【重磅】NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議凍結(jié) 華為助力

　　2016年6月16日，這是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)最為重要的一天，這一天在韓國釜山召開的3GPPRAN全會第72次會議順利結(jié)束。NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)）作為3GPP R13一項(xiàng)重要課題，其對應(yīng)的3GPP協(xié)議相關(guān)內(nèi)容獲得了RAN全會批準(zhǔn)，正式宣告了這項(xiàng)受無線產(chǎn)業(yè)廣泛支持的NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議歷經(jīng)2年多的研究終于經(jīng)全部完成。全球運(yùn)營商終于有了基于標(biāo)準(zhǔn)化的物聯(lián)網(wǎng)專有協(xié)議，基于該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和解決方案將能很好的服務(wù)于廣大行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)市場。標(biāo)準(zhǔn)化工作的成功完成也標(biāo)志著NB-IoT即將進(jìn)入規(guī)模商用階段。

　　NB-IoT 標(biāo)準(zhǔn)起源

　　物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用在生產(chǎn)和生活的方方面面，其業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的需求也有差別。高速率業(yè)務(wù)主要使用3G、4G技術(shù)，如監(jiān)控攝像頭等；中等速率業(yè)務(wù)主要使用GPRS技術(shù)，如POS機(jī)等。低速率業(yè)務(wù)目前還沒有很好的蜂窩技術(shù)來滿足，很多情況下只能使用GPRS技術(shù)勉力支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，低速率業(yè)務(wù)漸漸成為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)未來主要的市場發(fā)展方向，業(yè)界將這一市場歸納為LPWAN（Low Power Wide Area Network）市場，即低功耗廣域網(wǎng)。由于GPRS技術(shù)存在終端功耗高、覆蓋能力不足等問題，無法應(yīng)對LPWAN市場需求。因此運(yùn)營商希望有一個新的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來滿足LPWAN市場需求。

　　基于對蜂窩物聯(lián)網(wǎng)這一趨勢和需求的敏銳洞察，2013年初，華為與業(yè)內(nèi)有共識的運(yùn)營商、設(shè)備廠商、芯片廠商一起開展了廣泛而深入的需求和技術(shù)研討，并迅速達(dá)成了推動窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共識，NB-IoT研究正式開始。當(dāng)時，大家為這個窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)起名叫LTE-M，全稱為LTE for Machine to Machine，名字蘊(yùn)含的期望是基于LTE產(chǎn)生一種革命性的新空口技術(shù)，該技術(shù)既能做到終端低成本低功耗，又能夠和LTE網(wǎng)絡(luò)共同部署。

　　LTE-M確定了窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵目標(biāo)：覆蓋率需要達(dá)到99.9%，鏈路預(yù)算至少比GSM高20dB以上；終端功耗越低越好；終端的模組成本希望低于5美金。

　　以此需求為目標(biāo)，華為作為唯一一家的中國設(shè)備廠商提出了窄帶設(shè)計思想，并從理論上論證了上行窄帶在覆蓋受限區(qū)域可以帶來一個量級以上的容量提升，為NB-IoT的后續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，其經(jīng)典的窄帶提升容量的公式也被廣泛采用。此外，華為還首創(chuàng)性的提出了上行3.75kHz LTE的概念，系統(tǒng)性的闡述了180kHz窄帶系統(tǒng)的設(shè)計理念以及帶來的潛在好處。包括可以與GSM、UMTS、LTE共部署，比如在GSMRefarming場景，只要拿出一個GSM載波200kHz資源，就可以部署此180kHz窄帶系統(tǒng)。此外，180kHz窄帶系統(tǒng)還可以部署在LTE保護(hù)帶中，這些設(shè)計思想都成為了NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

　　NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)制定歷程

　　一項(xiàng)技術(shù)要成為3GPP標(biāo)準(zhǔn)，首先需要立項(xiàng)成為SI（Study Item），研究分析后產(chǎn)生TR（Technical Report），經(jīng)過3GPP組織評議后可以轉(zhuǎn)成WI（Work Item），然后由各個工作項(xiàng)目組輸出TS（Technical Specification）。因?yàn)樾枰薮蟮难芯抠Y源投入，所以整個過程一般由一家或幾家行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)牽頭，反映在組織形式上一般是貢獻(xiàn)最大的企業(yè)會作為報告人。本次NB-IoT的4個報告人依次為沃達(dá)豐、華為、愛立信、高通。

