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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(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(píng)。那么NB-IOT設(shè)計(jì)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(hào)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(huì)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(jì)時(shí)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(shí)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(jí)的控制和接入，減少單次數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(cè)在網(wǎng)，但信令不可達(dá)，從而使終端更長時(shí)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(dòng)。并且相對(duì)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(dòng)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(bào)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(gè)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(chǔ);

  關(guān)鍵技術(shù)4：核心網(wǎng)優(yōu)化。包括終端上下文存儲(chǔ)以及下行數(shù)據(jù)緩存。

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