基于蜂窝网的移动物联网部署方案研究*

杨燕玲，胡洁

（1.广东轻工职业技术学院，广东 广州 510300；2.华南农业大学，广东 广州 510642）

1 引言

移动物联网不同于传统的蜂窝数据网，海量连接、低功耗终端、深度覆盖需求以及低成本运作方式都给移动物联网的建设带来了挑战。目前在各家运营商的努力下，中国已经建设了全世界最大规模的移动通信网络，2016年工信部官网上发布的《2016年通信运营业统计公报中》显示，2016年，我国的基站总数达559万个，其中4G基站总数达到263万个。在移动物联网部署的实际工作中，充分利用这一优势，既保护运营商既有投资，又加快建设进程，节省建设成本，是实际且迫切需要解决的问题。本文接下来将对移动物联网部署中各类问题进行分析研究，并给出了相应的部署方案。

2 网络架构

在网络架构选择上，根据建设思路不同，对于网络架构部署主要可以采取下述方案。

（1）方案一：SGW/PGW合建方案，如图1所示：

图1 网络架构方案1：SGW/PGW合建方案

（2）方案二：独立新建PGW方案，如图2所示：

图2 网络架构方案2：独立新建PGW方案

这两种架构由于建设思路的不同各有利弊，如表1所示：

考虑到现网的影响和后期扩容的需求，建议采取独立新建PGW方案。

3 天面部署

针对NB-IoT独立站点，新建NB-IoT独立天馈系统，完成双通道NB-IoT站点建设，如图3所示：

图3 新建NB-IoT独立天馈系统

针对GSM共站站点，根据GSM天面资源情况选择不同的部署方案：GSM共站且可新建天面的站点，建设GSM/NB独立天馈；GSM天面资源受限的情况下，采用四端口天线替换现网GSM天面，天线要求GSM/NB独立电调；对于不具备新建或替换天线的场景，可采用GSM/NB合路共天馈的方案。如图4所示。

4 设备部署

设备部署方面，采用单模到双模分阶段部署方式，如图5所示。

（1）第一阶段：部署新建NB-IoT单模设备的站点，完成NB-IoT单模站点部署；

（2）第二阶段：通过软件升级和增加FDD基带板方式，完成NB-IoT/FDD（eMTC）双模站点部署；

（3）第三阶段：通过软件升级和增加GSM基带板和主控板的方式，完成NB-IoT/FDD（eMTC）/GSM多模站点部署。

采用此部署方式，不影响GSM现网的运行，通过新建BBU和RRU，平滑支持FDD，同时实现LTE-M和移动物联网功能；针对部分GSM老旧设备替换，可直接通过软件升级来实现GSM现代化改造。

5 频率选择方案

图4 NB与GSM共站的天馈系统

图5 设备部署路线

由于低频段优越的覆盖和穿透能力，移动物联网倾向于选择低频段部署，如中国移动的GSM900M频段。

如果采用此方式，会涉及原有GSM网络的资源分配问题，以GSM900M退频5 MHz为例：考虑到保护频段，实际需退频5 MHz+0.4 MHz，转换为GSM频点，则其频点数为67个，退频区域内GSM900M宏站的平均配置降低为5.26个载频，即造成原有GSM网络的频谱资源减少，使其网络容量降低。

因此，为减少对原有GSM网络的影响，在NB-IoT部署时，建议选择E-GSM频点的934 MHz—935 MHz用于NB-IoT的部署。

6 组网方案

在组网方案选择上，移动物联网建设可采取同频组网和异频组网两种方案，两种不同方案的对比如表2所示。

考虑网络部署问题，建议采取异频组网方式，可较好地规避干扰。

另一方面，由于频率资源和功率资源受限，在现网上部署移动物联网时，需要充分考虑新建网络对现网业务的影响，需做好充足准备，避免对现网运行业务造成冲击，在实际网络部署中分场景分阶段建设。

表2 组网方案对比

7 结论

如何快速部署移动物联网已经成为运营商关注的热点问题。在现网上部署建设移动物联网，需要充分考虑新建网络对现网业务的影响。本文对移动物联网部署中核心网网络架构、天馈系统的部署方案、主设备的分阶段解决方案以及频率选择、组网方案等内容进行了分析研究，并给出了相应的部署方案。后续将进一步对该部署方案进行实地验证。