"Интернет вещей" (IoT) наряду с "Большими данными" (Big Data), виртуализацией и сетями мобильной связи пятого поколения (5G) сегодня является одним из самых перспективных направлений высокотехнологичного развития. Тема IoT не является новой. На рынке существуют десятки молодых и не очень технологий, позволяющих подключать "умные вещи". Однако такое изобилие начинает вредить, а не помогать. Необходима унификация стандартов взаимодействия самых разных устройств. И в этом ключе роль консорциума 3GPP, разработавшего такие стандарты как GSM, GPRS, EDGE, WCDMA, HSPA, LTE, LTE Advanced, вряд ли можно переоценить.
В 3GPP Release 13, вышедшем летом 2016 года, была стандартизирована технология узкополосного LTE для приложений интернета вещей (NB-IoT – Narrow Band Internet of Things). Этой технологии и посвящен данный обзор.
Можно выделить следующие ключевые требования, предъявляемые к технологии межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine – M2M):
- Низкая сложность и стоимость клиентских терминалов.
- Уменьшенное энергопотребление клиентских терминалов (= увеличение времени жизни от автономного источника питания).
- Поддержка сверх большого количества клиентских терминалов на соту (по сравнению с традиционными технологиями мобильной связи).
- Возможность работы при более низких соотношениях СИГНАЛ/ШУМ (SNR) по сравнению с традиционными технологиями мобильной связи (=расширенная зона радиопокрытия).
- Передача небольших блоков IP и non-IP данных, некритичных к задержкам.
- Комплексная безопасность.
Требования к M2M-терминалам существенно проще требований, предъявляемым к устройствам, используемым для человеческого общения и определенных в рекомендациях 3GPP Release 8/9, в частности:
- Отсутствуют требования по поддержке голосовых и VAS сервисов.
- Отсутствуют требования по поддержке хэндовера в состоянии соединения с сетью – connected state (требуется поддержка только функционала перевыбора соты в состоянии отсутствия соединения с сетью – idle state).
- Отсутствуют требования по поддержке нескольких радиотехнологий и возможности их смены (intra-rat).
- Отсутствует необходимость проведения измерений качества канала.
- Отсутствуют требования по поддержке агрегации нескольких несущих.
- Отсутствуют требования по управлению качеством обслуживания (QoS).
Для M2M-терминалов определена новая категория устройств cat-NB1. Основные параметры данной категории приведены в Табл. 1. Более детальная информация содержится в 3GPP TS 36.101.
Табл.1:
|
Параметр |
Значение |
|
Ширина канала |
200кГц |
|
Число поднесущих |
12 |
|
Модуляция |
QPSK |
|
Скорость канального кодирования |
1/3 |
|
Число HARQ процессов |
1 |
|
Размер транспортного блока (Transport block size) |
88бит |
|
Кол-во субфреймов на транспортный блок |
1 |
|
Кол-во бит в субфрейме |
320 |
|
Максимальная выходная мощность |
23dBm (class 3), 20dBm (class 5) |
|
Минимальная выходная мощность |
-40dBm |
|
Нестабильность частоты |
±0.2ppm (для несущих менее 1ГГц) ±-0.1ppm (для несущих более 1ГГц) |
|
Чувствительность приемника |
-108.2dBm |
|
Максимальный уровень сигнала на входе приемника |
-25dBm |
Технология NB-IoT основана на существующих стандартах LTE, включая использование OFDMA доступа в нисходящем (DL) и SC-FDMA доступа к восходящем (UL) каналах, частотно-временную структуру, канальное кодирование и пр. Это существенно сокращает время разработки спецификаций, а также разработки и организации производства сетевого и клиентского оборудования. Все определенные в 3GPP Release 13 частотные диапазоны, доступные для развертывания NB-IoT, являются диапазонами с частотным дуплексом (см. Табл. 2). Однако, несмотря на это, M2M-терминалы (M2M-UE) в каждый момент времени могут работать либо на прием, либо на передачу. Переход из режима передачи (UL) в режим приема (DL) сопровождается вставкой защитного субфрейма (SF), позволяющего M2M-UE переключить цепочки передатчика и приемника. Данный вид доступа называется полудуплекс с частотным разделением (HD-FDD – Half- Duplex FDD).
Табл. 2:
|
Частотный диапазон |
Восходящий канал (UL), МГц |
Нисходящий канал (DL), МГц |
|
1 |
1920 – 1980 |
2110 – 2170 |
|
2 |
1850 – 1910 |
1930 – 1990 |
|
3 |
1710 – 1785 |
1805 – 1880 |
|
5 |
824 – 849 |
869 – 894 |
|
8 |
880 – 915 |
925 – 960 |
|
12 |
699 – 716 |
729 – 746 |
|
13 |
777 – 787 |
746 – 756 |
|
17 |
704 – 716 |
734 – 746 |
|
18 |
815 – 830 |
875 – 890 |
|
19 |
830 – 845 |
875 – 890 |
|
20 |
832 – 862 |
791 – 821 |
|
26 |
814 – 849 |
859 – 894 |
|
28 |
703 – 748 |
758 – 803 |
|
66 |
1710 – 1780 |
2110 – 2200 |
3GPP Release.14 (будет "заморожен" летом 2017г.) вводит 4 дополнительных частотных диапазона для сетией NB-IoT (дуплекс HD-FDD):
Табл. 2A:
|
Частотный диапазон |
Восходящий канал (UL), МГц |
Нисходящий канал (DL), МГц |
|
11 |
1427.9 – 1447.9 |
1475.9 – 1495.9 |
|
25 |
1850 – 1915 |
1930 – 1995 |
|
31 |
452.5 – 457.5 |
462.5 – 467.5 |
|
70 |
1695 – 1710 |
1995 – 2020 |
Для российского рынка это означает в частности возможность построения сетей LTE в 31-м диапазоне. Ресурсом в данном диапазоне обладает компания Скайлинк (T2 Рус Холдинг).
- Назад
- Вперед >>
