NB-CIoT在增強室內覆蓋、支持巨量低速率終端、減少終端復雜度、降低功耗和時延、與GSM/UMTS/LTE的干擾共存、對GSM/EDGE基站的硬件影響等方面均滿足研究設想的指標要求,最關鍵的是NB-CIoT模塊的成本估算甚至可以低于GSM模塊,而NB-LTE成本雖然比eMTC低但還是會高于GSM模塊。
NB-CIoT和NB-LTE的更詳細對比可查閱3GPP文檔 RP-151550。NB-IoT在3GPP的大致立項過程如表1所示。
表1 NB-IoT的立項過程

3.2 NB-IoT的標準進展
NB-IoT的3GPP標準核心部分將在2016年6月凍結,2016年9月將完成性能部分的標準制定,最后的一致性測試標準也將在2016年12月完成,詳細情況如表2所示。
表2 NB-IoT標準工作組的時間計劃

4、NB-IoT技術的主要特性
3GPP NB-IoT工作項目總體上確定將定義一種對于E-UTRAN非后向兼容、有較大變動的蜂窩物聯(lián)網無線接入新技術,以解決室內覆蓋增強、支持巨量低速率設備接入、低時延敏感、超低設備成本、低功耗和網絡架構優(yōu)化等問題。
由于NB-IoT標準還在制定中,很多提案仍在討論和提交,不同場景下的仿真結果也尚未總結,如保護帶和帶內部署方式下的覆蓋指標。
本章節(jié)將主要基于相關工作組的項目目標描述和TR45.820的仿真數(shù)據(jù),介紹一些NB-IoT的特性。
(1)靈活部署、窄帶、低速率、低成本、高容量已確定的部分目標要求如下:
宜支持3 種部署方式: 獨立部署、保護帶部署、帶內部署,如圖2所示。

圖2 NB-IoT的3種不同部署方式
獨立部署模式:可以利用單獨的頻帶,適合用于GSM頻段的重耕;Guard-band模式:可以利用LTE系統(tǒng)中邊緣無用頻帶;
帶內模式:可以利用LTE載波中間的任何資源塊。
RF帶寬180kHz(上行/下行)(考慮兩邊保護帶,也被描述為200kHz)。
下行:OFDMA,子載波間隔15kHz。
上行:SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。
僅需支持半雙工。
終端支持對Single-tone和Multi-tone能力的指示。
MAC/RLC/PDCP/RRC層處理基于已有的LTE流程和協(xié)議,物理層進行相關優(yōu)化。
設計單獨的同步信號。
TR45.820中對速率的預期指標要求是上下行至少支持160kbps,目前NB-IoT速率預估的范圍為下行小于250kbps,上行小于250kbps(Multi-tone)/20kbps(Single-tone)。
根據(jù)TR45.820中典型業(yè)務模型下的仿真測試數(shù)據(jù),單小區(qū)可支持5萬個NB-IoT終端接入。
終端模塊的成本對于物聯(lián)網技術發(fā)展至關重要,特別是巨量接入的物聯(lián)網應用場景,而NB-IoT模塊的成本預估可控制在5美金以內,甚至更低。
(2)覆蓋增強、低時延敏感
根據(jù)TR45.820的仿真數(shù)據(jù),可以確定在獨立部署方式下,NB-IoT覆蓋能力應也可達164dB,帶內部署和保護帶部署還有待仿真測試。
NB-IoT為實現(xiàn)覆蓋增強采用了重傳(可達200次)和低階調制等機制,目前是否NB-IoT不需支持16QAM仍在被討論中。
同時在耦合耗損達164dB的環(huán)境下,如果提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸,由于大量數(shù)據(jù)重傳將導致時延增加,TR45.820中仿真測試了異常報告業(yè)務場景、保證99%可靠性、不同耦合耗損環(huán)境下的時延(區(qū)分有無頭壓縮),結果如表3所示。
表3 異常報告業(yè)務場景、保證99%可靠性、不同耦合耗損環(huán)境下的時延

目前3GPP IoT設想允許時延約為10s,但實際可以支持更低時延,如6s左右(最大耦合耗損環(huán)境),更詳細可查閱TR45.820中NB-CIoT的仿真結果。
(3)不支持連接態(tài)的移動性管理
NB-IoT最初就被設想為適用于移動性支持不強的應用場景(如智能抄表、智能停車),同時也可簡化終端的復雜度、降低終端功耗,Rel-13中NB-IoT將不支持連接態(tài)的移動性管理,包括相關測量、測量報告、切換等。