　　從LTE-M到CIoT

　　在LTE-M的技術(shù)方案選擇上，當(dāng)時主要有兩種思路：一種是基于現(xiàn)有GSM演進(jìn)思路；另一種是華為提出的新空口思路，當(dāng)時名稱為NB-M2M。

　　在2014年5月份，由沃達(dá)豐，中國移動，Orange，Telecom Italy，華為，諾基亞等公司支持的SI “Cellular System Support for UltraLow Complexity and Low Throughput Internet of Things” 在3GPP GERAN工作組立項(xiàng)，這兩種思路都被包含在內(nèi)，LTE-M的名字演變?yōu)镃ellular IoT，簡稱CIoT。由于絕大多數(shù)運(yùn)營商更加關(guān)心新空口方案，因此，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，NB-M2M成為了運(yùn)營商熱議的一個話題。

　　從NB-M2M到NB-CIoT

　　隨著工作的進(jìn)展，在GERAN進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化研究的CIoT得到了越來越多的運(yùn)營商、廠商的關(guān)注，已經(jīng)冷清的GERAN逐漸又熱鬧了起來。一些原來已不參加GERAN會議的運(yùn)營商、設(shè)備商、芯片廠商重新回到了GERAN，關(guān)注CIoT課題。

　　2015年4月底的PCG（Project Coordination Group）會議上做了一件重要的決定：CIoT在GERAN做完SI之后，WI階段要到RAN立項(xiàng)并完成相關(guān)協(xié)議。這說明了CIoT課題受到全球運(yùn)營商的廣泛關(guān)注，因此PCG決議將CIoT這棵樹苗從GERAN拔到了RAN，再進(jìn)一步栽培長大。

　　RAN參與公司眾多，為了盡快取得標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展，融合和協(xié)作就是最有效的做法，這也是共同推動一個產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)之路。2015年5月，華為和高通在共識的基礎(chǔ)上，共同宣布了一種融合的解決方案，即上行采用FDMA多址方式，下行采用OFDM多址方式，融合之后的方案名字叫做NB-CIoT（Narrow Band Cellular IoT）。

　　從NB-CIoT到NB-IoT

　　隨著市場逐漸清晰，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)的動作不斷加速。華為和高通技術(shù)方案的融合，進(jìn)一步震動了業(yè)界。對于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)這一未來具有巨大空間的市場方向，誰也不愿意做落后者。在華為和高通宣布了技術(shù)方案融合之后，更多的公司參與進(jìn)來，跟蹤NB-CIoT SI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展。

　　與此同時，其它廠商受到市場需求的牽引，也加快了在窄帶領(lǐng)域的研發(fā)節(jié)奏。經(jīng)過一段時間的醞釀，愛立信聯(lián)合幾家公司，在GERAN SI階段最后一次會議，即GERAN 2015年8月10日的會議上，提出了NB-LTE（Narrow Band LTE）的概念。在2015年9月份的RAN#69次會議上，經(jīng)過激烈討論，各方最終達(dá)成了一致，NB-CIoT和NB-LTE兩個技術(shù)方案進(jìn)行融合形成了NB-IoT WID。NB-CIoT演進(jìn)到了NB-IoT（Narrow Band IoT）。

　　NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程

　　NB-IoT核心協(xié)議凍結(jié)，9月完成性能規(guī)范

　　截止6月16日，NB-IoT R核心協(xié)議在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四個工作組均已凍結(jié)。性能規(guī)范在3GPP RAN4工作組，計劃在9月份結(jié)束。性能規(guī)范NB-IoT與eMTC同時進(jìn)行，計劃同時完成。

　　華為積極貢獻(xiàn)NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)化工作

　　NB-IoT得到了業(yè)界空前的關(guān)注。3GPP各家公司均貢獻(xiàn)了大量的提案，從GERAN的SI開始，各公司共計貢獻(xiàn)了3205項(xiàng)技術(shù)提案，獲得通過的提案總共有447項(xiàng)，可謂碩果累累。其中華為貢獻(xiàn)提案1008項(xiàng)，184項(xiàng)獲得通過，占全部447項(xiàng)已通過提案的41%。華為貢獻(xiàn)了最多的標(biāo)準(zhǔn)提案，位居全球第一，展示了強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)與概念領(lǐng)導(dǎo)能力。華為與4家歐美領(lǐng)先公司共同貢獻(xiàn)了約98%的通過提案。

　　3GPP R13 NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)通過提案數(shù)統(tǒng)計

　　3GPP R13 NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)提案數(shù)統(tǒng)計