蜂窝物联网里NB-IoT的优势及应用设计目标是什么?

2020-09-09 10:17:20分类:软件开发53

 
NB-IoT定义为窄带物联网是万物互联网的一个重要分支,构建于蜂窝网络,能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。好了,上面我们已经知道NB-IoT是构建于蜂窝互联网的,那么NB-IoT处于蜂窝物联网哪个节点?1G-2G-3G-4G-5G看图了解。
 
 
NB-IoT实现标准化的历程:3GPP NB-IoT的标准化始于2015年9月,于2016年7月R13 NB-IoT标准完成。
 
 
NB-IoT的一些性能优势。
 
1)峰值数据速率
 
一个最大的TBS为680bits,时长为3ms,因此,NDSCH峰值物理层速率为680bits/3ms=226.7 kbps。同理,NPUSCH峰值数据速率为1000 bits/4ms=250kbps。然而,考虑DCI,NPDSCH / NPUSCH和HARQ确认之间的时间偏移,下行和上行的峰值吞吐量都低于上述数值。
 
2)覆盖
 
NB-IoT达到比LTE Rel-12高20 dB的最大耦合损耗(MCL)。覆盖范围的增强是通过增加重传次数来减少数据速率而实现的。通过引入单个子载波NPUSCH传输和 π/2-BPSK调制来保持接近于0dB的PAPR,从而减小由于功率放大器(PA)功率回退引起的覆盖影响,确保覆盖增强。15kHz单频NPUSCH若配置最大重传(128)和最低调制和编码XPJ官方网站时,物理层速率约20bps。而NPDSCH配置最大重传(512)和最低调制和编码XPJ官方网站时,物理层速率可到35bps。这些配置接近170dB耦合损耗,而LTE R12最高约142dB。
 
3)设备复杂性
 
为了降低终端复杂性,NB-IoT设计如下:
 
●下行和上行的传输块大小明显减少
 
●下行只支持一个冗余版本
 
●上下行仅支持单流传输
 
●终端仅需单天线
 
●上下行仅支持单HARQ过程
 
●终端无需turbo解码器
 
●无连接模式下的移动性测量,终端只需执行空闲模式下的移动性测量
 
●低带宽,低采样率
 
●仅支持FDD半双工
 
4)时延和电池寿命
 
NB-IoT主要针对时延不敏感的应用,不过,对于像发送告警信号等应用,NB-IoT支持10秒以下时延。对于164dB耦合损耗,终端平均每天传送200字节数据,电池寿命可达10年。
 
5)容量
 
仅有一个PRB资源的NB-IoT单小区支持连接52500终端。此外,NB-IoT支持多载波操作。因此,可以通过添加NB-IoT载波的方式来增加容量。


 
NB-IoT设计目标和用例

 
NB-IoT主要面向大规模物联网连接应用,其设计目标:
 
•低成本,低复杂性:模块成本小于5美元,2020年目标2-3美元
 
•增强覆盖:164 dB MCL,比GPRS强20dB
 
•电池寿命:10年
 
•容量:约55000连接设备/小区
 
•上行报告时延:小于10S

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