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NB-IOT覆蓋能力有多大 NB-IOT為什么能實現(xiàn)強覆蓋

行業(yè)新聞 | 2018-09-27 09:46:03
　　窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT以其強覆蓋能力和通信距離長而廣受歡迎，那么到底NB-IoT覆蓋能力有多大，怎么來衡量其覆蓋能力?

　　強覆蓋是NB-IoT技術(shù)的最大特點之一，不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。以井蓋監(jiān)測為例，過去GPRS的方式需要伸出一根天線，車輛來往極易損壞，而NB-IoT只要部署得當，就可以很好的解決這一難題。這主要得益于NB-IoT的強覆蓋能力。

NB-IoT覆蓋能力
 

　　1、衡量標準
 

　　為了衡量NB-IoT的覆蓋能力，3GPP標準組織對此進行了定義，要求相比現(xiàn)有GSM、寬帶LTE等網(wǎng)絡(luò)覆蓋要增強20dB。
 

　　2、標準由來
 

　　為什么是20dB呢?借用網(wǎng)上報道的水表例子來理解。水表所處位置無線環(huán)境差，與智能手機相比，高度差導致信號差4dB，同時再蓋上蓋子，額外增加約10dB左右損耗，所以需要增強約20dB。
 

　　根據(jù)3GPP標準定義，不同網(wǎng)絡(luò)下的MCL要求如下表所示。從表中可見，各制式下覆蓋的瓶頸均在上行，其中NB-IoT的上行MCL為-164dBm，而GSM、寬帶LTE網(wǎng)絡(luò)的上行MCL為-144dBm，因此20dB的增益是相比GSM和現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)而言的。
 

　　3、關(guān)鍵技術(shù)
 

　　那么20dB的增益是怎么得來的呢?在回答這個問題之前，先了解幾個關(guān)鍵概念。
 

　　MCL：Maximum Coupling Loss，最大耦合損失。是指接收端為了能正確地解調(diào)發(fā)射端發(fā)出的信號，整個傳輸鏈路上允許的最大路徑損耗(dBm)。
 

　　PSD：power spectral density，功率譜密度。表示每單位頻率波攜帶的功率(W/Hz)。

NB-IOT為什么能實現(xiàn)強覆蓋
 

　　窄帶、重傳、低頻--NB-IoT強覆蓋能力的三劍客：
 

　　1、窄帶
 

　　窄帶所帶來的增益用PSD衡量。NB-IoT上行載波帶寬為3.75/15KHz，相比現(xiàn)有2G/3G/4G上行200KHz(除去保護帶寬，實際為180KHz)的PRB，PSD增益約為11dB：log((200mW/15KHz)/(200mW/180KHz))=10.7dB。也就是NB-IoT單位帶寬所攜帶的能量比2G/3G/4G更高，因此同等情況下可覆蓋更遠距離。
 

　　其中200mW對應發(fā)射功率為23dB的終端(10log200mW=23dB)。
 

　　2、重傳
 

　　相比傳統(tǒng)方式，NB-IoT支持更多次數(shù)的重傳。重傳次數(shù)每翻一倍，速率就會減半，同時帶來3dB的增益，通俗點講就是說一遍聽不清，就多說幾遍，提高聽清的概率。標準中定義上行重傳次數(shù)最大可達128次，但考慮邊緣場景下的速率以及小區(qū)容量，上行重傳次數(shù)最大一般限為16次，對應9dB的增益(實際比理論低了約3dB)。
 

　　3、低頻
 

　　NB-IoT雖然可以部署于任何頻段，但考慮覆蓋需求，一般選擇1GHz以下低頻頻段部署。相比高頻，低頻具有路徑損耗更低、繞射能力更強等優(yōu)點，更加適合遠距離覆蓋。(高頻則更加適合視距范圍內(nèi)的通信，即發(fā)射端與接收端之間無遮擋、距離近)
 

　　前述20dB的增益就是這么來的：11dB(PSD)+9dB(重傳)=20dB，再加上NB-IoT普遍部署于1GHz以下的低頻頻段上，三者共同保證了NB-IoT技術(shù)的更強覆蓋。

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