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吳老師撩NB-IoT(7)| NB-IOT低成本再解讀,葵花寶典很實(shí)用

2017/11/15
79
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上篇中,吳老司已經(jīng)扯完 NB 通過選擇 FDD 半雙工方式降低成本,本篇承接上篇繼續(xù)扯成本問題,主要談到物理層簡化對成本的影響。
 
開始前,吳老司先來檢查一下上篇布置的家庭作業(yè)。
 
 
1   問題解答:NB 支持 TDD 嗎?
其實(shí)這個(gè)問題在上期內(nèi)容中已經(jīng)回答,摘錄下出處:
 
在蜂窩通信系統(tǒng)中,根據(jù)發(fā)送信號雙工方式不同,可以分為 TDD 和 FDD 兩種雙工方式。實(shí)際上,其中 FDD 雙工方式可進(jìn)一步分為全雙工 FDD(Full-Duplex FDD)和半雙工 FDD(Half-Duplex FDD, HD-FDD)。
 
將這個(gè)關(guān)系用個(gè)圖形梳理下:
 
 
所以答案就是 NB 僅支持 FDD 模式。
 
這里特別提醒,在現(xiàn)網(wǎng)中一般來說 TDD 和 FDD 的 RRU 設(shè)備是沒法共用的,那么這將對后續(xù)設(shè)備組網(wǎng)、復(fù)用帶來很大的影響。
 
舉個(gè)栗子:大家知道,對于 CMCC,現(xiàn)網(wǎng)采用的是 TD-LTE,因?yàn)?NB 僅支持 FDD,所以后續(xù) NB 是沒辦法與現(xiàn)網(wǎng) TD-LTE 的 RRU 共用(復(fù)用)。那么問題來了,說好的 NB 是 4G 技術(shù)的后續(xù)發(fā)展,與現(xiàn)網(wǎng) LTE 可以共存的呢?說好的容我耍吊容我拽,帶你裝逼帶你飛呢?還能不能一起愉快的蕩起友誼的小船了?
 
 
吳老司只能說,對此我表示非常遺憾!有時(shí)候有一種老婆是別人家的老婆,有一種小孩是別人家的小孩,有一種 FDD 是別人家的 FDD!
 
 
不過小同學(xué)們也不要擔(dān)心,條條大路通羅馬,對于 CMCC 來說,雖然 NB 沒辦法跟現(xiàn)網(wǎng) TD-LTE 共設(shè)備,但是還有其他辦法,比如與 GSM 共設(shè)備。關(guān)于組網(wǎng)問題,場景非常復(fù)雜,后續(xù)單獨(dú)開篇分析。
 

 

2   根據(jù)終端窄帶特性,簡化信道及物理層
NB-IOT 終端工作帶寬僅為傳統(tǒng) LTE 的 1 個(gè) PRB 帶寬(180K),帶寬小使得 NB 不需要復(fù)雜的均衡算法。
 
帶寬變小后,也間接導(dǎo)致原有寬帶信道、物理層流程簡化。下面僅粗略講解,以后單獨(dú)成系列篇講解物理層(PS:物理層是一個(gè)通信系統(tǒng)最最重要,又最最難學(xué)的內(nèi)容哦)。
 
◢簡化信道:去除了 PHICH、PCFICH、PUCCH 等信道。如下圖,與 LTE 進(jìn)行了對比。
 
 
 
這里提醒下各位:下行取消了 PCFICH、PHICH 后將使得下行數(shù)據(jù)傳輸的流程與原 LTE 形成很大的區(qū)別,同樣一旦上行取消了 PUCCH,那么必然要解決上行控制消息如何反饋的問題,這也將與現(xiàn)網(wǎng) LTE 有很大的不同!這些將在物理層部分做詳細(xì)說明。
 
◢簡化盲檢次數(shù)(還記得 LTE 中常說到的 PDCCH 盲檢 44 次嗎?復(fù)雜到不要不要的了,并且終端還得每 1ms 就做這樣的盲檢,這都將是復(fù)雜的運(yùn)算量)
 
◢減小最大 TBS(Transport Block)傳輸塊,從而必然降低了峰值速率:下行最大 680 bits,上行最大 1000 bits。這里關(guān)于傳輸塊是如何影響峰值速率將在物理層部分做詳細(xì)講解。
 
◢簡化調(diào)制編碼:僅支持 QPSK、BPSK;下行僅支持 TBCC 碼。這里意味著可靠性得到了保證,但速率會下降(誰在乎啊,呵呵)。另外,這里也肯定告訴你 AMC 算法也將取消或者簡化問題??傊?,需要思考的問題很多。
 
這里梳理下以上的邏輯,歸納一下就是帶寬小、速率低、信道簡化這三個(gè)主要因素將減小芯片成本。
 
 
3  新硬件結(jié)構(gòu),裁剪不必要的硬件
我們來看看目前主流的 CAT-4 終端(比如你的腎 6)和 NB-IOT 的硬件對比圖:
 
 
看了這幅圖,吳老司估計(jì)你已經(jīng)一臉懵逼了。
 
別急,老司機(jī)帶你嘗試去讀懂這些不同點(diǎn)。請注意下面帶領(lǐng)大家進(jìn)入摳逼模式:
 
?終端側(cè) RF 進(jìn)行了閹割,據(jù)當(dāng)前了解到的情況,主流 NB 終端支持 1 根天線(當(dāng)然,協(xié)議規(guī)定 NRS 支持 1 或者 2 天線端口)
 
?天線模式也就從原來的 1T /2R 變成了現(xiàn)在的 1T/1R,天線本身復(fù)雜度,當(dāng)然也包括天線算法都將有效降低
 
? FD 全雙工閹割為 HD 半雙工,收發(fā)器從 FDD-LTE 的兩套減少到只需要一套(這在上一章節(jié)已經(jīng)詳細(xì)闡述過)
 
?低采樣率,低速率,可以使得緩存 Flash/RAM 要求小(28 kByte)
 
?低功耗,意味著 RF 設(shè)計(jì)要求低,小 PA 就能實(shí)現(xiàn)(高質(zhì)量的功放可不便宜)
 
?直接砍掉 IMS 協(xié)議棧,這也就意味著 NB 將不支持語音(注意實(shí)際上 eMTC 是可以支持的)
 
好了,今天我們主要講到 NB 的物理層和硬件簡化,從而降低成本。下期吳老司將從協(xié)議棧和運(yùn)營角度來闡述 NB 是如何簡化成本的。
 
最后老司機(jī)提醒你,要練絕世神功,是需要付出代價(jià)滴!
 
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吳細(xì)剛,一位在移動通信行業(yè)耕耘十年的老兵。創(chuàng)辦“吳老師聊通信”微信公號,并將“吳老司撩NB-IoT系列”文章匯集成冊,發(fā)表《NB-IoT從原理到實(shí)踐30講》一書。