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蜂窩物聯(lián)網(wǎng)里NB-IoT的優(yōu)勢及應(yīng)用設(shè)計目標(biāo)是什么?

2020-09-09 10:17:20分類:軟件開發(fā)13111

 
NB-IoT定義為窄帶物聯(lián)網(wǎng)是萬物互聯(lián)網(wǎng)的一個重要分支,構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。好了,上面我們已經(jīng)知道NB-IoT是構(gòu)建于蜂窩互聯(lián)網(wǎng)的,那么NB-IoT處于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)哪個節(jié)點?1G-2G-3G-4G-5G看圖了解。
 
NB-IoT處于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點
 
NB-IoT實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的歷程:3GPP NB-IoT的標(biāo)準(zhǔn)化始于2015年9月,于2016年7月R13 NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)完成。
 
NB-IoT實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的歷程
 
NB-IoT的一些性能優(yōu)勢。
 
1)峰值數(shù)據(jù)速率
 
一個最大的TBS為680bits,時長為3ms,因此,NDSCH峰值物理層速率為680bits/3ms=226.7 kbps。同理,NPUSCH峰值數(shù)據(jù)速率為1000 bits/4ms=250kbps。然而,考慮DCI,NPDSCH / NPUSCH和HARQ確認(rèn)之間的時間偏移,下行和上行的峰值吞吐量都低于上述數(shù)值。
 
2)覆蓋
 
NB-IoT達(dá)到比LTE Rel-12高20 dB的最大耦合損耗(MCL)。覆蓋范圍的增強(qiáng)是通過增加重傳次數(shù)來減少數(shù)據(jù)速率而實現(xiàn)的。通過引入單個子載波NPUSCH傳輸和 π/2-BPSK調(diào)制來保持接近于0dB的PAPR,從而減小由于功率放大器(PA)功率回退引起的覆蓋影響,確保覆蓋增強(qiáng)。15kHz單頻NPUSCH若配置最大重傳(128)和最低調(diào)制和編碼方案時,物理層速率約20bps。而NPDSCH配置最大重傳(512)和最低調(diào)制和編碼方案時,物理層速率可到35bps。這些配置接近170dB耦合損耗,而LTE R12最高約142dB。
 
3)設(shè)備復(fù)雜性
 
為了降低終端復(fù)雜性,NB-IoT設(shè)計如下:
 
●下行和上行的傳輸塊大小明顯減少
 
●下行只支持一個冗余版本
 
●上下行僅支持單流傳輸
 
●終端僅需單天線
 
●上下行僅支持單HARQ過程
 
●終端無需turbo解碼器
 
●無連接模式下的移動性測量,終端只需執(zhí)行空閑模式下的移動性測量
 
●低帶寬,低采樣率
 
●僅支持FDD半雙工
 
4)時延和電池壽命
 
NB-IoT主要針對時延不敏感的應(yīng)用,不過,對于像發(fā)送告警信號等應(yīng)用,NB-IoT支持10秒以下時延。對于164dB耦合損耗,終端平均每天傳送200字節(jié)數(shù)據(jù),電池壽命可達(dá)10年。
 
5)容量
 
僅有一個PRB資源的NB-IoT單小區(qū)支持連接52500終端。此外,NB-IoT支持多載波操作。因此,可以通過添加NB-IoT載波的方式來增加容量。


 
NB-IoT設(shè)計目標(biāo)和用例

NB-IoT設(shè)計目標(biāo)和用例
 
NB-IoT主要面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接應(yīng)用,其設(shè)計目標(biāo):
 
•低成本、低復(fù)雜性:模塊成本小于5美元,2020年目標(biāo)2-3美元
 
•增強(qiáng)覆蓋:164 dB MCL,比GPRS強(qiáng)20dB
 
•電池壽命:10年
 
•容量:約55000連接設(shè)備/小區(qū)
 
•上行報告時延:小于10S

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