統(tǒng)基站（eNB）接口要求

另外，NB-IoT系統(tǒng)基站（eNB）設(shè)備的有關(guān)技術(shù)要求以及其它技術(shù)要求（如操作維護要求、同步要求、環(huán)境要求、電源與接地要求等），還應(yīng)符合通信行業(yè)標準YD/T 2573《LTE FDD數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)基站設(shè)備技術(shù)要求（第一階段）》的相關(guān)規(guī)定的。

欲詳細了解通信行業(yè)標準YD/T 2573要求內(nèi)容的請進入。

三、NB-IoT系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)要求

NB-IoT系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)要求主要依據(jù)的是我國通信行業(yè)標準YD/T 3333《面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT） 核心網(wǎng)設(shè)備技術(shù)要求》。該標準重點規(guī)范了NB-IoT系統(tǒng)核心網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)元設(shè)備（包括MME、S-GW、P-GW、HSS、SCEF、CG等設(shè)備）的功能要求和設(shè)備的話單要求。若要詳細了解該標準具體內(nèi)容的請查閱下附件3。

附件 3：YD/T 3333-2018《面向物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩窄帶接入（NB-IoT） 核心網(wǎng)設(shè)備技術(shù)要求》

1、網(wǎng)元設(shè)備的功能要求

NB-IoT系統(tǒng)核心網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備的功能要求，YD/T 3333規(guī)范了移動管理實體（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（P-GW）、歸屬簽約用戶服務(wù)器（HSS）、網(wǎng)絡(luò)能力開放功能（SCEF）、計費網(wǎng)關(guān)（CG）等網(wǎng)元設(shè)備應(yīng)支持的NB-IoT相關(guān)功能，關(guān)鍵是MME設(shè)備功能（其功能名稱詳見下表3-1）。其功能要求的重點是接入控制功能、控制面數(shù)據(jù)傳輸功能、用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸功能等等，功能的具體要求請查閱本文的附件3。

表 3-1：MME設(shè)備應(yīng)支持的NB-IoT功能名稱

2、網(wǎng)元設(shè)備的話單要求

在YD/T 3333標準中，要求S-GW、P-GW和SCEF以及CG應(yīng)支持NB-IoT離線計費功能，支持包含NB-IoT相關(guān)信息的S-GW、P-GW和SCEF的呼叫詳單（CDR）；并給出了CDR的相關(guān)信息。具體內(nèi)容要求請查閱本文的附件3。

另外，NB-IoT系統(tǒng)核心網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備的有關(guān)技術(shù)要求以及其它技術(shù)要求（如操作維護要求、定時和同步要求、環(huán)境要求、電源與接地要求等），還應(yīng)符合通信行業(yè)標準YD/T 2628.1《演進的移動分組核心網(wǎng)絡(luò)（EPC）設(shè)備技術(shù)要求 第1部分 支持E-UTRAMN接入》的相關(guān)規(guī)定的。

欲詳細了解通信行業(yè)標準YD/T 2628.1要求內(nèi)容的請進入。

需要指出的是：上述介紹的NB-IoT系統(tǒng)基站設(shè)備與核心網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)要求是第一階段的，后續(xù)有第二階段等的技術(shù)要求。

欲進一步了解NB-IoT系統(tǒng)終端設(shè)備（UE）技術(shù)要求的請進入。