1、核心網規劃
NB-IoT核心網可考慮利用現有EPC與新建EPC的方案,考慮到后期NB-IoT的維護和擴展性,現網多采用新建虛擬化核心網NFV進行組網,網元包含vHSS/VMME/vSGW/vPGW/vCG/vEMS網元。
具體部署方案:
1)物聯網核心網按照集團指導思路建議省份集中建設。
2)現網2G/3G/4G核心網和NB-IoT物聯網核心網屬于兩套不同的商用核心網,業務和網絡規劃分開考慮?,F網2G/3G/4G核心網是基于核心網專有硬件建設,物聯網核心網是基于虛擬化技術建設,設備形態、組網、協議以及業務規劃不相同。
核心網建設可按照兩個階段進行部署:
第一階段新建一套vEPC核心網,完成NB-IoT的業務測試和虛擬化功能驗證。
第二階段按照業務需求,進行eMTC核心網虛擬化部署開通并承載業務。
新建MME需要通過PTN與無線側對接,新建SAE-GW與CMNET對接,機房需具備一個機柜安裝位置及電源供給能力。
2、傳輸規劃
NB-IoT傳輸規劃組網示意圖如下圖。其中,PTN(Packet Transport Network,分組傳送網)分為接入環與匯聚環,接入環一般采用GE(Gigabit Ethernet,千兆以太網),匯聚環采用10GE組網。PTN接入層可采用FE(fast Ethernet,快速以太網),即俗稱百兆以太網,基站側為BBU(BaseBand Unit,基帶處理單元)。
NB-IoT傳輸組網規劃
站點的傳輸需求如下所述:
1)每個BBU(基帶處理單元)各自接入傳輸環,也可以匯聚后共用一個傳輸端口。
2)傳輸帶寬主要考慮LTE帶寬需求。
3)物聯網及LTE采用全IP化傳輸,一般要求空載情況下基站到核心網絡的遲延小于20ms,時延抖動小于7ms,丟包率小于0.05%。
3、站址規劃原則
網絡建設采用統一規劃、分步實施、一次投資、多網收益的設計方案。因此,站點選擇將滿足開通FDD、NB-IoT、eMTC多模能力。具體原則如下:
1)選擇合理的網絡結構。
2)從現網(4G/3G/2G)中選擇合理的站址來建設。
3)重點分析和避免過高站、過低站及過近站建設對NB-IoT和eMTC的影響。
4)利用鏈路預算和仿真等手段來計算小區半徑,并評估站點選擇方案。
5)對于NB-IoT和eMTC站點,盡量多選擇一些站點,以供實際建設中能夠合理根據實際情況調節。
站間距的規劃一方面要考慮終端在網絡中的分布狀況,另一方面要考慮給極端情況留出余量。或者說站間距一方面要考慮絕大多數終端較好的性能,另一方面也要考慮盡可能照顧極端個體。根據3GPP下面的IoT業務分布模型(倫敦和巴黎IoT終端分布分析),88.3%的IoT終端的最大耦合路損(MCL)是好于144dB的,差于154 dB MCL的終端占比僅為2.8%。NB-IoT的技術設計目標是MCL=164dB,此時上行速率200bit/s被認為可以支持業務的最低需求??紤]過深的覆蓋從業務角度看意義不大,如從極限覆蓋能力看,NB-IoT可以支持173 dB MCL的覆蓋,但上行速率僅有5bit/s,幾乎無法支持任何業務。
建議以154 dB MCL為站間距的規劃目標,該目標相當于比GSM網絡傳統規劃目標寬松10dB。
4、站點勘察
(1)站點天面勘查
在站點建設之前,采集以下站點天面信息,作為后續天面改造主要參考信息:天面安裝位置、是否可新增天線抱桿、是否可在原天線抱桿基礎上增加天線、現網天線是否合路、現網天線型號、天線支持頻段、天線增益、方位角、下傾角、天線高度等信息。完成工勘后,對天面進行改造,通過新建、使用多頻多通道天線替換現網原有GSM、TD-LTE天線,或者采用合路器方式將物聯網站點信號合路輸入天線。
?。?)傳輸資源確認
