移动数百亿投资物联网技术究竟有何特点?
/RLC/PDCP/RRC层处理基于已有的LTE流程和协议,物理层进行相关优化。
NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。根据仿真测试数据,在独立部署模式下,NB-IoT覆盖能力可达164dB,带内部署和保护带部署还有待仿真测试。
NB-IoT为什么覆盖广?
(1)重复传输,延长信号码元的传输时间。码元的重复传输事实上就是一个最简单的信道编码,尽管降低了信息的传输速率,但是在解调或译码上的可靠性,特别是在低信噪比的接收环境下更加有效。比如理想下译码出错概率为10%,重复次数增加,使得整体译码出错概率大大降低。
(2)现有的TTI bundling和HARQ重传技术也可以实现延长信号码元的传输时间。相关的提升覆盖的数值,在VoLTE的商用网络实践中已经证明可有效改善信号的覆盖范围。
(3)鉴于NB-IoT业务需求的速率很低,100 bps左右已经可以实现大部分业务,所以可以采用低阶的调制技术,如BPSK、QPSK、更短长度的CRC校验码等。 (4)在编码方面,NB-IoT采用Turbo编码,GPRS采用卷积码,优势体现在对译码信噪比需求降低,对应覆盖距离有3~4 dB的增强。 (5)对时延要求的降低以及在部分下行物理信道上采用功率增强(Power Boost),对信号覆盖都有直接的增强。二是具备支撑海量连接的能力
NB-IoT一个扇区能够支持数万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;
NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。200KHz频率下面,根据仿真测试数据,单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。
三是更低功耗
NB中对于终端功耗的目标是什么呢?答案是:基于AA(5000mAh)电池,使用寿命可超过10年。(一个iPhone7P电池容量为2900mAh)。
NB中主要用到的两种节电技术,分别是PSM和eDRX。
1、 PSM(Power Saving Mode)
PSM的技术原理非常简单,即在IDLE态下再新增加一个新的状态PSM(idle的子状态),在该状态下,终端射频关闭,相当于关机状态。此功能在3GPP的Release 12被引入,相关协议规范在24.301-5.3.11 Power saving mode and 23.682-4.5.4 UE Power Saving Mode.
在PSM状态时,下行不可达,DDN到达MME后,MME通知SGW缓存用户下行数据并延迟触发寻呼;上行有数据/信令需要发送时,触发终端进入连接态。
终端何时进入PSM状态,以及在PSM状态驻留的时长由核心网和终端协商。如果设备支持PSM(Power Saving Mode),在附着或TAU(Tracking Area Update)过程中,向网络申请一个激活定时器值。当设备从连接状态转移到空闲后,该定时器开始运行。当定时器终止,设备进入省电模式。(PS:这里实际上是两个定时器起作用,分别为T3324和T3412,想详听的请到601来下,仅限美女)。
进入省电模式后设备不再接收寻呼消息,看起来设备和网络失联,但设备仍然注册在网络中。UE进入PSM模式后,只有在UE需要发送MO数据,或者周期TAU/RAU定时器超时后需要执行周期TAU/RAU时,才会退出PSM模式,TAU最大周期为310小时。
这里引用芯片厂家的一些数据来说明PSM模式下的省电效果,从中可见PSM模式下耗电量与普通的空闲态下的耗电量的1/200,省电效果完胜。
PSM的优点是可进行长时间睡眠,缺点是对MT(被叫)业务响应不及时,主要应用于表类等对下行实时性要求不高的业务。实际上,物联网设备的通信需求和手机是不同的,也正因如此,才可以设计PSM模式。物联网通常只会做上行发送数据包,而且是否发送数据包是由它自身来决定,不需要随时standby的等待其他终端的呼叫,而手机无时不刻的不在等待网络发起的呼叫请求。如果按照2G/3G/4G的方式去设计物联网的通信,那么意味着物联网的设备的行为也如同手机一样,会浪费大量的功耗在监听网络随时可能发起的请求上,无法做到低功耗。
基于NB-IoT技术,物联网终端在发送数据包后,立刻进入一种休眠状态,不再进行任何通信活动,等到它有上报数据的请求的时刻
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