【前言】吳老司機(jī)是一個(gè)通信行業(yè)的人，三十而立一直沉溺于技術(shù)不能自拔，從業(yè)至今在自己努力之余，也深感行業(yè)交流的必要，也希望把自己的一些看法整理出來(lái)，拋磚引玉能夠讓各位通信人能夠共同提高，不才搜集整理一些心得體會(huì)與眾共勉。非廣告僅作交流而已，熱心朋友可以關(guān)注一下wutongtingyu1213，大家一起交流。

吳老司撩通信

ID：wutongtingyu1213

【老司機(jī)解讀NB-IOT-1】物聯(lián)網(wǎng)的前世今生

近兩年來(lái)，關(guān)于無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展，吳老師聽(tīng)到最多的兩個(gè)詞就是5G和物聯(lián)網(wǎng)了。本期專(zhuān)題開(kāi)始就想跟大家好好掰扯掰扯物聯(lián)網(wǎng)，將包括物聯(lián)網(wǎng)的前世今生、應(yīng)用case、NB-IOT技術(shù)原理、NB-IOT規(guī)劃等。至于5G技術(shù)，還是等果子成熟了再說(shuō)（至少還是等協(xié)議定下來(lái)再說(shuō)吧，大寫(xiě)的囧）。

1   何為物聯(lián)網(wǎng)？

何為物聯(lián)網(wǎng)（IOT）？It stands for Internet of Things。Basic idea is to connect EVERYTHING that you can think of by Internet。

首先我們得知道，自從上世紀(jì)80年代以來(lái)，從大哥大開(kāi)始，無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四代的傳承與發(fā)展。從開(kāi)始的人與人的連接，發(fā)展到人與物的連接，自然地，咱們腦洞大開(kāi)，是否可以將所有的物都連在一起呢？而實(shí)際上從商業(yè)上來(lái)看，語(yǔ)音通信（人與人連接）收入已經(jīng)見(jiàn)頂，由于4G的大力建設(shè)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（人與人&人與物的連接）支撐運(yùn)營(yíng)商收入進(jìn)入了新的巔峰，那么下個(gè)收入藍(lán)海將是什么？從目前觀點(diǎn)來(lái)看即是物與物的連接將成為第三個(gè)波峰，而物聯(lián)網(wǎng)將是重要的載體。

這里就不得不涉及到很多商業(yè)與技術(shù)的思考。試列舉之：

◢發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力在哪？

◢應(yīng)用case在哪？

◢商業(yè)前景如何？

◢選擇何種連接技術(shù)最經(jīng)濟(jì)有效？

先引用一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)前景的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)：2020年，中國(guó)將達(dá)百億物聯(lián)網(wǎng)連接（含各種連接），產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)空間1萬(wàn)億人民幣（數(shù)據(jù)來(lái)源：麥肯錫等）。當(dāng)然，你還可以找到各種預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，總之一句話，這個(gè)餅很大，機(jī)會(huì)很多，這將是一群人的狂歡，想去high的（包括單身狗們）快上車(chē)，否則你錯(cuò)過(guò)的不僅僅是一個(gè)億！

2  物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景豐富，但是依據(jù)對(duì)技術(shù)的需求，總體來(lái)看可以劃分為兩類(lèi)：

◢可以使用非蜂窩（以短距 Wi-Fi、藍(lán)牙等為主）網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載的應(yīng)用

◢建議使用蜂窩（包括現(xiàn)有的2/3/4G及其他技術(shù)）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)承載的應(yīng)用（運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)主要在蜂窩領(lǐng)域，這也是我們討論的重點(diǎn)）

目前，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，智能家居、智能樓宇、抄表、市政物聯(lián)和物流追蹤這五大領(lǐng)域?qū)⑹菓?yīng)用推廣的重點(diǎn)。以下引用一些統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為參考：

3  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的眾生相

這張圖見(jiàn)諸于各物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)資料中，理論上來(lái)講，如果對(duì)這圖理解了，那么恭喜你對(duì)物聯(lián)網(wǎng)功力已經(jīng)練到了五成，呵呵。

