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NB-IoT低成本之迷

2019年11月05日 文章来源:网络整理 热度:93℃ 作者:刘英

吴老师今天这里主要从整个协议栈的角度来看NB的简化(吴老师默认你知道物理层是协议栈的一部分,不展开讲)。

我们来将传统的LTE和NB的协议栈进行一个对比,从中可以看到NB是如何下定决心进入抠逼模式的(简直是一个都不放过!):

NB-IoT低成本之迷

?PHY物理层:信道重新设计,降低基本信道的运算开销。比如PHY层取消了PCFICH、PHICH等信道,上行取消了PUCCH和SRS。这个问题在上一章节已经有所提及,这里不再重复,请各位同学自觉复习《NB-IOT低成本之葵花宝典part2》。

? MAC层:协议栈优化,减少芯片协议栈处理流程的开销。这里重点讲下,因为在吴老师看来,MAC在LTE中起的作用实在是太重要了!举个栗子来说,如果说物理层是房子的根基的话,那么MAC层就是房子的顶梁柱!

◢仅支持单进程HARQ(说明两点:一是NB中仍然有HARQ重传机制,二是相比于LTE原有的最多支持8个进程process,NB仅支持单个进程。什么意思?说明数据传输中,在没有得到NACK/ACK反馈之前终端都必须等着!亲,这就完全颠覆了LTE中多进程同时传输提升传输速率和效率的基本思想);

◢不支持MAC层上行SR、SRS、CQI上报。没了CQI,LTE中那么重要的AMC(自适应调制编码技术)功能岂不基本等于武功全废?

◢不支持非竞争性随机接入功能;

◢功控没有闭环功控了,只有开环功控(这也正常,如果采用闭环功控,算法会麻烦得多,调度信令开销也会很大)。

写到这里的时候,作为老司机,我不得不说NB你这个败家子!LTE的家都快让你败完了!

NB-IoT低成本之迷

?RLC层:不支持RLC UM(这意味着没法支持VoLTE类似的语音)、TM模式(这意味着原来在LTE中走TM的系统消息,在NB中也必须走AM);

?PDCP:PDCP的功能被大面积简化,原LTE中赋予的安全模式、RoHC压缩等功能直接被阉割掉。被简化后,NB中PDCP的功能已经弱到不能呼吸,直呼不要不要的了;

?在RRC层:没有了mobility管理(这意味啥?意味着NB将不支持切换);新设计CP、UP方案简化RRC信令开销(后续会单独成篇分析);增加了PSM、eDRX等功能减少耗电(请参考小功耗部分讲解)。

TIps:

注意吴老师对上图各层协议栈进行说明的时候,所列出各层的顺序,是遵循协议栈结构的,事实上这样的顺序是咱们理解协议栈的一个基本套路,也是咱们在学习任何一个通信协议栈的时候所建议的学习顺序。理解了这点,你也就能猜到后续吴老师在讲解NB的技术细节的时候的出牌套路。

不过需要特别提醒各位小同学的是,NB的协议栈是在LTE的协议栈上进行修改得来的,彼此之间还是存在一定的联系,这是因为当前LTE的发展形势一片大好,已经形成了完整的产业链,站在LTE这个巨人的肩膀上,对后续NB成本的降低是大有好处滴。

2 产业链及运营等影响成本的因素

关于成本问题,我认为还有另外两个成本因素需要重点考虑,一是运营商的建网成本,另外一个是产业链的成熟度。

◢对于运营商建网成本,与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行NB-IoT的同时部署,甚至是NB和LTE同时部署。不过,根据吴老师《NB-IOT低成本之葵花宝典part1》中分析,问题没有这么简单。具体建网模式将在后续进行详细分析。

◢对于产业链来说,芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位,现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的NB-IoT支持计划,这将打造一个较好的生态链,对降低成本是大有好处的。比如华为收购公司Neul的芯片实现的比较早,已有测试样片;高通的芯片在2016年四季度阶段发布,而且高通的芯片是NB-IoT和eMTC双模的芯片; Intel的芯片今年四季度会提供第一批的芯片,商用芯片也是在明年年初发布;MTK的芯片也在研发当中,明年上半年会发布;中兴微、大唐的芯片也都在研发当中。

◢NB在物理层下行采用OFDMA,上行采用SC-FDMA,这点与LTE基本保持了一致。另外在帧结构中也有很多是 “就LTE而取材”的。此外,再后续讲解NB的三种工作模式时,你会更清楚地看到NB是如何与LTE共呼吸同命运的。总而言之,NB从LTE而来,继承了很多LTE的实现,且NB比LTE又要简化得多,所以这对后续研发成本、量产成本带来非常多的好处。

说这么多,吴老师用通俗点的例子来告诉你真相:简单的理解就是NB为了实现人生巅峰,各种傍大款,各种求带!有木有秒懂?

3 芯片成本进展

最后关于成本问题,引用一些“名言警句”(网上的报道):

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