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  NB-IOT(NarrowBand Internet of Things，窄帶IoT)是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接。NB-IOT在物聯(lián)網應用廣泛，許多領域都充分給予好評。那么NB-IOT設計有哪些關鍵技術呢？

  NB-IoT相比GSM提升了20dB的增益，其MCL(Maximum Coupling Loss，最大耦合路損)達到164dB，以期望能覆蓋到地下車庫、地下室以及地下管道等信號難以到達的地方。為了支持廣/深覆蓋，其關鍵技術點包括：

  關鍵技術點1：高功率譜密度，上行功率譜密度增強17dB;

  關鍵技術點2：重復傳輸+編碼帶來6~16dB的增益。NB-IoT為實現(xiàn)覆蓋增強采用了重復傳輸(可達200次)和低階調制(只支持BPSK和QPSK)等機制(但這樣做會降低吞吐量，需要在二者之間做權衡);

  關鍵技術點3：通過引入單子載波(single-tone)NPUSCH傳輸和π/2 BPSK調制以保持接近0dB的PAPR，從而減少功率放大器(Power Amplifier，簡稱PA)的回退，增強了上行覆蓋。

  為了降低功耗，NB-IoT在設計時考慮了多種關鍵技術：

  關鍵技術1：芯片復雜度降低，工作電流小;

  關鍵技術2：空口信令簡化，減小單次數據傳輸功耗。設備消耗的能量與數據量或速率有關，單位時間內發(fā)出的數據包大小決定了功耗的大小。通過減少不必要的信令來達到省電目的;

  關鍵技術3：基于覆蓋等級的控制和接入，減少單次數據傳輸時間;

  關鍵技術4：PSM(節(jié)能模式)，終端功耗僅15uW;在PSM模式下，終端仍舊注冊在網，但信令不可達，從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。在PSM狀態(tài)，終端不接收尋呼信息;

  關鍵技術5：eDRX(擴展DRX)，減少終端監(jiān)聽網絡的頻率;eDRX省電技術進一步延長終端在空閑態(tài)和連接態(tài)下的睡眠周期，減少接收單元不必要的啟動。并且相對于PSM，大幅度提升了下行可達性;

  關鍵技術6：使用長周期TAU，減少終端發(fā)送位置更新的次數;

  關鍵技術7：移動性管理方面，只支持IDLE態(tài)下的小區(qū)選擇和重選，而不支持連接態(tài)下的handover，包括相關測量、測量報告、切換等，從而減少了相關開銷。

  低速率、低功耗、低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢。低成本芯片關鍵技術主要包括：

  關鍵技術1：180kHz窄帶系統(tǒng)，基帶復雜度低，不需要復雜的均衡算法;

  關鍵技術2：小帶寬帶來的低采樣率，緩存Flash/RAM要求小，DSP配置低;

  關鍵技術3：使用單天線、半雙工FDD傳輸，RF成本低;

  關鍵技術4：峰均比低，功放效率高，23dBm發(fā)射功率可支持單片SoC內置功放PA，進一步降低成本;

  關鍵技術5：協(xié)議棧簡化(500kByte)，減少片內FLASH/RAM。

  大容量連接用戶：NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50~100倍的接入數。200KHz頻率下，根據仿真測試數據，單小區(qū)可支持5萬個NB-IoT終端接入。其關鍵技術點包括：

  關鍵技術1：窄帶技術：上行等效功率(36信道*23dBm)提升，大大提升信道容量;

  關鍵技術2：減小空口信令開銷，提升頻譜效率;

  關鍵技術3：基站優(yōu)化。包括獨立的準入擁塞控制和終端上下文信息存儲;

  關鍵技術4：核心網優(yōu)化。包括終端上下文存儲以及下行數據緩存。

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