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    新时代物联网技术在移动运营商网络优化和维护工作中的应用

    来源: www.workforlgbt.org 发布时间:2020-03-22 论文字数:52455字
    论文编号: sb2020031913090929995 论文语言:中文 论文类型:硕士毕业论文
    本文是一篇研究物联网技术的论文,由于物联网技术的应用处于 4G 时代向 5G 时代的过度,具有里程碑式的意义,随着 4G进入规模商用阶段,中国移动在未来 5G 的发展过程中仍然要秉承。
    本文是一篇研究物联网技术的论文,由于物联网技术的应用处于 4G 时代向 5G 时代的过度,具有里程碑式的意义,随着 4G进入规模商用阶段,中国移动在未来 5G 的发展过程中仍然要秉承“移动改变生活”,满足并创新客户需求,全面创新基础通信价值,打造智慧生活、智慧家庭、智慧城市、智慧行业,成为本地数字化生产生活的最优提供者。到 2020 年,面向 4G+/5G 的集中、智能、  高效、安全的下一代网络基本实现,5G 实现商用,建立统一管理和集中运营的数据中心网络、内容分发网络、云计算资源池、大数据平台、  物联网平台,实现对内高效支撑和对外具有较强竞争力,将主要体现在以下两大方面:一、产业生态协同方面,到 2020 年,围绕 5G、NFV/SDN、IoT  等通信能力创新的开放平台和面向垂直行业领域的共创生态基本构建。二、社会责任践行方面,到 2020 年,网络安全、公益慈善、公共  关系、员工关爱等从行业领先迈向国际领先。

    第一章 绪论

    1.1  论文研究背景
    在接下来的五年中,根据多项预测显示,中国GDP增长率极有可能将回落至6.5%左右,经济发展形式总体会呈L型走势。为贯彻落实我国发展的战略部署,为经济增长贡献新动能,中国移动通信集团作为国家的龙头央企之一,将面临着“新常态”、“新理念”、“新改革”,“新常态”是“十三五”期间的新篇章。  “新改革”是以五大理念为指引,国家着力推进供给侧结构性改革,加快国企变革,是以加快落实“三去一降一补”(  “去产能、去库存、去杠杄、降成本、补短板”)五大重点任务,同时要求到2020年,重点变革领域和关键环节取得决定性成果。
    同时,伴随着国家“十三五”规划明确了“网络强国”  等国家级战略为信息通信产业开拓了新空间,网络信息安全将进一步得到切实保护。  一系列国家相关通信战略出台,为信息与通信产业、互联网产业、物联网产业等朝阳产业朝着更广、更深发展提出了新要求、开拓了新空间,有望促进新一代信息基础设施(如目前大力推广的云、管、端业)加快发展,孕育着万千个融合领域的万亿级市场。
    在当今数字化的时代背景下,万物互联技术经过多年发展,技术已趋于成熟,预计到2020年,国内连接规模将突破百亿。发达国家地区的主流电信运营商已将万物于联作为未来主要的战略布局方向,国内阿里、腾讯等互联网企业也加速布局万物互联。纵观通信行业发展历史,中国移动、中国电信、中国联通等运营商具有做好“连接”服务的天然优势和良好网络设备基础资源。 首先要拓展连接范畴:百年来,从电报到电话、再到手机,连接方式不断延伸,运营商创造了十亿级的个人、家庭和政企单位连接规模,实现了自身的发展壮大。 然后要拓增连接价值:近二十年来,从语音到短信、再到数据业务的连接应用,电信运营商积极创新,大幅提升连接价值,实现了可持续增长。就目前物联网的发展速度而言,已经到了技术趋于成熟,市场空间不断壮大的阶段:
    图  1-1 物联网连接技术趋势
    ...............................

