NB-IoT是由3GPP定义的基于蜂窝网的窄带物联网技术,支持海量连接,有深度覆盖能力,功耗低,适合传感、计量、监控等物联网应用,还可适用于智能抄表、智能停车、车辆跟踪、物流监控、智慧农林牧渔业以及智能穿戴、智慧家庭、智慧社区等。这些领域对广覆盖、低功耗、低成本的要求非常明确,目前广泛商用的2G/3G/4G技术及其他无线技术都无法满足这些挑战。
2关键技术
2.1工作模式
NB-IoT目前只支持FDD传输方式,带宽180kHz,支持3种工作模式。
图:NB-IoT3种工作模式
资料来源:公开资料,中国报告网整理
stand-alone(独立)部署,不依赖LTE。
guard-band(保护带内)部署,不占LTE资源。
in-band(LTE带内)部署,占用LTE1个PRB。
其中,虽然保护带内部署没有占用LTE频率资源,但因为设备复杂度最高,射频指标最严格。而系统性能却和LTE带内部署模式类似,因此产业发展较慢,目前仅个别设备与终端芯片厂商支持,存在部分设备与终端芯片并无支持计划的情况。
2.2传输方式
NB-IoT支持下行OFDMA传输,频域每个载波只包含一个PRB,子载波间隔15kHz,CP(cyclicprefix,循环前缀)长度为常规CP。
上行定义了单子载波(single-tone)和多子载波(multi-tone)两种传输方式。其中,单子载波支持两种子载波间隔:3.75kHz和15kHz。对于15kHz子载波间隔,定义了12个连续的子载波。对于3.75kHz子载波间隔,定义了48个连续的子载波。多子载波传输支持15kHz的子载波间隔,定义了12个连续的子载波,这些子载波可以组合成3个、6个或12个连续的子载波。
因为功率谱密度高,所以相同TBS下,3.75kHz覆盖能力大于15kHz。15kHz小区容量是3.75kHz的92%,但调度效率和调度复杂度优于3.75kHz。由于NPRACH必须采用3.75kHz单子载波传输方式,因此,目前大多数设备上行优先支持3.75kHz单子载波传输方式。在引入15kHz单子载波传输和多子载波传输方式之后,会根据终端信道质量自适应地进行选择。
下行业务信道NPDSCH传输的最小调度单位是RB(resourceblock)。上行业务信道NPUSCH传输的最小调度单位是RU(resourceunit)。时域上,对于单子载波传输,3.75kHz子载波间隔时资源单位为32ms,15kHz子载波间隔时资源单元为8ms。对于多子载波传输,3个子载波间隔时为4ms,6个子载波间隔时为2ms,12个子载波间隔时为1ms。
2.3帧结构
NB-IoTeNodeB下行支持E-Utran无线帧结构1(FS1),如图2所示。上行对15kHz子载波间隔支持FS1,另外对3.75kHz子载波间隔定义了一种新的帧结构,如图3所示。
2.4MIMO技术
NB-IoT下行支持两种MIMO模式:单天线端口传输和2天线端口开环发射分集。上行则只支持单天线端口一种MIMO模式。
图:NB-IoT帧结构(上、下行15kHz子载波间隔)
资料来源:公开资料,中国报告网整理
图:NB-IoT帧结构(上行3.75kHz子载波间隔)
资料来源:公开资料,中国报告网整理
2.5半静态链路自适应
NB-IoT的目标业务场景绝大部分为小分组传输,一般没有条件提供长时间、连续的信道质量变化指示,因此NB-IoT没有设计动态链路自适应方案,而是通过设计3种覆盖等级,根据终端所处的覆盖等级选取数据传输的调制编码方式及重复次数,实现了半静态链路自适应。
3种覆盖等级即常规覆盖(normalcoverage)、增强覆盖(robustcoverage)和极远覆盖(extremecoverage),分别对应链路损耗(minimumcouplingloss,MCL)144dB、154dB和164dB。NB-IoT基站支持配置1个RSRP列表,包含两个RSRP门限值,用于区分不同覆盖等级。
图:NB-IoT3种覆盖等级
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2.6数据重传
NB-IoT采用数据重复发送的方式获得时间分集增益,采用低阶调制方式提高解调性能、增强覆盖性能,各信道均可实现重复发送。且3GPP规定了各信道支持的重复传输次数及对应的调制方式。