下面我試著對(duì)上圖從幾個(gè)維度進(jìn)行解讀：

◢橫軸代表覆蓋要求，一般可以劃分為長(zhǎng)距離和短距離，因此將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)劃分為了兩個(gè)大類(lèi)。短距離通信技術(shù)有我們熟悉的wifi（不要告訴我你不知道）、Bluetooth，還有大家不熟悉的ZigBee等。不過(guò)對(duì)不起，這些短距離通信技術(shù)天生就有覆蓋范圍受限的缺點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景也就隨之受限（如果你看看排球隊(duì)的菇娘們，就知道有種高度你是高攀不上的），因?yàn)楸热缰悄艹�表等業(yè)務(wù)肯定是位于地下室或者彎角旮旯里，覆蓋能力不行怎么搞定？這些技術(shù)不是運(yùn)營(yíng)商的興趣點(diǎn)，當(dāng)然也不是咱們研究的重點(diǎn)。對(duì)于長(zhǎng)距離通信，主要的代表技術(shù)是NB-IOT、eMTC、LoRa、SigFox等。實(shí)際上對(duì)于長(zhǎng)距離通信技術(shù)，一般同時(shí)具備了強(qiáng)覆蓋、低成本、小功耗、大連接這四個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)（敲黑板，重點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)，注意沒(méi)有高速率），我們又將這類(lèi)技術(shù)稱(chēng)為L(zhǎng)PWA（Low Power Wide Area）。從這四個(gè)特點(diǎn)來(lái)看，簡(jiǎn)直是人見(jiàn)人愛(ài)，所以運(yùn)營(yíng)商也愛(ài)，并且是真愛(ài)。再次敲黑板了，注意注意，咱們這個(gè)系列的主角NB-IOT已經(jīng)自帶光環(huán)出場(chǎng)了，以后詳細(xì)聊。

◢縱軸代表速率要求：基本可以劃分為高、中、低三個(gè)速率等級(jí)。高速率：(>1Mbps)，主要的應(yīng)用場(chǎng)景有車(chē)聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，代表技術(shù)有4G LTE-V和5G新技術(shù)等；中速率：((<1Mbps)，主要的應(yīng)用場(chǎng)景有可穿戴設(shè)備、銀行業(yè)PoS機(jī)、電梯廣告推送、車(chē)隊(duì)管理等，代表技術(shù)有eMTC、GPRS/CDMA、wifi等；低速率：((<200Kbps)，主要的應(yīng)用場(chǎng)景有能源抄表、氣象/環(huán)保監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)標(biāo)簽、智能停車(chē)、智能鎖等，代表技術(shù)有NB-IoT、LoRa 、Sigfox（廣域覆蓋）、藍(lán)牙、zigbee等短距技術(shù)等；

◢對(duì)于LPLA而言，我們還可以進(jìn)一步細(xì)分，主要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還是私有技術(shù)、公共頻段還是授權(quán)頻段，這不展開(kāi)講。

◢從這個(gè)圖還可以看出，技術(shù)能力的統(tǒng)一與互斥性，也即很難有種技術(shù)是覆蓋好又速率快的。如果有，請(qǐng)讓我看到你們的雙手？？

◢那么為什么有這么多技術(shù)呢？多得看花燈似得。答案CMCC早告訴你了：移動(dòng)過(guò)年七款禮，總有一款適合你！

彩蛋時(shí)間

好了，最后摘抄一段英文給大家，這是我在最開(kāi)始接觸IOT時(shí)看到的。When you start reading about IoT, I am pretty sure that you will see some words about M2M and now start searching about M2M. And when you searching M2M and reading them, I am pretty sure that you will hear something about MTC, D2D. Then while I was googling about MTC, D2D and I started hearing about LTN and realized that even ETSI specification are released about LTN.

In addition to Cellular based IoT/M2M, many kinds of other network and short range wireless protocols that are designed for IoT/M2M or revised from existing application for IoT/M2M application, now we have even more confusing bubbles as illustrated below. If you are confused with this diagram, I would say my mission accomplished. This specific section is to confuse you :).

