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NB-IoT工作带宽为多少

木马童年 2019-3-2 14:09 53 0

俗话说:作为一个老司机来说,不光要车技好,还要知道发动机的工作原理(其实是吴老司自己想出来,有木有觉得特别有道理?)。 同理可证,作为一个资深通信男,不来八一八NB的底层技术细节,吃瓜群众还真以为哥是 ...

    俗话说:作为一个老司机来说,不光要车技好,还要知道发动机的工作原理(其实是吴老司自己想出来,有木有觉得特别有道理?)。

    NB-IoT工作带宽为多少

    同理可证,作为一个资深通信男,不来八一八NB的底层技术细节,吃瓜群众还真以为哥是搞传销来着。

    所以从本篇开始,我们将深入到NB的物理层技术讨论,让大家不光有瓜吃,还能知道好西瓜是怎么种出来的(说的好像你觉得猪肉好吃,就必须知道猪是怎么喂的一样)。

    本篇主要讨论NB的带宽到底是200K还是180K?

    1 LTE带宽分析

    大家知道,LTE设计的目标概括起来看就是“三高一低”:高速率、高带宽、高频谱利用率、低时延。其中高带宽和高速率又是耦合在一起的。博士香农告诉我们这样一个神一般的定理:

    Rmax=W*log2(1+S/N)

    其中R为容量(速率),W为带宽,可见速率和带宽成正比关系。

    如果你看过LTE版本的演进,你将会发现一个很有意思的事情,LTE的release版本出现了两极分化,一个是继续走“高富帅”的路线,一个反而走“矮矬穷”的路线了。如下图:

    NB-IoT工作带宽为多少

    还是基于香农定理,当我们要满足低速率的物联网需求时,很容易就得出,NB的带宽也将会相对减小。那么问题来了:

    NB带宽减小到多少合适?为什么?

    在回答这个之前,我们不妨再仔细看下上面这张图,中间出现过LTE-M、Cat-0、Cat-M等词,最后才出现NB。实际上在讲解NB的来龙去脉的时候,我们就已经谈过,3GPP最开始为了物联网力捧的女一号是eMTC,后来因为种种原因迅速终结eMTC标准后,全力去捧另外一位女X号NB-IoT去了(说的好像贵圈的事我都知道似得)。

    不妨来看eMTC物理层最基础的两个特点:

    ◢系统带宽= 1.4 Mhz, 6 RB

    ◢最小的调度时间颗粒 = 1 ms TTI(最小传输时间间隔)

    NB-IoT工作带宽为多少

    好了,其实大家知道GPRS跟GPS不是一样一样的,它是在GSM基础上衍生出来的技术,同理eMTC也是基于LTE衍生而来。什么叫做衍生呢?用白话说就是修修补补,二次装修,正所谓缝缝补补又三年嘛。

    但是为了更好的适应IOT的应用场景,基于成本、覆盖等因素考虑,仅仅依靠修补已经搞不定了(参见前期文章关于强覆盖、小功耗、低成本、大连接等技术分析),所以3GPP决心打破LTE频率最小带宽的限制(本来就不需要这么大带宽和速率)和TTI限制(没必要这么及时传输)。

    接下来的问题是NB带宽到底降到多少合适?有些小伙伴已经开始度娘了。

    2 NB是200K?

    吴老司刚开始接触NB的时候听到的带宽是200K。下面咱们做个证明题。

    已知:GSM单个频点带宽为200K(多么熟悉的旋律啊)

    证明:NB这么设计,以后可以将GSM的频率翻一翻、晒一晒后直接拿过来用(专业术语叫做refarming)。

    结论:so far so good!

    吴老司评语

    等等!!!说好的为了降低成本,尽量将NB的实现基于LTE的物理层结构的呢?小明请告诉我LTE中哪里有200K的实现?

    3 NB是180K?

    实际上,为了产业链的考虑(尽量在底层设计上能沿用点LTE就沿用点,就像虽然你家重新装修,但是也会基于成本的考虑,能就着原来的用就就着点用),NB在设计的时候采用的是LTE的1个RB的工作带宽,也即180K。 以下即为LTE的一个RB的结构图。

    NB-IoT工作带宽为多少

    这里仅对纵轴解释下(LTE高手请自动跳过):纵轴代表频率轴,以子载波表示,每个子载波为15K,每个RB有12个子载波,所以一个RB的总带宽是180K。

    好了,大家可以开始翻开3GPP协议36.211第十章去应证了,你会发现整个协议中都在谈180KHZ事。

    4 为什么大家都在谈GSM退频给NB用?

    这个简单,一句话的事:退一个GSM频点有200K的带宽,你实际用到的是180K的带宽,其他用做保护带宽。这个跟买房子是一样的,家里只有三个人住,但是你还是尽量会买三室一厅的房子,这样留个做客房(北深广的兄弟,这么奢侈的事,你,躺枪了有木有?)。

    NB-IoT工作带宽为多少

    无独有偶,我们不妨看LTE的带宽特点,配置的是20M带宽,实际子载波占用的是18M,两边各留1M作为保护带宽,简直就是同样的配方,同样的味道!

    NB-IoT工作带宽为多少

    好了,关于NB的带宽分析就到这里了。

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