窄带、重发、低频铸就NB-IOT强覆盖能力

自从出现以来,NB-IoT技术在其强大的展望范围和较长的通信距离上受到广泛欢迎,现在已经成为万物互联的重要分支。

强大的复盖范围是NB-IoT技术的最大功能之一。以井盖监测为例:以往,采用GPRS方式需要扩展天线,容易破坏车辆和交通。如果合理部署NB-IoT,就能很好地解决这个问题,解决这一问题就是利用了NB-IoT的强大复盖能力。

1.测量标准

为了测量NB-IoT的复盖能力,3GPP标准组织对此进行了定义,要求将GSM和宽带LTE等现有网络的复盖范围增加20dB。

2.关键技术

那么20dB的增益是怎么产生的呢?在回答这个问题之前,让我们先了解一些重要的概念。


NB-IOT为什么能实现强大的复盖范围?窄带、重发、低频是具有强大NB-IoT覆盖能力三个重要因素。


1.窄带

窄带带来的增益用PSD测量。NB-IoT的上行链路载波带宽为3.75/15KHz。与现有的2G/3G/4G上行200KHz(除了保护带宽以外,实际上是180KHz)PRB相比,PSD增益约为11B:log((200MW/15kHz)/(200MW/180)。即,由于NB-IoT每单位带宽搭载的能量比2G/3G/4G高,所以在相同的条件下可以覆盖更长的距离。这里,200mW对应于发送功率为23dB的终端(10log200mW=23dB)。

2.低频

NB-IoT可以部署在任何频带,但考虑到覆盖要求,通常选择部署1GHz以下的低频频带。与高频相比,低频的路径损耗低,衍射能力强,适合长距离复盖。(高频适合于视线内的通信,即发送侧和接收侧之间没有障碍物或近距离)

这是上述20dB增益的来源:11dB(PSD)+9dB(重发)=20dB之外,NB-IoT通常被配置在1GHz以下的低频带,这三个共同确保了更强的NB-IoT技术的范围。

3.重发

与传统方法相比,NB-IoT技术支持更多的重发。每次重发次数增加一倍,速率就会下降一半,得到3dB的增益。外行的话,听不清楚的情况下,只要说几次,听清楚的可能性就会提高。该标准定义了最多128次上行链路重传的最大次数,但考虑到边缘情况下的速率和小区容量,通常上行链路重传的最大次数被限制为16次,这相当于9dB的增益(实际上比理论值低约3dB)。


窄带NBIOT




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