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窄带物联网(NB-IoT)终端设备的技术要求

浏览:44  来源:通信人在线  日期:2024-08-06

面向物联网的蜂窝窄带接入(NB-IoTNarrow Band Internet of Things)系统,简称窄带物联网系统,它是基于第四代数字蜂窝移动通信系统(FDD-LTE)技术为物联网(IoT)提供网络服务的一种通信系统。因此,窄带物联网(NB-IoT)的终端(UEUser Equipment)同样是基于LTE系统,具有数字蜂窝移动通信的技术特征。下述依据我国通信行业标准YD/T 3337《面向物联网的蜂窝窄带接入(NB-IoT)终端设备技术要求》对NB-IoT终端的技术要求给予简要介绍,若要详细了解该标准具体内容的请查阅下附件。

附件:YD/T 3337-2018《面向物联网的蜂窝窄带接入(NB-IoT 终端设备技术要求》

欲具体了解窄带物联网(NB-IoT)介绍的请进入

一、综述

1、基本构成

与数字蜂窝移动终端相同,NB-IoT终端包含有射频模块,能够与NB-IoT 网络中的基站(基于FDD-LTE)进行收发交互。终端根据其连接设备的不同应提供相应的兼容性接口,包括空中接口(Uu接口)、数据接口(USB接口)等。NB-IoT终端的逻辑结构如下图1-1所示,它包含能进行无线信号收发、基带处理和高层应用的移动设备(ME)设备和一个可以保存数据、程序和安全身份识别的智能卡(UICC)。UICC可以是可插拔SIM/USIM、贴片式SIM/USIMeUICC)或其它SIM形态中的一种或多种。MT设备逻辑上可以进一步分为更小的单元设备,分别是负责无线接收和发送及相关功能的MT设备和负责允许端到端高层应用的TE设备。MT设备和TE设备之间可以通过多种物理方式(有线或无线)实现连接。

1-1NB-IoT终端的逻辑结构

2、工作模式

由于NB-IoT是基于LTE网络,它是对FDD-LTE的无线接入网(E-UTRAN)功能的简化。因此,NB-IoT终端应可支持三种工作模式:独立工作模式、带内工作模式和保护带工作模式,其工作模式的具体含义详见下表1-2。事实上,所谓NB-IoT系统的工作模式,是指NB-IoT系统终端与基站共同遵守的空中接口对于射频工作频率的部署模式。

1-2NB-IoT终端支持的工作模式

3、等级分类

NB-IoT终端(UE)可以按功率等级和传输能力等级进行分类。NB-IoT终端的功率等级是按其最大输出功率来定义的,可分为Class 2Class 3两个等级,具体要求详见下表1-3-1

1-3-1NB-IoT终端的功率等级分类

按照NB-IoT终端的上下行传输能力,可以分为下述传输能力等级。NB-IoT终端应支持半双工FDDHD-FDD),其中下表1-3-2分别定义了NB-IoT终端上/下行业务能力等级描述;下表1-3-3定义了NB-IoT终端层2总体缓存大小;下表1-3-4定义了NB-IoT终端HD-FDD操作类型。

1-3-2NB-IoT终端上/下行业务能力等级

1-3-3NB-IoT终端层2总体缓存大小

1-3-4NB-IoT终端HD-FDD操作类型

4、支持的业务

NB-IoT终端(UE)应支持承载业务和定位业务。承载业务及要求具体详见下表1-4。对于定位业务,NB-IoT终端可具备全球卫星导航系统(GNSS)和辅助GNSSA-GNSS)的支持能力,如支持GNSS应同时支持GPS系统和北斗系统。

1-4NB-IoT终端(UE)应支持的承载业务及要求

二、NB-IoT终端设备的功能要求

对于NB-IoT终端设备的功能要求,YD/T 3337标准主要是对NB-IoT终端的物理层、层2、层3NAS层和高层提出了功能要求。

对于物理层,NB-IoT终端应支持下行OFDMA传输和上行SC-FDMA传输,其中下行传输可使用12个子载波,每个子载波间隔为15kHz;上行传输子载波间隔应同时支持3.75kHz15kHz,对于15kHz子载波间隔配置支持36或者12个子载波传输方式。NB-IoT终端定义了5个下行窄带物理信道和2个上行窄带物理信道,具体下见下表2-1;下表2-2给出了NB-IoT终端相应物理信道所支持的调制方式的要求。对于NB-IoT终端物理层功能详细要求请查阅本文的附件。

2-1NB-IoT终端支持的窄带物理信道

2-2NB-IoT终端支持的调制方式要求

对于层2NB-IoT终端应支持物理信道、传输信道、逻辑信道的建立、重配置和删除,并完成逻辑信道与传输信道之间、传输信道和物理信道之间的映射。NB-IoT终端应支持的传输信道和逻辑信道及要求详见下表2-3。其MAC层、RLC层、PDCP层具体功能及过程请查阅本文的附件。

2-3NB-IoT终端应支持的传输信道和逻辑信道

对于层3NAS层、高层的功能要求请查阅本文的附件。

三、NB-IoT终端设备的性能要求

YD/T 3337标准别准中对NB-IoT终端设备的性能要求包括:信道的划分要求、发信机指标要求、收信机指标要求和终端设备的性能要求。其中,关于信道的划分情况详见下表3-1;对于收/发信机的性能指标的参数名称汇总于下表3-1;设备的性能要求主要规定了NPDSCHNPDCCH解调性能要求。这些指标要求具体请详见本文的附件。

3-1NB-IoT终端设备信道划分要求

3-2:收/发信机的性能指标的参数名称

需要特别指出的是:YD/T 3337标准中要求,NB-IoT终端基于HD-FDD半双工模式进行工作,并给出了终端可支持的工作频段,但其使用的工作频段应符合国家无线电管理部门的相关规定。事实上,由于NB-IoT系统基于LTE系统,因而NB-IoT终端设备工作频段也应基于E-UTRAN系统的工作频段。为此,工信部201765日颁布了《中华人民共和国工业和信息化部公告》(2017年第27号)。在公告中指配了我国窄带物联网(NB-IoT)系统的工作频段及范围,即将已指配于工作在FDD模式的IMT系统(包括GSM系统)的工作频段用于窄带物联网(NB-IoT)系统。

欲详细了解工信部2017年第27号《公告》内容的请进入

四、NB-IoT终端设备的接口要求

NB-IoT终端设备的接口主要是指空中接口(Uu接口)和通用集成电路卡(UICC)与移动设备(ME)之间的接口(Cu接口)。这两个接口都是开放的标准接口,其应遵循的规范标准详见下表4

4NB-IoT终端设备接口应遵循的规范标准

五、其它要求

YD/T 3337标准中,还对NB-IoT终端设备的可靠性、电磁兼容性、比吸收率(SAR)和电池/充电器(如果配备)等做出了规范要求,具体要求汇总于下表5中。

5NB-IoT终端设备的相关要求

另外,对于上述NB-IoT终端设备的技术要求是基于其第一阶段的,后续将有第二阶段的技术要求。

欲进一步了NB-IoT网络设备(基站和核心网设备)技术要求的请进入

附录
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