如果沒(méi)看懂，那么恭喜我，我的目的達(dá)到了，因?yàn)檫@段話的唯一目的就是confuse you。

好了，今天咱們主要聊了物聯(lián)網(wǎng)的一些概述性的話題，從下篇開(kāi)始，我們將深入解讀NB-IOT技術(shù)。

【老司機(jī)解讀NB-IOT系列-2】NB–IOT的笑傲江湖

上一篇談到了物聯(lián)網(wǎng)的前世今生，今天我們正式開(kāi)始談NB-IOT。

如果將NB-IOT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形成看做是江湖比武最終稱(chēng)霸武林的話，并且你正好看過(guò)笑傲江湖的話，那這些事就好理解了。

本篇就是要扒一扒NB是如何與不同門(mén)派之間相殺后，又如何與同門(mén)派不同宗派之間，甚至是同門(mén)師兄弟們相愛(ài)相殺的故事（說(shuō)好的攘外必先安內(nèi)呢）。咱們的故事的主線主要有兩個(gè)，一是NB（你可以理解為牛逼），二是SB（請(qǐng)注意不要理解錯(cuò)，是撕逼，不是那個(gè)SB）。

1  NB是什么？

上一篇我們已經(jīng)聊過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的縮寫(xiě)為IOT，英文為Internet of Things。這里吳老師有個(gè)小技巧，有些縮寫(xiě)看起來(lái)很?chē)樔�，也很難記，建議大家看看英文原文，你會(huì)發(fā)現(xiàn)so easy，那個(gè)敞亮，分分鐘有媽媽再也不用擔(dān)心我的學(xué)習(xí)的那種感覺(jué)。上篇也談過(guò)物聯(lián)網(wǎng)有很多技術(shù)，在IOT之前加上NB，連起來(lái)NB-IOT即為我們這個(gè)系列的主角，很多文章中都解釋為Niubility Internet of Thing，即牛逼的物聯(lián)網(wǎng)。實(shí)際上，這只是一個(gè)善意的玩笑，NB的真正含義是narrow band的意思，翻譯過(guò)來(lái)是窄帶，所以經(jīng)常我們?cè)谫Y料中會(huì)看到窄帶物聯(lián)網(wǎng)的提法。

2  NB-IOT的四個(gè)技術(shù)特點(diǎn)

上一篇，我們已經(jīng)聊過(guò)，NB-IOT屬于LPWA技術(shù)的一種，它天生具備強(qiáng)覆蓋、低成本、小功耗、大連接這四個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)，下面引用華為的一張圖讓大家對(duì)NB有個(gè)愛(ài)的初體驗(yàn)。

實(shí)話實(shí)說(shuō)，作為一個(gè)在無(wú)線通信領(lǐng)域摸爬打滾十幾年的老司機(jī)來(lái)說(shuō)，看到這四個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)，我直呼word天，你這么NB，你咋不上天呢？

這里不得不談?wù)勗谕ㄐ偶夹g(shù)發(fā)展上，關(guān)于需求與實(shí)現(xiàn)等因素之間的一些辯證關(guān)系。先來(lái)看當(dāng)前采用2/3/4G承載物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要問(wèn)題：

◢典型場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足，例如：室內(nèi)的無(wú)線抄表、邊遠(yuǎn)地區(qū)的環(huán)境監(jiān)控和地下資源監(jiān)控（ 4G規(guī)劃指標(biāo)穿透1層墻）

◢終端功耗過(guò)高（使用5Wh電池），2G終端待現(xiàn)網(wǎng)能力差距

◢ 2/3/4G無(wú)法滿足未來(lái)海量終端的應(yīng)用

◢ 終端種類(lèi)多、批量小，開(kāi)發(fā)門(mén)檻高，通信模塊成本高，綜合成本高

正因如此，在2015年9月開(kāi)始，NB-IOT技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)然地NB義不容辭的要解決好以上的痛點(diǎn)和問(wèn)題。這里的關(guān)系就是需求與實(shí)現(xiàn)的相生關(guān)系。

人有多大膽，地有多大產(chǎn)。吳老師在接下來(lái)的篇幅中將會(huì)一一道來(lái)，如何從技術(shù)上去實(shí)現(xiàn)這些逆天的要求。

