窄带物联网的无线网络优化方法研究
来源:用户上传
作者:邓毅
【摘要】据汇总统计，到2020年，物联网连接数将达到300亿，市场空间将达到1.7万亿美元，窄带物联网（NB-IOT）应运而生。NB-IOT具有支持大规模连接、广覆盖、低功耗、低成本的特点，可以满足各种业务需求，是未来由运营商主导的巨大增长点。本文对窄带物联网优化方法和策略的研究进行了介绍。
【关键词】窄带物联网;多样性;无线网络优化
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.03.003
优化现有的无线网络必须考虑两个方面：覆盖范围和容量。NB-IOT网络虽然具有低功耗、广覆盖、低成本、低速率等特点，但对窄带物联网的容量需求并不高，因此在规划NB网络时，需要重点关注如何提高覆盖率等方面。因此，覆盖优化可以分为三个阶段：计划优化、工程优化和运维优化。
1. 窄带物联网（IoT）技术发展现状
1.1 窄带物联网技术发展分析
作为物联网通信技术的重要组成部分，窄带物联网技术的现代化和创新受到业界的高度关注，并逐渐成为物联网通信领域的重点研究课题。合理利用窄带物联网技术有助于短距离通信传输和广域网通信传输，是3GPP标准组织提出的一种新型窄带蜂窝通信技术。在建立3GPP标准的过程中，要建立SI以增加新技术，在不断实践和研究的过程中准备技术报告，并根据技术报告中记录的研究结果设置相关工作项目。并且必须最终决定新技术。窄带物联网技术在其发展过程中也遵循这一基本过程。
1.2 维持窄带物联网技术产业链现状
随着时代的不断发展，物联网通信技术的发展取得了优异的成绩，移动终端的普及范围进一步扩大。近来，物联网通信技术正在从传统的人与人的通信向人与物的通信，甚至物与物的通信转变。在现代通信领域，窄带物联网技术的应用越来越普遍，成为物联网通信产业发展不可或缺的一部分。窄带物联网技术研发的主要目的是帮助解决远距离通信过程中遇到的各种问题，提高信号远距离通信，降低物联网通信能耗，从而有效解决问题。进一步提高多终端通信和信号远距离通信的效率和质量。
此外，针对目前窄带物联网技术的使用，完美实现了低能耗、低成本、高效率、高覆盖的基本特性，实际应用效果远高于其他类型物联网通信技术。它是一种新型便捷的通信技术，具有适应性强、传播范围广、传播效率高等优点。
2. 如何优化窄带物联网
2.1 技术原理
NB-IoT的覆盖优化可以从划优化、工程优化、运维优化三个方面进行。规划优化主要考虑事前需求分析、规模估算、选址和规划模拟，还应考虑清频测试。工程优化主要考虑通过DT/CQT等方式完成单点部署，结合天馈调整、射频优化和参数优化，提高网络覆盖。代表射频优化和网络覆盖参数优化，提高覆盖。这三种优化针对不同的阶段，具有不同的侧重点，使用的优化方法也不同。
2.2 技术方案
2.2.1 优化方案
窄带物联网，根据物联网业务需求，确定规划目标，制定频率规划、覆盖规划、参数及传输需求规划等方面，并进行工程建设规划。大部分规划内容可以参考现有的GSM或LTE网络。由于窄带物联网带宽为180kHz，覆盖范围比现有的GSM900或同频段LTE网络更强，覆盖范围扩大100倍，最大增益20dBm。物联网通过现有网络进行，以降低投资成本，主要有三种部署方式：
带内：必须建在现有网络带宽内，增加现有设备功率，占用现有网络资源。
Out-of-Band Interval：置于现网带宽之外，与现网有频率间隔，功率独立配置，不依赖现网。
无带外间隔：置于现网带宽之外，与现网无频隙，提高现网设备功率，不占用现网资源。规划好频率、参数、施工方案后，就可以根据施工方案开始执行，然后优化项目。
2.2.2 项目优化
工程优化建设完成后，主要设备建设问题可以考虑升级现有设备或建设新的主要设备。在整个系统中，天馈系统非常重要。在选择天线时，坚持原则性能第一，同时要兼顾施工难度。NB-IOT业务功能，包括单站点场景下的业务功能、性能验证和覆盖验证，根据射频功能和覆盖功能的验证测试，以及多站点场景下的业务功能、覆盖和干扰性能验证。从测试结果对比规划参数设置，进行个性化修改以满足业务需求、覆盖需求等，完成项目优化。项目优化完成后交付使用，NBIOT基站接入网络供商业用户使用，开始运维优化。
2.2.3 运维优化
接入商用用户进入运维优化阶段，网络优化调优从覆盖优化和干扰优化转向邻区优化，重点保障用户服务质量。NB-IOT网络不需要一直连接，需求量小，因此很难收集NB终端上报的MR数据，进行类似于234G MR的覆盖评估。对此，本文重点介绍了窄带物联网运维的一套优化方法和策略。
2.3 优化策略
2G、3G、4G时代，除了穿越测试，还有MR覆盖评估系统，MR分析功能对上下行电平、上下行质量、上下行质量进行分析汇总。移动台上报的Test cell Timing Advance（Tadv）分布和链路平衡信息可以根据这些信息直观的了解小区的载频和覆盖范围和质量。无线电链路信息的系统处理和可视化显示有助于解决隐藏在网络中的众多缺陷。NB-IOT网络没有这个功能，但是NB-IOT的网络覆盖范围可以参考MR模式来分析。
nlc202204081442
转载注明来源:https://www.xzbu.com/7/view-15427765.htm