2.7NB-IoT关键技术对于网络覆盖与容量的影响
上述关键技术对于NB-IoT覆盖与容量的影响主要包含以下方面。
表:各信道可支持的重复传输次数
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(1)窄带收发技术
获得更高的功率谱密度(PSD)增益,对比LTE,上行3.75kHz增益为17dB,上行15kHz增益10.8dB;对比GSM,上行3.75kHz增益为7dB,上行15kHz增益为0.8dB。
表:GSM与NB-IoT功率谱密度对比
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中国报告网发布的《2017-2022年中国NB-IOT技术行业运营现状及发展趋势前瞻报告》内容严谨、数据翔实,更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展动向、市场前景、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,以及我中心对本行业的实地调研,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。它是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。
本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库。
第一章:NB-IOT网络市场发展综述
1.1NB-IOT技术发展背景分析
1.1.1物联网通信技术对比
1.1.2NB-IOT技术优势分析
1.2NB-IOT技术立项分析
1.2.1NB-IOT技术立项过程分析
1.2.2NB-IOT技术标准进展分析
1.3NB-IOT技术发展基础分析
1.3.1物联网市场发展现状
(1)全球物联网发展现状
(2)中国物联网发展现状
1.3.2物联网市场规模预测
(1)全球市场规模预测
(2)国内市场规模预测
1.4NB-IOT产业链分析
1.4.1NB-IOT产业链分析
(1)产业链介绍
(2)终端应用介绍
1.4.2产业链各环节集中度分析
(1)底层芯片领域
(2)模组环节
(3)终端环节
(4)通讯设备和平台环节
(5)运营商环节
(6)应用环节
第二章:NB-IOT网络市场网络部署分析
2.1NB-IOT技术相关标准分析
2.1.1频道范围分析
2.1.2调制解调分析
2.1.3数据速率分析
2.1.4发射功率分析
2.1.5网络建设分析
2.1.6覆盖范围分析
2.1.7国际标准分析
2.2NB-IOT频道部署方式分析
2.2.1独立部署(Standalone)
2.2.2保护带部署(Guard-Band)
2.2.3带内部署(In-Band)
2.2.4频道部署建议
2.3各大运营商NB-IOT网络部署分析
2.3.1中国联通NB-IOT网络部署分析
2.3.2中国移动NB-IOT网络部署分析
2.3.3中国电信NB-IOT网络部署分析
2.4NB-IOT网络部署成本分析
2.4.1硬件成本
2.4.2网络成本
2.4.3安装成本
2.4.4服务成本
第三章:NB-IOT网络市场商业模式分析
3.1全球物联网行业传统商业模式
3.1.1美国物联网商业模式分析
(1)系统集成商为客户提供服务
(2)物联网MVNO为客户提供服务
(3)物联网电信运营商为客户提供服务
3.1.2韩国物联网商业模式分析
(1)与政府开展大项目合作
(2)积极开展业务开放合作
(3)协同进行技术升级和标准合作
3.1.3德国物联网商业模式分析
3.1.4日本物联网商业模式分析
(1)e-japan战略
(2)u-Japan战略
(3)i-Japan战略
(4)“智能云战略”
3.2NB-IOT创新商业模式分析
3.2.1管道模式分析
3.2.2苹果模式分析
3.2.3亚马逊模式分析
第四章:NB-IOT网络发展受益领域分析
4.1物联网芯片市场分析
4.1.1物联网芯片产品需求现状分析
4.1.2物联网芯片产品需求规模分析
(1)安全芯片需求规模分析
(2)移动支付芯片需求规模分析
4.1.3物联网芯片产品进出口需求分析
4.1.4物联网芯片产品市场竞争分析