3  NB與不同門(mén)派的SB

吳老師，難道催生NB-IOT的就只有需求？

嗯嗯嗯，你問(wèn)的問(wèn)題很有深度，答案是NO，NO，NO。

這里不得不提再提下LoRa、SigFox等私有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（不清楚的可以看上篇，或者自問(wèn)度娘）。正因?yàn)檫@些技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)3GPP這個(gè)通信行業(yè)帶頭大哥造成了很大的心里陰影（那面積可是相當(dāng)?shù)拇螅�，所�?GPP才扯起虎旗開(kāi)搞LPWA技術(shù)。當(dāng)然地，3GPP當(dāng)大哥多年可不是白給的，自己開(kāi)招就是獨(dú)孤九劍厲害招數(shù)，再加上多年經(jīng)營(yíng)，身邊一堆小弟對(duì)老大哥一呼百應(yīng)，一時(shí)群雄聚齊，所以才有了NB今天的聲勢(shì)。這就是NB與不同門(mén)派的撕逼。

順便八卦一下，各位如果看3GPP在制定LTE標(biāo)準(zhǔn)中，WiMAX和LTE的劇情，與NB與LoRa之間何其相似？簡(jiǎn)直跟XX神劇一樣，同樣的劇情，變著花樣的不斷地上演。

4  NB與同門(mén)師兄弟的SB大戰(zhàn)

話說(shuō)，武林大會(huì)中剛與不同門(mén)派撕逼完，3GPP內(nèi)部不同陣營(yíng)之間的撕逼大戰(zhàn)隨即拉開(kāi)。君不見(jiàn)前陣子關(guān)于5G編碼標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，各種刷屏。說(shuō)到底，不同陣營(yíng)爭(zhēng)的不光是面子，更實(shí)際的是利益。引用華為的一張圖片，可以清晰的看出NB與同門(mén)師兄弟之間上演的相殺相愛(ài)的故事。

各位同學(xué)請(qǐng)注意，在講解的過(guò)程中，一大波名詞將撲面而來(lái)：

    ◢第一次內(nèi)部PK：事情的起因是英國(guó)的vodafone（沃達(dá)豐）基于LTE網(wǎng)絡(luò)提供抄表業(yè)務(wù)成本太高，而GSM網(wǎng)絡(luò)即將退網(wǎng)的考慮，私下拍拖華為一起提出了NB-M2M解決方案。美國(guó)的qualcomm（高通）基于現(xiàn)有的LTE技術(shù)提出了NB-OFDMA（側(cè)重是空口解決方案）。接下來(lái)就是各種PK，各種妥協(xié)，最終融合成第一個(gè)統(tǒng)一方案，成為NB-CIOT。

    ◢第二次內(nèi)部PK：以愛(ài)立信等公司為首的陣營(yíng)基于現(xiàn)有的LTE技術(shù)，提出了一些優(yōu)化方案，因此進(jìn)行了第二次PK，最終在2016年6月形成了現(xiàn)在的NB-IOT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

好吧，估計(jì)大家都暈掉了，總結(jié)一句話，經(jīng)過(guò)兩次內(nèi)部大撕逼，最終才形成NB-IOT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，至于之前的那些你就當(dāng)是歷史課吧。

5  NB與同門(mén)不同宗派間的SB

大家知道，在華山派內(nèi)部也有宗派之分，岳不群屬氣宗，風(fēng)清揚(yáng)是劍宗前輩。同樣在3GPP內(nèi)部針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案也存在兩大宗派，一是基于LTE現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化的eMTC技術(shù)，一個(gè)是另起爐灶的NB-IOT技術(shù)，見(jiàn)下面圖表。

上圖是從終端的演進(jìn)角度來(lái)看eMTC技術(shù)的發(fā)展。其核心思想是在當(dāng)前的LTE基礎(chǔ)上，通過(guò)針對(duì)性優(yōu)化，使之與LTE共存的情況下滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。其發(fā)展演進(jìn)主要是終端方面的，如以上cat1是LTE終端，3GPP專(zhuān)門(mén)為了IOT設(shè)計(jì)了cat0終端，我們稱(chēng)為MTC，但是帶寬還是20M，成本、耗電等都下不來(lái)，因此在R12時(shí)就被凍結(jié)。此后在R13階段設(shè)計(jì)了cat M終端，帶寬縮小到1.4M，成本、耗電等問(wèn)題得到較好的解決，但隨后3GPP在R13也凍結(jié)了eMTC的研究，轉(zhuǎn)而研究NB-IOT去了（有沒(méi)有一種生了二胎后大小子受冷落的感覺(jué)？）。