    1.2  通信行业物联网发展概述
    近二十年来,中国运营商以中国移动、中国电信、中国联通三大运营商为主导,从语音到短信、再到数据业务的连接应用,目前正走入了 4G 向 5G 过度的新时代,中国移动作为三大运营商中目前发展势头最快的公司,也积极创新物联网发展,大幅提升连接价值,但与此同时,也面临着巨大的挑战:
    (1)挑战一:
    基于人连接的传统业务市场趋于饱和,而万物互联带来的直接连接价值较低,单纯依托于数量提升,加大连接规模难以真正拉动收入的增加,因此会造成电信运营商面临增收压力较大。
    (2)挑战二:
    电信运营商管道价值被挤压。互联网企业不同本质行业竞争向同业竞争的蔓延,导致全球互联网领头企业们纷纷加快向基础网络布置和浸透方向发展,电信运营商将在信息基础设施领域迎来巨大挑战乃至是破坏性竞争环境。
    (3)挑战三:
    电信运营商的体制机制与数字化服务需求存在较大差距,面临巨大的运营模式转型和组织发革压力。
    为了完成成为数字化创新的世界领先运营商的伟大使命,面对着三大挑战,电信运营商仍然要迎难而上,因为物联网连接驱动发展符合未来趋势,也是作为收入增速的重要手段,物联网的发展为运营商开创新格局带来机遇:
    (1)机遇一:
    拓宽连接广度:未来,移动蜂窝网络连接约占 20%,有线宽带将直接或间接承载其他 80%的连接,面向全连接的网络资产将为运营商带来大幅拓展连接规模和连接范围的机会;同时,运营商有望通过 NB-IoT 等蜂窝物联网的部署,实现对其他 80%连接场景的逐步渗透,将其逐渐转变为可管控、可计费的连接。
    (2)机遇二:
    拓展连接深度:数字化时代云管端趋向“紧耦合”,高速泛在、安全可靠的网络连接成为必需品,运营商在海量连接上的计费、运维能力以及终端网络一体化集成和销售方面的独特优势,将带来依托连接优势拓展产业上下游的重要机遇。
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    第二章 NB-IoT 物联网规划思路、实现原理及关键技术研究

    2.1  引言
    目前中国正处于信息化爆炸式增长的时代,中国移动作为国内第一大电信运营商,也面临着无线网络发展的的演进变革,面向各网定位,不同网络根据各自定位演进发展,3G 退频重耕,TD-LTE 主力承载,2G 网络语音承载,同时退频重耕 LTE FDD/NB,LTE FDD1800作为网络容量补充,LTE FDD900 作为 4G 覆盖保障,NB 作为物联网主要承载网络,面向未来全景业务需求,聚焦网络发展及网络性能的全面提升,蜂窝物联网与 4G 同步演进,为未来 5G 空奠定基础。[4]近期 2G 退频开展 NB-IOT 建设,3G 退网开展 4G 网络重耕。中期 2G退频为薄网存在,为语音业务提供最基础保障,LTE  FDD/TD-LTE 融合发展,成为主力承载网络,5G 新空口演进。远期 2G 退网,LTE 退频重耕 5G。4G 网络演进及 5G 技术发展积极围绕用户业务体验的全面提升,更快更宽特性为未来 e MBB 与 uRLLC 物业业务奠定需求。以 NB-IOT、e MTC 为代表的蜂窝物联网与 4G 同步演进,将成为 5G 空口的一部分,全面支撑物联网业务需求。
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    2.2  NB-IoT 物联网规划思路
    2.2.1  NB-IoT 物联网规划建设思路
    (1)科学规划基站站址,确保网络结构长期稳定。
    为了进一步领跑行业,打开优势,需要科学制定 NB-IoT/LTE 目标网规划。[5]以昆明移动NB-IoT 物联网建设情况为例,在昆明城市区域,GSM 网络一般采用异频组网方式搭建,重叠覆盖的情况较为严重。LTE  和 NB-IoT,以及今后 5G 网络的部署都将是同频组网方式,如果还保持着原有 GSM 网络结构不变,将一定程度上导致同频干扰的情况发生。同时,城市和农村是有着截然不同的站址规划思路的。
    (2)合理替换现网 2G 老旧设备,逐级降低网络运行成本。
    为做到“站址资源不浪费,规划目标一步到位,网络质量分层次,按照科学分步来”。合理替换现网 2G 老旧主设备板件,包括主控板、基带板、载频等,对于降低网络建设成本有重大意义。目前云南移动蜂窝物联网一期工程无线网建设中要统筹考虑兼顾 2G 老旧设备替换、同步储备 LTE  FDD 能力,以及未来提升 4G 网络质量、向 5G 网络平滑演进等因素,注重投资效益,原则上不新建站址,着力建设低成本高效一流网络。
    (3)根据客户需求分析,结合实际开展
    NB-IoT 网络建设,实现物联灵活部署。 以昆明移动建设思路为例,根据地理位置,因地制宜地调整后台参数,按照客户感知和需求为导向,努力提升客户感知,追求网络质量的实质性优化,而非单纯一味的追求站点数量,确保网络覆盖达到或超过 GSM 网络的覆盖层面
    (4)在偏远农村地区逐渐推进
    LTE FDD 基站建设工作,稳步完成移动普遍服务。 因为农村区域前期 FDD 建设慢于城市步调,NB-IoT 基站的覆盖能力会比 GSM 基站强大约 23dB,所以要想实现农村物联网化,加强农村地区 LTE FDD 基站建设非但是必要之举,也是明智之举。
    ...............................

