目前通信運(yùn)營商有覆蓋良好的4G網(wǎng)絡(luò),但在承載物聯(lián)網(wǎng)方面存在功耗大、成本高、容量小等劣勢(shì);而NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)因具有低功耗、廣覆蓋、大連接、低成本特性而受到全球各國一致推崇。我國政府要求加快推進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)部署,構(gòu)建NB-IoT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。到2020年實(shí)現(xiàn)全國普遍覆蓋,面向室內(nèi)表類、地下管網(wǎng)、交通路網(wǎng)等應(yīng)用實(shí)現(xiàn)深度覆蓋。本論文以鷹潭項(xiàng)目為依托,研究了NB-IoT無線網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。首先,介紹了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和三大關(guān)鍵技術(shù)。運(yùn)用MCL鏈路預(yù)算方法評(píng)估20dB覆蓋增強(qiáng),分析了PSM、eDRX等低功耗技術(shù),采用3GPP容量估算模型分析了5萬連接/小區(qū)的能力。其次,分析鷹潭NB-IoT對(duì)通信的新需求,明確NB-IoT網(wǎng)絡(luò)應(yīng)定位為低速物聯(lián)網(wǎng),并預(yù)測(cè)了鷹潭四種NB-IoT業(yè)務(wù)的話務(wù)模型和用戶需求。然后,完成鷹潭NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)。運(yùn)用鏈路預(yù)算、基于時(shí)頻資源的容量估算等方法對(duì)NB-IoT的頻率部署、覆蓋規(guī)劃、容量規(guī)劃進(jìn)行了全面研究分析。并研究了基站部署、設(shè)備選型、功率設(shè)置等工程設(shè)計(jì)方案。最后,評(píng)估與分析鷹潭NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)。通過DT/CQT測(cè)試,評(píng)估得出鷹潭NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)、質(zhì)量穩(wěn),建設(shè)效果好。并從優(yōu)化、建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)多維度提出解決覆蓋、容量典型問題的諸多辦法。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5
【部分圖文】：

第 2 章 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)NB-IoT 具備廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本、低速率的特點(diǎn)，與 NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)密切相關(guān)。在進(jìn)行 NB 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)之前，對(duì)其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、覆蓋增強(qiáng)、低功耗省電、大連接容量等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行必要的分析研究，是非常有必要的。2.1 NB-IoT 系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。感知層實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的智能感知識(shí)別、信息采集處理和自動(dòng)控制，并通過通信模塊將物理實(shí)體連接到網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[33]。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)[9]。應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施/中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)，則由物聯(lián)網(wǎng)終端、無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)五個(gè)部分組成。如圖 2.1：

第 2 章 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù).2.2 覆蓋增強(qiáng)技術(shù)NB-IoT 為支持物聯(lián)網(wǎng)的廣覆蓋或深度覆蓋，按 3GPP 在 TS 45.820 技術(shù)規(guī)書中規(guī)定要求比 GPRS 或 LTE 網(wǎng)絡(luò)有 20dB 的覆蓋增強(qiáng)。下面通過計(jì)算不同統(tǒng)間的最大耦合損耗 MCL（MaximumCouplingLoss）方法[35]來進(jìn)行分析比較最大耦合損耗 MCL 是指發(fā)射端到接收端所充許的最大損耗，用以表征系統(tǒng)大覆蓋能力。其比較的原理如圖 2.2：

) 接收機(jī)靈敏度= (6) + (7) (dBm) -141.3 -129 -106 (9) 接收處理增益 (dB) 0 0 5 耦合損耗 MCL= (1)  (8) + (9) (dB) 164.3 164 144 表 2.2 看出，GPRS 的 MCL 為 144dB，NB-IoT 的 MCL 為 164d上要好 20dB。細(xì)究一下，覆蓋增強(qiáng)的真正原因是因?yàn)樵谙嗤l(fā)射，NB 的信道帶寬從 LTE 的 180kHz 下降到 15kHz，下降了 12 倍，，終端的發(fā)射功耗都為 200mW，而無線信號(hào)的功率譜密度則相應(yīng)所以覆蓋能力更強(qiáng)，可覆蓋更廣或達(dá)到更好的室內(nèi)深度覆蓋，以電表等終端安裝在室內(nèi)角落，甚至在地下室內(nèi)等需要深度覆蓋的外 NB 還引入重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)的編碼方式，通過增加重傳次數(shù)來提升內(nèi)深度覆蓋不足區(qū)域的傳輸可靠性，相當(dāng)于提升覆蓋能力，協(xié)議低階的 BPSQ、QPSQ 等編碼，與 LTE 的 64QAM 相比，可以降低性能要求；同時(shí) NB 支持最多 16 次重傳，相當(dāng)于有 10 log10(16)=]，如圖 2.3 所示。

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本文編號(hào)：2834592