怎么理解NB-IOT和eMTC的關(guān)系？我的理解是長(zhǎng)期共存，就如華山派的劍宗和氣宗一樣。因?yàn)槎ㄎ徊灰粯�，eMTC解決的是中速率的IOT需求，而NB-IOT解決的是低速率的需求，武功路數(shù)不同而已。具體就不贅述了，詳情請(qǐng)自覺(jué)翻閱上篇文中圖。

好了，老司機(jī)今天就聊到這，希望你已經(jīng)了解到了NB 是如何成就江湖地位的。下篇開(kāi)始，吳老司將針對(duì)NB 的四個(gè)技術(shù)特性逐一分析，歡迎各位繼續(xù)上車(chē)。

致力于4G、5G、物聯(lián)網(wǎng)等前沿通信技術(shù)的分享！

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【吳老司撩通信】老司機(jī)解讀NB-IOT-3.NB-IOT強(qiáng)覆蓋之降龍掌

導(dǎo)語(yǔ)：上篇吳老司簡(jiǎn)要介紹了NB-IOT的四大技術(shù)特點(diǎn)，本篇開(kāi)始詳細(xì)討論NB-IOT超強(qiáng)覆蓋能力的技術(shù)細(xì)節(jié)。各位小同學(xué)板凳準(zhǔn)備好了沒(méi)？

1         NB-IOT強(qiáng)覆蓋之降龍掌

再次復(fù)習(xí)下，NB的四大特點(diǎn)（也可以稱(chēng)為NB的四大優(yōu)勢(shì)）為強(qiáng)覆蓋、小功耗、低成本、大連接，接下來(lái)的系列中吳老師將以這四個(gè)技術(shù)特點(diǎn)為引子，開(kāi)啟NB的技術(shù)之旅。

本期主要介紹NB的超強(qiáng)覆蓋能力。

NB最一開(kāi)始就給自己定了一個(gè)億的小目標(biāo)，即要比GSM覆蓋增強(qiáng)20db。對(duì)于這樣一個(gè)小目標(biāo)，作為一個(gè)長(zhǎng)期被4G高頻段深度覆蓋不足困擾的無(wú)線老兵來(lái)說(shuō)，我只能說(shuō)這簡(jiǎn)直是在“逗逼”。但是3GPP居然真實(shí)現(xiàn)了。細(xì)細(xì)數(shù)來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)20db的增益，3GPP分別用了降龍十八掌中的飛龍?jiān)谔欤ㄌ嵘�功率譜密度，7db）、六龍回旋（不要命的重傳，12db）、亢龍有悔（多天線增益0-3db）這三個(gè)大招。

1.1       第一招 飛龍?jiān)谔?/span>

簡(jiǎn)單的說(shuō)就是提升IOT終端的發(fā)射功率譜密度（PSD，Power spectral density ）。有小同學(xué)已經(jīng)在舉手了。問(wèn)：功率譜密度是個(gè)什么梗？和功率是什么關(guān)系？簡(jiǎn)單的理解可以參考質(zhì)量與密度的關(guān)系，如果還不懂，請(qǐng)各位小同學(xué)拿出大學(xué)中信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理課本腦補(bǔ)下，弄清楚后還可以順便進(jìn)京考個(gè)研玩。

請(qǐng)大家看下表，如果你能順著表的思路自己放到excel中做一次計(jì)算，我相信你一定已經(jīng)理解了功率譜密度和功率的關(guān)系，也更清楚了上圖中5.3倍的數(shù)據(jù)來(lái)源。

對(duì)幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明如下：

1)        通常，我們?cè)谕ㄐ爬锩娌粫?huì)直接使用倍數(shù)關(guān)系，而是使用db的來(lái)表征，功率譜密度相比GSM增強(qiáng)10*Log(5.3)=7dB 。

2)        對(duì)比中并沒(méi)有考慮頻段因素的影響，即默認(rèn)使用相同頻率。

3)        這里計(jì)算的是上行功率譜，而不是下行。原因如下：一般情況下，下行覆蓋大于上行覆蓋（為什么？因?yàn)榻K端功率往往是受限的，而網(wǎng)絡(luò)側(cè)RRU功率理論上提升很容易），即上行覆蓋受限，所以通常來(lái)說(shuō)計(jì)算MCL（最大耦合損耗，鏈路預(yù)算中必備）時(shí)大部分會(huì)只計(jì)算上行鏈路的。這點(diǎn)以后談NB覆蓋規(guī)劃時(shí)候再細(xì)談。

