基于NB—IoT/GPS技術(shù)的電動(dòng)車綜合管理項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)搭建及測試保障

楊繼東 呂蒙

摘 要：為支撐市場部門投標(biāo)的鄭州市公安局招標(biāo)電動(dòng)車綜合管理項(xiàng)目，河南聯(lián)通采用NB-IoT/GPS技術(shù)，通過在電動(dòng)車上安裝防盜管理終端，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)車當(dāng)前的GPS位置信息，以NB-IoT網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，在應(yīng)用平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車當(dāng)前位置及運(yùn)動(dòng)軌跡的展示及相關(guān)管理功能，協(xié)助公安進(jìn)行電動(dòng)車防盜、綜合管理等工作。河南聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部牽頭，建維優(yōu)協(xié)同，快速搭建NB900和NB1800網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)解決了干擾、模組終端與網(wǎng)絡(luò)的兼容性等問題，測試效果得到了評(píng)標(biāo)專家的充分認(rèn)可。本次網(wǎng)絡(luò)保障在省市公司領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)籌安排下，在建維優(yōu)協(xié)同配合下取得了圓滿成功，有力促進(jìn)了公司物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展和品牌推廣，同時(shí)也積累了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為下一步全省NB網(wǎng)絡(luò)的部署打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：NB-IoT；模組；網(wǎng)絡(luò)搭建；測試保障；建維優(yōu)協(xié)同

中圖分類號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）17-0031-04

Network Construction and Test Guarantee of Electric Vehicle

Integrated Management Project Based on NB-IoT/GPS Technology

YANG Jidong1，2 LYU Meng1，2

Abstract： In order to support the bidding of the Zhengzhou Municipal Public Security Bureau to bid for the integrated management of electric vehicles， Henan Unicom adopted NB-IoT/GPS technology to collect the current GPS position information of electric vehicles in real time by installing the anti-theft management terminal on the electric vehicle， uploading the data in the NB-IoT network and carrying out the current position and transportation of the electric vehicle on the corresponding platform. The display and related management functions of the mobile track could assist the public security to carry out anti-theft and comprehensive management of electric vehicles. The Henan Unicom Network Development Department was the lead， building NB900 and NB1800 network quickly， and focusing on the compatibility of interference， module terminal and network. The test results had been fully recognized by the bid evaluation experts. Under the overall arrangement of the leadership of the provincial and provincial companies， the network security had achieved a successful success with the cooperation of building Wei you， which had greatly promoted the development of the company's internet of things and the promotion of the brand. At the same time， it had also accumulated the valuable experience of the construction and optimization of NB-IoT network， which laid a foundation for the deployment of the next NB network in the province.

Keywords： NB-IoT；module； network construction；test guarantee；build up excellent collaboration

1 研究背景

為解決城市電動(dòng)車不遵守交通規(guī)則、易丟失且找回率較低等管理難題，鄭州市公安局招標(biāo)電動(dòng)車綜合管理項(xiàng)目。該項(xiàng)目是基于NB-IoT/GPS技術(shù)，通過在電動(dòng)車上安裝防盜管理終端，實(shí)時(shí)采集電動(dòng)車當(dāng)前的GPS位置信息，以NB-IoT網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，在應(yīng)用平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車當(dāng)前位置及運(yùn)動(dòng)軌跡的展示及相關(guān)管理功能，協(xié)助公安局進(jìn)行電動(dòng)車防盜、綜合管理等工作的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。

為拓展中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司河南省分公司在物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目上的市場規(guī)模，市場部門積極投入該項(xiàng)目的投標(biāo)工作中，并向后臺(tái)提出了本次競標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)需求。2018年5月，在省公司領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下，省公司網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部牽頭成立了省市協(xié)同、建優(yōu)維管一體的保障工作組，精心部署，周密安排，全力投入本次網(wǎng)絡(luò)搭建及測試保障工作中。

經(jīng)過5個(gè)日夜的網(wǎng)絡(luò)搭建、分析和調(diào)測等，于5月7日完成了現(xiàn)場測試。在中原路大學(xué)路口的演示現(xiàn)場，準(zhǔn)備了50輛安裝了防盜管理終端的電動(dòng)車，完成電動(dòng)車闖紅燈等8項(xiàng)交通違章測試及車輛找回測試，監(jiān)控平臺(tái)能立即對(duì)違章車輛進(jìn)行近100%的捕獲，在5min內(nèi)查找到丟失的車輛，并在監(jiān)控平臺(tái)上完整顯示丟失車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。測試結(jié)果顯示，11個(gè)項(xiàng)目中8個(gè)獲滿分，3個(gè)得到良好的水平，效果得到專家和客戶的充分認(rèn)可[1]。

2 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)簡介

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。NB-IoT具備4大特點(diǎn)：一是廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力；二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；三是更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長達(dá)5～8年；四是更低的模塊成本。

3 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)搭建

鄭州網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部在網(wǎng)絡(luò)保障組的指導(dǎo)下，在前期開通NB900和NB1800兩張網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，針對(duì)中原路大學(xué)路口等測試區(qū)域又緊急開通2個(gè)NB900基站4個(gè)小區(qū)。

NB900基站開通后，經(jīng)測試，覆蓋和業(yè)務(wù)正常。網(wǎng)絡(luò)情況如表1、圖1和圖2所示。

NB1800基站開通后，經(jīng)測試，覆蓋和業(yè)務(wù)正常。網(wǎng)絡(luò)情況如表2、圖3和圖4所示。

4 網(wǎng)絡(luò)干擾排除

網(wǎng)優(yōu)對(duì)NB900可能存在的外部干擾進(jìn)行了現(xiàn)場掃頻，共對(duì)7個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了干擾排查，其他站點(diǎn)掃頻未發(fā)現(xiàn)明顯外部干擾。

