與高通/華為/愛立信有淵源，刨根問底NB-IoT背后的故事

　　廣覆蓋

　　NB-IoT可做到164 dB MCL(最大耦合損耗即從基站天線端口到終端天線端口的路徑損耗)，比GPRS強(qiáng)20dB。NB-IoT要做到比GSM覆蓋增強(qiáng)20dB，列出了一個自身“潛力”公式：

　　20 dB =7 dB(功率譜密度提升)+ 12 dB(重傳增益)+ 0-3 dB (多天線增益)

　　那么其大招也就顯而易見了：

　　- 提升功率譜密度，增益為7 dB

　　NB-IoT上行功率譜密度增強(qiáng)17dB，考慮GSM終端發(fā)射功率最大可以到33dBm，NB-IoT發(fā)射功率最大23dBm，所以實(shí)際NB-IoT終端比GSM終端功率譜密度高7dB。

　　- 反復(fù)重傳，增益一般為12 dB

　　- 多天線增益，一般為0-3 dB

　　當(dāng)然有利也有弊，在擁有物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)面積非常廣的優(yōu)勢下，傳輸速度與傳輸?shù)念l率成了犧牲品。

　　低功耗

　　要做到低功耗，NB-IoT采取的策略很簡單，就是能有多懶就做到多懶。eDRX和PSM是NB-IoT的兩大省電技術(shù)。

　　DRX(Discontinuous Reception)，又稱不連續(xù)接收，eDRX意味著擴(kuò)展DRX周期，終端可睡更長時間。這就是終端睡覺的“依據(jù)”，又分為idle DRX、connect DRX、inactive timer三種模式。DRX讓終端周期性的進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不用時刻監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，只在需要的時候進(jìn)行工作即可。

　　在idle 模式下，使用DRX去監(jiān)聽尋呼消息。終端在一個 DRX 的周期內(nèi)，通過判斷 PDCCH 上是否攜帶有 P—RNTI，進(jìn)而去判斷相應(yīng)的PDSCH 上是否有承載尋呼消息。如果在 PDCCH 上攜帶有 P-RNTI，就按照 PDCCH 上指示的 PDSCH 的參數(shù)去接收 PDSCH 物理信道上的數(shù)據(jù);而如果終端在 PDCCH 上未解析出 P-RNTI，則無需再去接收 PDSCH 物理信道，就可以依照 DRX 周期進(jìn)入休眠。

　　connect DRX模式可以理解為終端根據(jù)實(shí)際情況判斷能否忙里偷閑睡個覺，看個圖也許就能明白。

　　終端在時間軸上劃分為激活期(On duration Timer)需要像打了雞血一樣工作，而休眠期就是“Long Drx Cycle” 減去 “On duration Timer”，于是就有了忙里偷閑的機(jī)會。

　　RRC inactive timer即主動讓終端休息去的機(jī)制，用通俗的話來講就是，活干完的早就可以早下班的彈性工作制。

　　PSM(Power Saving Mode)，即省電模式。在PSM模式下，相當(dāng)于關(guān)機(jī)狀態(tài)，所以更加省電。

　　低功耗是所有通訊追求的目標(biāo)，但NB-IoT使用的是AA電池，但是這對電池的壽命和使用環(huán)境的要求也相應(yīng)增高?？磥砉╇娂夹g(shù)的后援還需要跟上啊!

　　低成本

　　在降低成本方面NB-IoT精打細(xì)算，通過減少協(xié)議棧處理開銷與不必要的硬件的方式達(dá)到目的，即舍棄了LTE物理層的上行共享信道、物理混合自動重傳請求或指示信道等，并采用單天線和FDD半雙工模式以降低RF成本。

　　同樣，低速率與低帶寬意味著芯片處理復(fù)雜度降低，芯片成本隨之降低，因此模塊成本小于5美元、2020年實(shí)現(xiàn)2-3美元，是非常誘人的。

　　大連接

　　最后就要說說大連接了，NB可謂是海量連接，每小區(qū)可達(dá)50K連接，那么這也表明在同一基站下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。

　　單小區(qū)50K用戶是如何實(shí)現(xiàn)?

　　NB-IoT的基站是基于物聯(lián)網(wǎng)的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)的， 話務(wù)模型是終端很多，但是每個終端發(fā)送的包小，發(fā)送包對時延的要求不敏感?？梢栽O(shè)計(jì)更多的用戶接入，保存更多的用戶上下文，這樣可以讓50k左右的終端同時在一個小區(qū)，大量終端處于休眠態(tài)，但是上下文信息由基站和核心網(wǎng)維持，一旦有數(shù)據(jù)發(fā)送，可以迅速進(jìn)入激活態(tài)。這是根本原因。

　　大連接是物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)，但是面對NB-IoT這樣窄帶的空中資源來說，大連接也暴露出一大弊端，就是擁塞，也因此影響大連接的優(yōu)勢。

　　關(guān)于NB-IoT我們這期《趣科技》就說這么多，下期我們來解析一下NB-IoT與LoRa的巔峰對決。與此同時，與非網(wǎng)本周也將推出NB-IoT版《芯榜單》看看這個圈里的大佬人物都是何許人也。