4)        NB-IOT上行傳輸有兩種帶寬3.75KHz和15KHz可供選擇，帶寬越小，功率譜密度越大，覆蓋增益越大。此處對(duì)比中采用的是3.75K。至于3.75K和15K的技術(shù)細(xì)節(jié)在后續(xù)篇章中將詳細(xì)講解到。

5)        學(xué)到這里這里大家即可看到窄帶的深層次含義了：縮小帶寬，在功率不變的情況下，即提升了功率譜密度。

下面再放一張直觀的圖來(lái)輔助理解，功率譜密度越高，柱子越高。從圖中也可以看到，如果是將NB-IOT與LTE比，折算出來(lái)，PSD帶來(lái)的增益會(huì)更高（如圖中所示，達(dá)到了17db）。

1.2       第二招 六龍回旋

NB通過(guò)重復(fù)發(fā)送，獲得時(shí)間分集增益，并采用低階調(diào)制方式，提高解調(diào)性能，增強(qiáng)覆蓋。簡(jiǎn)單的理解就是：話說(shuō)一次聽(tīng)不見(jiàn)，咱多說(shuō)幾次，多一次就多一次正確聽(tīng)到的機(jī)會(huì)，這種機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化到通信里面，即稱(chēng)為增益。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，所有的物理信道均可重復(fù)發(fā)送，理論可獲得9~12個(gè)dB增益(8到256次重傳)。以下是NB中信道可重傳的次數(shù)：

TIPS：請(qǐng)各位同學(xué)不要糾纏表中的細(xì)節(jié)，那是裝逼用的。你只要get到如下信息即可：NB無(wú)論什么信道都可以重傳，且上行最大128次，下行最大2048次。

下面談?wù)勗鲆嫠惴ǎ豪碚撋�，重�?fù)一遍，速率降一半，同時(shí)覆蓋增加3dB；上行最大重復(fù)傳輸128次，理論上增益有20dB，實(shí)際上有16-18dB。而考慮到傳輸效率，我們系統(tǒng)不會(huì)無(wú)限制重傳，一般取重傳增益為12db。下圖為重傳次數(shù)與增益的擬合圖。

1.3       第三招 亢龍有悔

這里表征的是通信里常用的天線分集增益。對(duì)于1T2R來(lái)說(shuō)，比1T1R會(huì)有3db的增益，限于篇幅，天線接收技術(shù)這里不詳細(xì)講了。需要注意的是，以CMCC現(xiàn)網(wǎng)為例，因?yàn)?/span>GSM本身就是1T2R，因此此增益對(duì)比中一般不算。

看到這里，大家是否明白3GPP中承諾的20db增益是如何來(lái)的嗎？

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

下期我們扒一扒NB-IOT的小功耗技術(shù)。

老司機(jī)解讀NB-IOT-4.NB-IOT小功耗之前戲要做足

導(dǎo)語(yǔ)：

上一篇老司機(jī)談到了NB的強(qiáng)覆蓋技術(shù)，本篇來(lái)扯一扯NB的節(jié)電技術(shù)，為節(jié)能環(huán)保做點(diǎn)貢獻(xiàn)（實(shí)際情況是階梯電價(jià)了，傷不起�。�。在正式扯蛋前，咱們先認(rèn)真做足前戲。前戲很重要，我們不要忽略它。

正文：

上一篇老司機(jī)談到了NB的強(qiáng)覆蓋技術(shù)，本篇來(lái)跟大家伙扯一扯NB的節(jié)電技術(shù)，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的號(hào)召（實(shí)際情況是階梯電價(jià)了，傷不起！你懂得）。在正式扯蛋前，咱們得認(rèn)真做足前戲，為什么？作為一個(gè)資深老司機(jī)，我可以負(fù)責(zé)任地告訴你：