    第三章  移动 NB-IoT 物联网优化、维护研究 ................................... 27
    3.1  引言 ................................. 27
    3.2  昆明移动 NB-IoT 网络面临挑战 ....................................... 28
    3.3  昆明移动 NB-IoT 网络指标体系搭建 ................................... 29
    第四章    移动 NB-IoT 物联网优化、维护技术应用成果 ........................................... 67
    4.1  引言 ................................ 67
    4.2  NB-IoT 日常测试 ........................................ 68
    第五章     物联网的行业应用及新时代展望 .............................. 92
    5.1  引言 ............................... 92
    5.2  物联网的行业应用 ........................................ 92

    第四章 移动 NB-IoT 物联网优化、维护技术应用成果

    4.1  引言
    目前云南移动已初步建立物联网集中优化体系,致力于打造精品 NB-IoT 网络,树立物联网的领先优势。物联网业务本身有“业务模型差异大、服务等级差异大、深度覆盖要求高、终端静默长”等特征,现有的质量评估体系和网络运维模式必须改革创新,以进一步明确NB-IoT 无线网络优化目标及技术方案;建立包括用户感知、覆盖/干扰、负荷/容量、终端可及率等综合性能的评估体系,面向网络性能、客户感知及业务发展等多维度需求开展 NB-IoT网络优化。
    NB-IoT 覆盖质量是网络性能的基础,规划建设落地达成质量至关重要。云南移动由省公司牵头审核 NB-IoT 网络站址落地方案,省公司务必开展 NB-IoT 基站集中开站入网,从源头把控 NB-IoT 网络质量关,同时开展全网性能评估,对不达标问题进行督办整改,确保全网性能领先。再由各个州市分公司利用网优大数据平台实现 NB-IoT 网络全管控,实现与ONENET 平台对接,整合网络及业务性能综合指标,分析能力向 4G 看齐。
    同时以昆明移动分公司为例,目前已经提出加强无线网络基础维护,确保 GSM 网在老旧设备改造过程中稳定运行。为进一步扩大 NB-IoT 网络规模做准备,首先要从无线网络运行维护管控,落实“五个狠抓”,即从维护源头抓零流量小区、抓故障处理、抓代维质量、抓维保服务,抓同类型设备和板件故障率对标管理,提升网络运行质量。及时上报 GSM 老旧设备改造技术方案,配合云南省公司切实控制工程建设对无线网络质量影响,确保 GSM 网络质量“工程阶段少下降、优化之后有提升”。在 NB-IoT 基站建设入网方面,务必落实网络建设、调整方案报批、工程割接报备制度。以 NB-IoT 单站验收作为设备交维界限,在验收前做好各项性能测试,确保达到现网运行要求。
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    第五章 物联网的行业应用及新时代展望

    5.1  引言
    全世界运营商正处于集体发力构建更大物联网平台的时候,中国移动便以 2018 年 100 万智慧家庭和 1000 万车联网为目标,重点布局数字家庭、车联网、物流跟踪管理、智慧电网等业务。
    据统计,2016 年第二季度已发生 28 项总价值超 10 亿美元的交易,刷新单季高价并购案记录。物联网并购案数量今年已同比增长 26%(From Ernst & Young)。IoT Analytics 统计全球有 300+企业在积极建设物联网生态,重点布局智能抄表,车联网,资产跟踪,消费电子等业务。
    以燃气公司为例,目前云南绝大多数燃气公司均存在利润收益下降、  抄表人力成本高昂、数据严重不准、私自篡改燃气读数等情况,燃气公司急需先进的物联网远程抄表技术来提供解决方案。
    图  5-1  物联网远程抄表示意
    参考文献(略)

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