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NB-IoT的大连接分析

更新时间:2018-02-23

  NB-IoT的基站是基于物联网模型进行设计的。物联网模型和手机模型不同,终端接入数量很大,但每个终端发送的数据包很小,对时延的要求也不敏感。

  当前的2G、3G、4G基站设计主要是保障用户的并发通信和减小时延。但是,NB-IoT对业务时延不敏感,可以设计更多的用户接入,保存更多的用户上下文,这样就可以让5万个终端同时在一个小区,大量终端处于休眠状态,但是上下文信息由基站和核心网维持,一旦有数据发送,可以迅速进入连接状态。

  NB-IoT相比2G、3G、4G的通信系统,有50-100倍的上行容量提升。NB-IoT仿真的结果是每个小区可以达到5万个UE的连接,在仿真模型中,80%的用户为周期上报,20%的用户为网络控制。

  NB-IoT要求eNB基站支持海量的低速率UE的接入,可以通过模型估算普通市区NB-IoT基站的容量,以伦敦模型为例,每个住户的设备数量是40个,如下算法:

  ISD(Inter-Site Distance,基站间距离)=1732m

  R(小区半径)=ISD/3≈577.3m

  小区覆盖面积=0.86km²(假设为正六边形)

  美平方千米的住户密度=1517

  每个住户的设备数量=40

  每个小区的设备数量=小区覆盖面积*每平方千米的住户密度*每个住户的设备数量≈52184

  核心网侧面对大容量的压力,必须做好针对性的优化。物联网用户总数大,而且依然是永久在线(即使终端进入了PSM休眠状态,核心网依然保存着用户的所有上下文数据),核心网无论是签约、用户上下文管理,还是IP地址的分配都有新的优化需求。此外,相对于4G系统,NB-IoT核心网的业务突发性更强,可能某行业的用户集中在某个特定的时间段,同时收发数据,对核心网的设备容量要求,过载控制提出了新的要求。

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