聯(lián)通和移動(dòng)的干擾情況均值都在-114dBm附近，無明顯差異。

5 模組測試

5月3日凌晨3點(diǎn)模擬測試電動(dòng)車。

NB900網(wǎng)絡(luò)模擬測試情況，測試路線中原路，模組業(yè)務(wù)正常，業(yè)務(wù)平臺(tái)軌跡打點(diǎn)正常。

NB1800網(wǎng)絡(luò)模擬測試情況，測試中原路、嵩山路、建設(shè)路和大學(xué)路，模組業(yè)務(wù)正常，業(yè)務(wù)平臺(tái)軌跡打點(diǎn)正常。

友商測試信息：移動(dòng)模擬測試情況，移動(dòng)NB網(wǎng)絡(luò)使用NB900單載波，32個(gè)模組在NB網(wǎng)絡(luò)，18個(gè)模組在G網(wǎng)，模擬測試32個(gè)NB的模組有4個(gè)模組掉線后重新連接正常。整體功能測試正常。

6 測試保障

通過多次驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)測試模組終端（聯(lián)發(fā)科芯片）存在以下問題：①模組不能進(jìn)行錯(cuò)峰接入，導(dǎo)致同時(shí)接入的模組終端超出網(wǎng)絡(luò)容量；②模組接入時(shí)未進(jìn)行功控，始終滿功率發(fā)射，多個(gè)模組集中重選接入時(shí)導(dǎo)致底噪較高，影響模組接入成功率；③模組因?yàn)闈M功率發(fā)射，在演示時(shí)30多個(gè)終端集中放置對(duì)網(wǎng)絡(luò)沖擊嚴(yán)重，后期演示分車放置終端，明顯改善底噪抬升；④模組不能進(jìn)行鎖NB1800網(wǎng)絡(luò)操作。

參考NB極限測試結(jié)果和友商測試信息，為保障演示模組接入，在開通NB900和NB1800的基礎(chǔ)上，緊急采購GPRS模組終端，并對(duì)G1800網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容保障和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

①完成G1800網(wǎng)絡(luò)小區(qū)擴(kuò)容12個(gè)，共擴(kuò)容14塊載頻，擴(kuò)容載頻信道全部配置為靜態(tài)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)PDCCH信道，保障模組數(shù)據(jù)占用信道資源充足。

②NB900永久在線計(jì)時(shí)器由20s調(diào)整為5s，加快用戶占用資源釋放，增加可用的終端數(shù)量。

③完成相關(guān)道路可占用的G1800小區(qū)頻點(diǎn)優(yōu)化。

④完成涉及的G1800小區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)復(fù)用參數(shù)優(yōu)化，增加數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可接入終端數(shù)量。

7 后臺(tái)監(jiān)控指標(biāo)

后臺(tái)指標(biāo)監(jiān)控，NB-IoT小區(qū)最大激活用戶數(shù)48個(gè)，后臺(tái)監(jiān)控各項(xiàng)指標(biāo)正常。具體監(jiān)控結(jié)果見表3。

8 結(jié)論

按照測試方案計(jì)劃，各部門緊密配合，協(xié)同推進(jìn)。省市及網(wǎng)研專家通過近20批次測試數(shù)據(jù)的分析、比對(duì)與反復(fù)驗(yàn)證，定位了模組終端與網(wǎng)絡(luò)的兼容性存在的問題，并通過對(duì)模組在線計(jì)時(shí)器、掉線后重連及時(shí)性等策略的調(diào)整，解決了模組掉線后延時(shí)上線等問題。鄭州公司網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部針對(duì)測試路線，緊急建設(shè)開通NB900和NB1800兩張網(wǎng)絡(luò)，共12個(gè)基站。經(jīng)過測試優(yōu)化，選取了NB900網(wǎng)絡(luò)的7個(gè)小區(qū)和NB1800網(wǎng)絡(luò)的9個(gè)小區(qū)進(jìn)行覆蓋。同時(shí)，緊急開通應(yīng)急通信車NB900網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)突發(fā)事件。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心通過對(duì)小區(qū)重選參數(shù)的優(yōu)化，解決了模組終端重選不及時(shí)的問題，并對(duì)900M頻段可能存在的外部干擾進(jìn)行現(xiàn)場掃頻，共對(duì)7個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了干擾排查，保障了測試區(qū)域的無線環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中心針對(duì)測試區(qū)域內(nèi)的NB小區(qū)及G網(wǎng)小區(qū)緊急啟動(dòng)重保方案，實(shí)時(shí)監(jiān)控、快速響應(yīng)，保證了整個(gè)測試過程中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

經(jīng)過5個(gè)日夜的奮戰(zhàn)，5月7日在中原路大學(xué)路口的演示現(xiàn)場，電動(dòng)車綜合管理項(xiàng)目共11個(gè)單項(xiàng)的測試結(jié)果顯示，其中8項(xiàng)獲得滿分，其余3項(xiàng)達(dá)到了良好的水平，測試效果得到了專家的充分認(rèn)可。

本次網(wǎng)絡(luò)保障在省市公司領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)籌安排下，在建維優(yōu)協(xié)同配合下取得了圓滿成功，充分體現(xiàn)了河南聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，有力促進(jìn)了公司物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展和品牌推廣，同時(shí)也積累了NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為下一步全省NB網(wǎng)絡(luò)的部署打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴博，袁戈非，余媛芳.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2016.