窄带物联网（NB-IoT）无线网络规划与设计

发布时间：2020-06-11 03:16

【摘要】：随着移动通信技术的不断发展和大规模物联网应用的产生,通信领域的连接需求正在从人与人扩展到物与物。由于现有的2G/3G/4G网络与物联网应用在海量连接、深度覆盖、低成本等问题上不匹配,3GPP定义了新的蜂窝物联网接入技术:NB-IoT。目前,国内外运营商还未大规模部署NB-IoT网络,因此应尽快开展NBIoT无线网络规划研究来指导工程建设。本文从NB-IoT无线网络规划的角度出发,研究如何利用NB-IoT技术特点规划出高效的NB-IoT无线网络,从而为NB-IoT工程应用提供参考。由于NB-IoT在覆盖、容量、业务需求等方面与传统蜂窝网络有较大差异,因此不能完全沿用现有的规划方法进行NB-IoT无线网络规划。本文研究了NB-IoT系统的关键技术,并与传统无线网络规划的基本流程及方法进行对比分析,总结出适合NB-IoT的无线网络规划方法。针对NB-IoT与传统蜂窝网络在性能上的差异,本文从可行性分析、频率规划、覆盖规划、容量规划以及干扰规避几个方面展开具体的研究。首先从技术标准、设备支持两个方面分析了NB-IoT无线网络部署的可行性;然后对NB-IoT部署特点及现网频率进行分析,提出NB-IoT频率规划策略;通过链路预算对NB-IoT上下行覆盖性能进行计算,提出符合NB-IoT覆盖特点的覆盖策略;随后结合NB-IoT大连接技术及物联网业务分布特点,计算得到不同场景下的小区容量;最后针对NB-IoT无线部署过程中存在的干扰进行分析,提出相应的干扰规避方法。以某市NB-IoT无线网络规划工程为例,首先进行业务需求分析和预测,得到未来几年物联网业务量、业务分布以及业务需求;然后从覆盖、容量、站址三个角度对城区进行NB-IoT无线网络规划,确定城区的预规划站址,并采用NeST LTE3.6.8和窄带物联网站址规划工具对城区规划方案进行仿真。通过仿真及站址修正,使NB-IoT连续覆盖和深覆盖在RSRP和SINR两个指标上均达到该市物联网业务需求。
【图文】：

移动通信系统,系统架构

移动通信系统的演进历程如图 2.1 所示。图 2.1 移动通信系统的演进历程图2.1.2 NB-IoT 系统架构窄带物联网(NB-IoT)的引入，对传统网络拓扑带来了较大的改进要求。传统LTE/EPC 网络的设计，主要目的是为了满足用户高速率、低时延的需求。然而，NB-IoT 网络用户具有更加多样化的需求，，例如众多的终端数量、较高节能要求、以收发小数据包为主等。如果以现有的 LTE/EPC 发送 NB-IoT 数据，终端能耗和网络信令开销较大，并且会对现有的网络容量造成影响，因此需要对 NB-IoT 系统架构进行优化。NB-IoT 系统架构如图 2.2 所示。

系统架构,终端,智能电表,智能水表

图 2.2 NB-IoT 系统架构图NB-IoT 系统架构主要分为 5 个部分：终端、无线接入网、核心网、物联网以及第三方服务器[8]。终端侧主要包括 NB-IoT 模块（例如智能水表、智能电表）、传感器、无线
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5;TP391.44

【参考文献】