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ttking

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更新于2021年04月30日 16:35:42 109 2
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[技术干货] NB-IoT为什么能够实现大面积的覆盖

**转载文章,原文链接:http://www.four-faith.com/2018/industry_0927/726.html** >窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT以其强覆盖能力和通信距离长而广受欢迎,那么到底NB-IoT覆盖能力有多大,怎么来衡量其覆盖能力? ## 强覆盖   强覆盖是NB-IoT技术的最大特点之一,不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题。这主要得益于NB-IoT的强覆盖能力。 ![image.png](https://bbs-img.huaweicloud.com/data/forums/attachment/forum/202104/30/163327n7a6je6jgdqxzxtj.png) ## 1、衡量标准   为了衡量NB-IoT的覆盖能力,3GPP标准组织对此进行了定义,要求相比现有GSM、宽带LTE等网络覆盖要增强20dB。 ## 2、标准由来   为什么是20dB呢?借用网上报道的水表例子来理解。水表所处位置无线环境差,与智能手机相比,高度差导致信号差4dB,同时再盖上盖子,额外增加约10dB左右损耗,所以需要增强约20dB。   根据3GPP标准定义,不同网络下的MCL要求如下表所示。从表中可见,各制式下覆盖的瓶颈均在上行,其中NB-IoT的上行MCL为-164dBm,而GSM、宽带LTE网络的上行MCL为-144dBm,因此20dB的增益是相比GSM和现有LTE网络而言的。 ## 3、关键技术   那么20dB的增益是怎么得来的呢?在回答这个问题之前,先了解几个关键概念。   MCL:Maximum Coupling Loss,最大耦合损失。是指接收端为了能正确地解调发射端发出的信号,整个传输链路上允许的最大路径损耗(dBm)。   PSD:power spectral density,功率谱密度。表示每单位频率波携带的功率(W/Hz)。 ![image.png](https://bbs-img.huaweicloud.com/data/forums/attachment/forum/202104/30/1634222fnqultclzg8b6dg.png) 窄带、重传、低频--NB-IoT强覆盖能力的三剑客: ### 1、窄带   窄带所带来的增益用PSD衡量。NB-IoT上行载波带宽为3.75/15KHz,相比现有2G/3G/4G上行200KHz(除去保护带宽,实际为180KHz)的PRB,PSD增益约为11dB:log((200mW/15KHz)/(200mW/180KHz))=10.7dB。也就是NB-IoT单位带宽所携带的能量比2G/3G/4G更高,因此同等情况下可覆盖更远距离。   其中200mW对应发射功率为23dB的终端(10log200mW=23dB)。 ### 2、重传   相比传统方式,NB-IoT支持更多次数的重传。重传次数每翻一倍,速率就会减半,同时带来3dB的增益,通俗点讲就是说一遍听不清,就多说几遍,提高听清的概率。标准中定义上行重传次数最大可达128次,但考虑边缘场景下的速率以及小区容量,上行重传次数最大一般限为16次,对应9dB的增益(实际比理论低了约3dB)。 ### 3、低频   NB-IoT虽然可以部署于任何频段,但考虑覆盖需求,一般选择1GHz以下低频频段部署。相比高频,低频具有路径损耗更低、绕射能力更强等优点,更加适合远距离覆盖。(高频则更加适合视距范围内的通信,即发射端与接收端之间无遮挡、距离近)   前述20dB的增益就是这么来的:11dB(PSD)+9dB(重传)=20dB,再加上NB-IoT普遍部署于1GHz以下的低频频段上,三者共同保证了NB-IoT技术的更强覆盖。

IoT

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极客潇

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发表于2021年04月30日 17:16:43
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沙发
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柠檬PH=2

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发表于2021年04月30日 20:19:21
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板凳
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