蜂窩物聯網里NB-IoT的優勢及應用設計目標是什么?

2020-09-09 10:17:20分類:軟件開發5285

 
NB-IoT定義為窄帶物聯網是萬物互聯網的一個重要分支,構建于蜂窩網絡,能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。好了,上面我們已經知道NB-IoT是構建于蜂窩互聯網的,那么NB-IoT處于蜂窩物聯網哪個節點?1G-2G-3G-4G-5G看圖了解。
 
NB-IoT處于蜂窩物聯網的節點
 
NB-IoT實現標準化的歷程:3GPP NB-IoT的標準化始于2015年9月,于2016年7月R13 NB-IoT標準完成。
 
NB-IoT實現標準化的歷程
 
NB-IoT的一些性能優勢。
 
1)峰值數據速率
 
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峰值數據速率為1000 bits/4ms=250kbps。然而,考慮DCI,NPDSCH / NPUSCH和HARQ確認之間的時間偏移,下行和上行的峰值吞吐量都低于上述數值。
 
2)覆蓋
 
NB-IoT達到比LTE Rel-12高20 dB的最大耦合損耗(MCL)。覆蓋范圍的增強是通過增加重傳次數來減少數據速率而實現的。通過引入單個子載波NPUSCH傳輸和 π/2-BPSK調制來保持接近于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。15kHz單頻NPUSCH若配置最大重傳(128)和最低調制和編碼方案時,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)設備復雜性
 
為了降低終端復雜性,NB-IoT設計如下:
 
●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用,不過,對于像發送告警信號等應用,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字節數據,電池壽命可達10年。
 
5)容量
 
僅有一個PRB資源的NB-IoT單小區支持連接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設計目標和用例

NB-IoT設計目標和用例
 
NB-IoT主要面向大規模物聯網連接應用,其設計目標:
 
•低成本、低復雜性:模塊成本小于5美元,2020年目標2-3美元
 
•增強覆蓋:164 dB MCL,比GPRS強20dB
 
•電池壽命:10年
 
•容量:約55000連接設備/小區
 
•上行報告時延:小于10S

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