NB-IoT工作帶寬為多少
俗話說:作為一個老司機來說,不光要車技好,還要知道發(fā)動機的工作原理(其實是吳老司自己想出來,有木有覺得特別有道理?)。
同理可證,作為一個資深通信男,不來八一八NB的底層技術(shù)細節(jié),吃瓜群眾還真以為哥是搞傳銷來著。
所以從本篇開始,我們將深入到NB的物理層技術(shù)討論,讓大家不光有瓜吃,還能知道好西瓜是怎么種出來的(說的好像你覺得豬肉好吃,就必須知道豬是怎么喂的一樣)。
本篇主要討論NB的帶寬到底是200K還是180K?
1 LTE帶寬分析
大家知道,LTE設計的目標概括起來看就是“三高一低”:高速率、高帶寬、高頻譜利用率、低時延。其中高帶寬和高速率又是耦合在一起的。博士香農(nóng)告訴我們這樣一個神一般的定理:
Rmax=W*log2(1+S/N)
其中R為容量(速率),W為帶寬,可見速率和帶寬成正比關系。
如果你看過LTE版本的演進,你將會發(fā)現(xiàn)一個很有意思的事情,LTE的release版本出現(xiàn)了兩極分化,一個是繼續(xù)走“高富帥”的路線,一個反而走“矮矬窮”的路線了。如下圖:
還是基于香農(nóng)定理,當我們要滿足低速率的物聯(lián)網(wǎng)需求時,很容易就得出,NB的帶寬也將會相對減小。那么問題來了:
NB帶寬減小到多少合適?為什么?
在回答這個之前,我們不妨再仔細看下上面這張圖,中間出現(xiàn)過LTE-M、Cat-0、Cat-M等詞,最后才出現(xiàn)NB。實際上在講解NB的來龍去脈的時候,我們就已經(jīng)談過,3GPP最開始為了物聯(lián)網(wǎng)力捧的女一號是eMTC,后來因為種種原因迅速終結(jié)eMTC標準后,全力去捧另外一位女X號NB-IoT去了(說的好像貴圈的事我都知道似得)。
不妨來看eMTC物理層最基礎的兩個特點:
◢系統(tǒng)帶寬= 1.4 Mhz, 6 RB
◢最小的調(diào)度時間顆粒 = 1 ms TTI(最小傳輸時間間隔)
好了,其實大家知道GPRS跟GPS不是一樣一樣的,它是在GSM基礎上衍生出來的技術(shù),同理eMTC也是基于LTE衍生而來。什么叫做衍生呢?用白話說就是修修補補,二次裝修,正所謂縫縫補補又三年嘛。
但是為了更好的適應IOT的應用場景,基于成本、覆蓋等因素考慮,僅僅依靠修補已經(jīng)搞不定了(參見前期文章關于強覆蓋、小功耗、低成本、大連接等技術(shù)分析),所以3GPP決心打破LTE頻率最小帶寬的限制(本來就不需要這么大帶寬和速率)和TTI限制(沒必要這么及時傳輸)。
接下來的問題是NB帶寬到底降到多少合適?有些小伙伴已經(jīng)開始度娘了。
2 NB是200K?
吳老司剛開始接觸NB的時候聽到的帶寬是200K。下面咱們做個證明題。
已知:GSM單個頻點帶寬為200K(多么熟悉的旋律?。?/p>
證明:NB這么設計,以后可以將GSM的頻率翻一翻、曬一曬后直接拿過來用(專業(yè)術(shù)語叫做refarming)。
結(jié)論:so far so good!
吳老司評語
等等?。?!說好的為了降低成本,盡量將NB的實現(xiàn)基于LTE的物理層結(jié)構(gòu)的呢?小明請告訴我LTE中哪里有200K的實現(xiàn)?
3 NB是180K?
實際上,為了產(chǎn)業(yè)鏈的考慮(盡量在底層設計上能沿用點LTE就沿用點,就像雖然你家重新裝修,但是也會基于成本的考慮,能就著原來的用就就著點用),NB在設計的時候采用的是LTE的1個RB的工作帶寬,也即180K。 以下即為LTE的一個RB的結(jié)構(gòu)圖。
這里僅對縱軸解釋下(LTE高手請自動跳過):縱軸代表頻率軸,以子載波表示,每個子載波為15K,每個RB有12個子載波,所以一個RB的總帶寬是180K。
好了,大家可以開始翻開3GPP協(xié)議36.211第十章去應證了,你會發(fā)現(xiàn)整個協(xié)議中都在談180KHZ事。
4 為什么大家都在談GSM退頻給NB用?
這個簡單,一句話的事:退一個GSM頻點有200K的帶寬,你實際用到的是180K的帶寬,其他用做保護帶寬。這個跟買房子是一樣的,家里只有三個人住,但是你還是盡量會買三室一廳的房子,這樣留個做客房(北深廣的兄弟,這么奢侈的事,你,躺槍了有木有?)。
無獨有偶,我們不妨看LTE的帶寬特點,配置的是20M帶寬,實際子載波占用的是18M,兩邊各留1M作為保護帶寬,簡直就是同樣的配方,同樣的味道!
好了,關于NB的帶寬分析就到這里了。