與高通/華為/愛(ài)立信有淵源，刨根問(wèn)底NB-IoT背后的故事

　　廣覆蓋

　　NB-IoT可做到164 dB MCL(最大耦合損耗即從基站天線(xiàn)端口到終端天線(xiàn)端口的路徑損耗)，比GPRS強20dB。NB-IoT要做到比GSM覆蓋增強20dB，列出了一個(gè)自身“潛力”公式：

　　20 dB =7 dB(功率譜密度提升)+ 12 dB(重傳增益)+ 0-3 dB (多天線(xiàn)增益)

　　那么其大招也就顯而易見(jiàn)了：

　　- 提升功率譜密度，增益為7 dB

　　NB-IoT上行功率譜密度增強17dB，考慮GSM終端發(fā)射功率最大可以到33dBm，NB-IoT發(fā)射功率最大23dBm，所以實(shí)際NB-IoT終端比GSM終端功率譜密度高7dB。

　　- 反復重傳，增益一般為12 dB

　　- 多天線(xiàn)增益，一般為0-3 dB

　　當然有利也有弊，在擁有物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)面積非常廣的優(yōu)勢下，傳輸速度與傳輸的頻率成了犧牲品。

　　低功耗

　　要做到低功耗，NB-IoT采取的策略很簡(jiǎn)單，就是能有多懶就做到多懶。eDRX和PSM是NB-IoT的兩大省電技術(shù)。

　　DRX(Discontinuous Reception)，又稱(chēng)不連續接收，eDRX意味著(zhù)擴展DRX周期，終端可睡更長(cháng)時(shí)間。這就是終端睡覺(jué)的“依據”，又分為idle DRX、connect DRX、inactive timer三種模式。DRX讓終端周期性的進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不用時(shí)刻監聽(tīng)網(wǎng)絡(luò )，只在需要的時(shí)候進(jìn)行工作即可。

　　在idle 模式下，使用DRX去監聽(tīng)尋呼消息。終端在一個(gè) DRX 的周期內，通過(guò)判斷 PDCCH 上是否攜帶有 P—RNTI，進(jìn)而去判斷相應的PDSCH 上是否有承載尋呼消息。如果在 PDCCH 上攜帶有 P-RNTI，就按照 PDCCH 上指示的 PDSCH 的參數去接收 PDSCH 物理信道上的數據;而如果終端在 PDCCH 上未解析出 P-RNTI，則無(wú)需再去接收 PDSCH 物理信道，就可以依照 DRX 周期進(jìn)入休眠。

　　connect DRX模式可以理解為終端根據實(shí)際情況判斷能否忙里偷閑睡個(gè)覺(jué)，看個(gè)圖也許就能明白。

　　終端在時(shí)間軸上劃分為激活期(On duration Timer)需要像打了雞血一樣工作，而休眠期就是“Long Drx Cycle” 減去 “On duration Timer”，于是就有了忙里偷閑的機會(huì )。

　　RRC inactive timer即主動(dòng)讓終端休息去的機制，用通俗的話(huà)來(lái)講就是，活干完的早就可以早下班的彈性工作制。

　　PSM(Power Saving Mode)，即省電模式。在PSM模式下，相當于關(guān)機狀態(tài)，所以更加省電。

　　低功耗是所有通訊追求的目標，但NB-IoT使用的是AA電池，但是這對電池的壽命和使用環(huán)境的要求也相應增高?？磥?lái)供電技術(shù)的后援還需要跟上啊!

　　低成本

　　在降低成本方面NB-IoT精打細算，通過(guò)減少協(xié)議棧處理開(kāi)銷(xiāo)與不必要的硬件的方式達到目的，即舍棄了LTE物理層的上行共享信道、物理混合自動(dòng)重傳請求或指示信道等，并采用單天線(xiàn)和FDD半雙工模式以降低RF成本。

　　同樣，低速率與低帶寬意味著(zhù)芯片處理復雜度降低，芯片成本隨之降低，因此模塊成本小于5美元、2020年實(shí)現2-3美元，是非常誘人的。

　　大連接

　　最后就要說(shuō)說(shuō)大連接了，NB可謂是海量連接，每小區可達50K連接，那么這也表明在同一基站下，NB-IoT可以比現有無(wú)線(xiàn)技術(shù)提供50~100倍的接入數。

　　單小區50K用戶(hù)是如何實(shí)現?

　　NB-IoT的基站是基于物聯(lián)網(wǎng)的模式進(jìn)行設計的， 話(huà)務(wù)模型是終端很多，但是每個(gè)終端發(fā)送的包小，發(fā)送包對時(shí)延的要求不敏感?？梢栽O計更多的用戶(hù)接入，保存更多的用戶(hù)上下文，這樣可以讓50k左右的終端同時(shí)在一個(gè)小區，大量終端處于休眠態(tài)，但是上下文信息由基站和核心網(wǎng)維持，一旦有數據發(fā)送，可以迅速進(jìn)入激活態(tài)。這是根本原因。

　　大連接是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標，但是面對NB-IoT這樣窄帶的空中資源來(lái)說(shuō)，大連接也暴露出一大弊端，就是擁塞，也因此影響大連接的優(yōu)勢。

　　關(guān)于NB-IoT我們這期《趣科技》就說(shuō)這么多，下期我們來(lái)解析一下NB-IoT與LoRa的巔峰對決。與此同時(shí)，與非網(wǎng)本周也將推出NB-IoT版《芯榜單》看看這個(gè)圈里的大佬人物都是何許人也。