前戲很重要，我們不要忽略它。

咱們先深入了解當(dāng)前主流通信系統(tǒng)LTE的節(jié)電技術(shù)，重點(diǎn)是DRX，這將直接影響你對(duì)NB中的兩大節(jié)電技術(shù)（就是eDRX、PSM這倆摳貨）的理解學(xué)習(xí)。同時(shí)你也將發(fā)現(xiàn)任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都是具有一定的延續(xù)性的，而不是你以為的：大喊一聲呵呵我就現(xiàn)身了。

在現(xiàn)網(wǎng)任何一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，終端都不太可能無(wú)時(shí)無(wú)刻都在工作的。這就像人不能時(shí)時(shí)刻刻上班，需要間隔的休息一樣，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套叫做DRX的機(jī)制使得終端可以休息，在休息的過(guò)程中，因?yàn)殛P(guān)閉了收發(fā)信機(jī)（Tx/Rx），從而達(dá)到了節(jié)電的目的。

DRX(Discontinuous Reception)，又稱(chēng)不連續(xù)接收，它的主要思想有兩個(gè)：

l  通過(guò)設(shè)計(jì)一套定時(shí)器，使得終端和網(wǎng)絡(luò)具有嚴(yán)格的時(shí)間同步，以防出現(xiàn)終端在睡覺(jué)，但網(wǎng)絡(luò)不斷的在call你；或者你在工作日睡覺(jué)不定鬧鐘，睡到自然醒，結(jié)果上班遲到，簡(jiǎn)直是作死的節(jié)奏。

l  網(wǎng)絡(luò)側(cè)與終端側(cè)設(shè)計(jì)一套溝通機(jī)制，方便終端與網(wǎng)絡(luò)商量終端是不是可以去睡覺(jué)了、什么時(shí)候去睡覺(jué)。

實(shí)際上，老司機(jī)還要告訴你，網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)計(jì)了三種可以讓終端去睡覺(jué)的場(chǎng)景，分別是idle DRX、connect DRX、inactive timer（有木有一絲要崩潰的感覺(jué)？）。下面重點(diǎn)介紹idle DRX和connect DRX的運(yùn)行機(jī)制。

1.1       場(chǎng)景一：IDLE DRX

大家知道，正常情況下咱們?cè)缟媳霍[鐘叫醒去上班，晚上到點(diǎn)下班回家，更關(guān)鍵的是我們還有萬(wàn)眾期待的雙休日和假期，非常具有規(guī)律性。

當(dāng)然，通信狗、程序猿們除外�。ㄓ心居写林袦I點(diǎn)？）

同理，LTE終端會(huì)跟網(wǎng)絡(luò)側(cè)協(xié)商好一套工作排班表，好讓終端可以有時(shí)間休息。

下面介紹其工作原理。

TIPS：文科狗們請(qǐng)自覺(jué)準(zhǔn)備好枕頭，這樣你可以睡得舒服點(diǎn)。

處于 Idle 模式下的終端，可以使用非連續(xù)接收(DRX)的方式去監(jiān)聽(tīng)尋呼消息（實(shí)際上尋呼消息paging與idle態(tài)的DRX是完全耦合在一起的）。終端在一個(gè) DRX 的周期內(nèi)，可以只在相應(yīng)的尋呼無(wú)線幀上的尋呼時(shí)刻先去監(jiān)聽(tīng) 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(wú)需再去接收 PDSCH 物理信道，就可以依照 DRX 周期進(jìn)入休眠。

在一個(gè) DRX 周期內(nèi)，終端可以只在 PO 出現(xiàn)的時(shí)間位置上去接收 PDCCH，然后再根據(jù)需要去接收 PDSCH。而在其它時(shí)間可以睡眠，以達(dá)到省電的目的。在 LTE 的物理層協(xié)議中，其無(wú)線幀幀號(hào)的重復(fù)周期是 1024，因此每個(gè)無(wú)線幀幀號(hào)的取值范圍是 0～ 1023。每個(gè)無(wú)線幀又被分成 10 個(gè)子幀，其子幀編號(hào)的取值范圍是 0～9。因此終端需要先計(jì)算出所監(jiān)聽(tīng)的 PDCCH 出現(xiàn)的無(wú)線幀幀號(hào)，然后再計(jì)算出無(wú)線幀幀號(hào)上的尋呼時(shí)刻(PO)，就可以精確地知道所監(jiān)聽(tīng)的 PDCCH 物理信道的具體位置。