4.1.5物联网芯片产品技术需求分析
4.1.6物联网芯片产品需求前景预测
4.2物联网终端市场分析
4.2.1物联网终端设备产品需求现状分析
4.2.2物联网终端设备产品需求规模分析
(1)移动手机智能终端规模
(2)4G终端需求规模
(3)可穿戴设备需求规模
4.2.3物联网终端设备产品市场竞争分析
4.2.4物联网终端设备产品技术需求分析
4.2.5物联网终端设备产品需求前景预测
第五章:NB-IOT网络应用领域市场分析
5.1智能停车场对NB-IOT的需求分析
5.1.1智能停车场行业市场发展现状
5.1.2NB-IOT应用在智能停车场的必要性
5.1.3NB-IOT应用在智能停车场应用分析
(1)网络方面
(2)停车场运营商方面
(3)用户方面
(4)终端部署方面
5.1.4华为NB-IOT技术智能停车场应用案例
(1)智能停车方案介绍
(2)HuaweiLiteOS支撑智能停车解决方案
(3)HuaweiLiteOS支撑智能停车的客户价值
5.1.5智能停车场投资建设情况分析
(1)投资成本测算
(2)投资情况介绍
5.1.6智能停车场对NB-IOT需求潜力分析
5.2环保行业对NB-IOT的需求分析
5.2.1环保行业市场发展现状
5.2.2NB-IOT应用在环保行业的必要性
5.2.3NB-IOT应用在环保行业应用分析
5.2.4环保行业投资建设情况分析
5.2.5环保行业对NB-IOT需求潜力分析
5.3智能抄表对NB-IOT的需求分析
5.3.1智能抄表行业市场发展现状
5.3.2NB-IOT应用在智能抄表的必要性
5.3.3NB-IOT应用在智能抄表应用分析
(1)福州首个NB-IoT水务试点项目建设
(2)广东智慧水务应用
(3)华为助力MTN推非洲首个NB-IoT
5.3.4智能抄表投资建设情况分析
(1)智能电表投资建设情况
(2)智能水表投资建设情况
5.3.5智能抄表对NB-IOT需求潜力分析
5.4消防栓对NB-IOT的需求分析
5.4.1消防栓行业市场发展现状
5.4.2NB-IOT应用在消防栓的必要性
5.4.3NB-IOT应用在消防栓应用分析
5.4.4消防栓投资建设情况分析
5.4.5消防栓对NB-IOT需求潜力分析
5.5可穿戴设备对NB-IOT的需求分析
5.5.1可穿戴设备行业市场发展现状
5.5.2NB-IOT应用在可穿戴设备的必要性
5.5.3NB-IOT应用在可穿戴设备应用分析
(1)健康数据管理平台和服务平台
(2)定位轨迹应用
(3)社交应用
5.5.4可穿戴设备投资建设情况分析
5.5.5可穿戴设备对NB-IOT需求潜力分析
第六章:NB-IOT网络发展前景与建议
6.1NB-IOT网络发展前景及趋势
6.1.1NB-IOT网络发展前景预测
(1)市场规模
(2)技术瓶颈
(3)市场预测
6.1.2NB-IOT网络发展趋势分析
6.2NB-IOT网络投资机会分析
6.2.1NB-IoT商用之路
6.2.2产业链投资机会
(1)芯片
(2)下游终端
6.2.3发展瓶颈
(1)芯片还是产业瓶颈
(2)成本制约
(3)产业链的协同
6.3NB-IOT网络投资策略建议
6.3.1短期投资策略
(1)通信设备
(2)传感器和身份识别
6.3.2中期投资策略
6.3.3长期投资策略
6.4NB-IOT网络部署建议
6.4.1终端侧部署建议
(1)大批量终端且分布广泛
(2)少量终端且分布广泛
(3)大批量终端但分布相对集中
(4)少量终端且分布相对集中
6.4.2NB-IOT基站部署建议
6.4.3NB-IOT核心网部署建议
6.4.4NB-IOT平台部署建议
6.5NB-IOT网络建设建议
图表目录
图表1:物联网通信技术介绍
图表2:物联网LPWAN技术对比
图表3:NB-IOT技术优势
图表4:NB-IoT技术演进路线
图表5:3GPPRel-13中IoT相关项目关系简图
图表6:Rel-14版本的NB-IoT的增强功能
图表7:RAN5工作组进度图
图表8:全球物联网整体市场规模变化趋势及预测(单位:万亿美元,%)
图表9:中国物联网市场规模预测(单位:万亿元,%)
图表10:NB-IOT生态链
(GYZJY)
图表详见正文
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