盤點(diǎn)NB-IOT的那些關(guān)鍵技術(shù)
NB-IOT(NarrowBand Internet of Things,窄帶IoT)是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接。NB-IOT在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛,許多領(lǐng)域都充分給予好評。那么NB-IOT設(shè)計有哪些關(guān)鍵技術(shù)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(dá)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(dá)的地方。為了支持廣/深覆蓋,其關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括:
關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)1:高功率譜密度,上行功率譜密度增強(qiáng)17dB;
關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)2:重復(fù)傳輸+編碼帶來6~16dB的增益。NB-IoT為實(shí)現(xiàn)覆蓋增強(qiáng)采用了重復(fù)傳輸(可達(dá)200次)和低階調(diào)制(只支持BPSK和QPSK)等機(jī)制(但這樣做會降低吞吐量,需要在二者之間做權(quán)衡);
關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)3:通過引入單子載波(single-tone)NPUSCH傳輸和π/2 BPSK調(diào)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(qiáng)了上行覆蓋。
為了降低功耗,NB-IoT在設(shè)計時考慮了多種關(guān)鍵技術(shù):
關(guān)鍵技術(shù)1:芯片復(fù)雜度降低,工作電流小;
關(guān)鍵技術(shù)2:空口信令簡化,減小單次數(shù)據(jù)傳輸功耗。設(shè)備消耗的能量與數(shù)據(jù)量或速率有關(guān),單位時間內(nèi)發(fā)出的數(shù)據(jù)包大小決定了功耗的大小。通過減少不必要的信令來達(dá)到省電目的;
關(guān)鍵技術(shù)3:基于覆蓋等級的控制和接入,減少單次數(shù)據(jù)傳輸時間;
關(guān)鍵技術(shù)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(wǎng),但信令不可達(dá),從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達(dá)到省電的目的。在PSM狀態(tài),終端不接收尋呼信息;
關(guān)鍵技術(shù)5:eDRX(擴(kuò)展DRX),減少終端監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的頻率;eDRX省電技術(shù)進(jìn)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(dá)性;
關(guān)鍵技術(shù)6:使用長周期TAU,減少終端發(fā)送位置更新的次數(shù);
關(guān)鍵技術(shù)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(guān)測量、測量報告、切換等,從而減少了相關(guān)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(guān)鍵技術(shù)主要包括:
關(guān)鍵技術(shù)1:180kHz窄帶系統(tǒng),基帶復(fù)雜度低,不需要復(fù)雜的均衡算法;
關(guān)鍵技術(shù)2:小帶寬帶來的低采樣率,緩存Flash/RAM要求小,DSP配置低;
關(guān)鍵技術(shù)3:使用單天線、半雙工FDD傳輸,RF成本低;
關(guān)鍵技術(shù)4:峰均比低,功放效率高,23dBm發(fā)射功率可支持單片SoC內(nèi)置功放PA,進(jìn)一步降低成本;
關(guān)鍵技術(shù)5:協(xié)議棧簡化(500kByte),減少片內(nèi)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(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。200KHz頻率下,根據(jù)仿真測試數(shù)據(jù),單小區(qū)可支持5萬個NB-IoT終端接入。其關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括:
關(guān)鍵技術(shù)1:窄帶技術(shù):上行等效功率(36信道*23dBm)提升,大大提升信道容量;
關(guān)鍵技術(shù)2:減小空口信令開銷,提升頻譜效率;
關(guān)鍵技術(shù)3:基站優(yōu)化。包括獨(dú)立的準(zhǔn)入擁塞控制和終端上下文信息存儲;
關(guān)鍵技術(shù)4:核心網(wǎng)優(yōu)化。包括終端上下文存儲以及下行數(shù)據(jù)緩存。
了解NB-IOT產(chǎn)品功能以及產(chǎn)品選型報價問題,可以關(guān)注廈門計訊,我們有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊及業(yè)務(wù)專員給您解答,計訊熱忱為您服務(wù),歡迎申請免費(fèi)樣機(jī)。
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