以上圖為例，終端在320ms的周期內(nèi)，只需要醒來(lái)一次，做一次尋呼消息接收和測(cè)量，其他時(shí)間都在睡覺(jué)，這樣就達(dá)到了省電的目的。

從中也可以看出如果DRX cycle周期拉得越長(zhǎng)，終端也就越省電，如將DRX cycle設(shè)置為1280ms比設(shè)置為320ms終端空閑態(tài)待機(jī)時(shí)間增加近40%。

1.2       場(chǎng)景二：CONNECT DRX和inactive timer

在南方（在湖南會(huì)發(fā)音成蘭芳，請(qǐng)自覺(jué)糾正），大部分人在白天工作中也會(huì)抽空睡個(gè)午覺(jué)（北方好像稱(chēng)為打個(gè)盹），正所謂中午不睡，下午崩潰。

同理，這種機(jī)制我們稱(chēng)為C-DRX，即connect態(tài)下的DRX，這種休息模式是見(jiàn)縫插針，忙里偷閑，是要終端進(jìn)行許多條件的判斷后才可以去睡午覺(jué)的，比如咱們上班一族，首先得看是否有睡覺(jué)的地兒，第二看時(shí)間是否充裕，第三看當(dāng)天的工作能否做得完。

下面介紹連接態(tài)最簡(jiǎn)單的工作原理（意思是還有難的，為了照顧那些還強(qiáng)撐著沒(méi)睡的文科狗，再?gòu)?fù)雜點(diǎn)的吳老司就不講了，想詳細(xì)聽(tīng)的請(qǐng)來(lái)車(chē)站北路XXX號(hào)601房間）:

•       連接態(tài)終端在時(shí)間軸上劃分為激活期（On duration Timer控制）和休眠期（Long Drx Cycle 減去 On duration Timer的時(shí)間，決定了睡覺(jué)時(shí)間的長(zhǎng)短），轉(zhuǎn)換間隔毫秒級(jí)；

•       終端之所以能在工作的狀態(tài)下抽空休息是因?yàn)閿?shù)據(jù)業(yè)務(wù)在使用中具有突發(fā)性，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生的時(shí)間短，但頻率高，呈梳齒狀；

•       休眠期不接收PDCCH，不上報(bào)CQI/PMI/RI，不發(fā)送SRS，從而省電；

•       終端周期性進(jìn)入激活期，當(dāng)業(yè)務(wù)連續(xù)時(shí)保持在激活期。也就是說(shuō)終端如果真的有業(yè)務(wù)要傳，就不能去睡覺(jué)（哪怕你困成狗），除非你干完當(dāng)前的活后On duration Timer控制的時(shí)間內(nèi)都是沒(méi)事可干，才可以再去睡覺(jué)。這就是前面所講的，睡午覺(jué)也要看當(dāng)天的工作能否干的完。

此外，LTE系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了RRC inactive timer，主動(dòng)讓終端休息去的機(jī)制。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是：如果你是彈性工作制，該你干的活早就干完，那么領(lǐng)導(dǎo)直接跟你說(shuō)，陳二狗，你活干完了，可以早點(diǎn)下班休息去了。具體細(xì)節(jié)不再為難文科狗了，理科狗們請(qǐng)查閱相關(guān)資料。

對(duì)于同時(shí)開(kāi)啟了C-DRX和inactive狀態(tài)的終端，使用時(shí)間能提升將近50%。

好了，后排睡覺(jué)的同學(xué)可以醒了！

老司機(jī)總結(jié)下今天的內(nèi)容，基于終端耗電量的考慮，網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)計(jì)了DRX、C-DRX、RRC inactive timer這三種方式讓終端休養(yǎng)生息，能省點(diǎn)電就省點(diǎn)電，沒(méi)必要每時(shí)每刻跟網(wǎng)絡(luò)死磕，死扛。

那么我們的節(jié)電目標(biāo)是什么呢，請(qǐng)大家記�。�XX空調(diào)，每晚低至一度電！

好了有了以上的基礎(chǔ)，下篇老司機(jī)正式介紹NB的節(jié)電技術(shù)。

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