對于新建站點,則需確認傳輸資源是否可以增加帶寬分配;對于TDD升級站點,如果是單主控板,則需確認傳輸設備是否有多余的傳輸端口供蜂窩物聯網站點使用,如果是雙主控板,則需確認傳輸資源是否可以增加帶寬分配。
?。?)電源配套確認電源核實
在站點勘查時,對站點機房的供電電源UPS、接入端子進行核查,核實是否支持新建站點或在現有TDD上增加板件。
?。?)現網GSM信息采集
此處采集的信息主要用于評估GSM現網運行狀況,以及退頻方案的確定,需采集以下信息:
1)現網2G/3G/4G的工程參數表(小區級,包括但不限于經緯度、方位角、下傾角、天線高度、天線型號,BCCH(Broadcast Control Channel,廣播控制信道)、TCH(Traffic Channel,業務信道)頻率、載頻功率等)。
2)2G的忙時話務量數據,提取2~4周的忙時話務量(語音話務量和數據等效話務量),做翻頻區域的容量評估。
3)2G的后臺配置表,包括小區載頻數、SDCCH(Standalone Dedicated Control Channel,獨立專用控制信道)信道數、PDCH(Physical Data Channel,專用物理數據信道)信道(即2G網絡的數據業務信道)數等,做翻頻區域的容量評估;2G的切換統計,提取1周的切換統計報告,做緩沖區(隔離區)的劃分。
5、天面規劃
考慮到未來網絡發展及業務需求,對于建設區域站點,最佳的天面建設方案為新建4通道天面,具備開通4T4R(4 Transmit4 Receive,4發射4接收)能力或2T4R(2 Transmit2 Receive,2發射2接收)配置;對于某些天面資源緊張,無法新建抱桿或抱桿無法新增天線的站點,需要使用多端口雙頻、多頻天線替換現網原有GSM天線或TD-LTE天線。最差的方式為采用合路器方式將FDD站點信號合路輸入天線,合路方式存在損耗,且對FDD站點及現網GSM站點均有較大影響。
根據現網工勘情況,按收發端口劃分有2T2R、2T4R和4T4R三種。其中以2T4R為例介紹天面建設方案。
2T2R可以實現與GSM900MHz同覆蓋,建議FDD900MHz以2T2R為主,少量需補強場景可酌情使用2T4R。FDD1800用于容量場景時如果可新建抱桿可考慮2T4R。
4接收天線對上行容量增益為12%,但設備改造及工程費用巨大,建議優先使用更高效的2T2R+COMP方式。
4發射天線的大部分增益是依賴手機支持4天線接收的前提下產生的,4發射天線的部署需要根據產業鏈成熟度決定。
多通道天線的體積和重量對抱桿及鐵塔設計提出新的要求,存在新建或加固鐵塔的風險。2T2R是目前最現實最經濟的主流選擇,4接收天線可用于少量覆蓋補充場景,4發射天線應依據產業鏈成熟度決策引入時間。
6、網管及平臺建設
應用平臺基本功能的具體規劃如下。
1)用戶賬戶管理:主要分用戶賬戶管理、管理員賬戶管理兩種,兩種賬戶所享受的權限會不一樣。賬戶提供注冊、登錄、密碼重置等功能。
2)業務信息管理:物聯卡業務狀態信息查詢,如號碼基本信息、開銷物聯卡賬戶信息、流量使用情況信息、套餐基本信息等業務狀態管理。
3)賬單明細管理:按日、周、月、年資費賬單的具體明細進行查詢,統計賬單的整體情況。
4)異常狀態管理:物聯卡的停開機狀態管理、異常訪問和IMEI(International Mobile Equipment Identity,國際移動臺設備標識)機卡分離等業務信息告警通知。通知可采取短信、郵件通知。
5)繳費管理:提供用戶通過APP、Web實時繳費,可通過支付寶、和包、微信、營業廳等渠道進行繳費。
6)實時監測管理:提供Web、APP對三大應用平臺各類應用狀態實時監測,實現用戶一鍵監控,如移動內部應用中的智能管井管控,實時提醒水浸、高溫等變化,管道光纖移位管控,位置變動等;智能家居中環境空調管理,實時查看室內溫度,遠程提前開啟空調。