上篇中,吴老司已经扯完 NB 通过选择 FDD 半双工方式降低成本,本篇承接上篇继续扯成本问题,主要谈到物理层简化对成本的影响。
 
开始前,吴老司先来检查一下上篇布置的家庭作业。
 
 
1   问题解答:NB 支持 TDD 吗?
其实这个问题在上期内容中已经回答,摘录下出处:
 
在蜂窝通信系统中,根据发送信号双工方式不同,可以分为 TDD 和 FDD 两种双工方式。实际上,其中 FDD 双工方式可进一步分为全双工 FDD(Full-Duplex FDD)和半双工 FDD(Half-Duplex FDD, HD-FDD)。
 
将这个关系用个图形梳理下:
 
 
所以答案就是 NB 仅支持 FDD 模式。
 
这里特别提醒,在现网中一般来说 TDD 和 FDD 的 RRU 设备是没法共用的,那么这将对后续设备组网、复用带来很大的影响。
 
举个栗子:大家知道,对于 CMCC,现网采用的是 TD-LTE,因为 NB 仅支持 FDD,所以后续 NB 是没办法与现网 TD-LTE 的 RRU 共用(复用)。那么问题来了,说好的 NB 是 4G 技术的后续发展,与现网 LTE 可以共存的呢?说好的容我耍吊容我拽,带你装逼带你飞呢?还能不能一起愉快的荡起友谊的小船了?
 
 
吴老司只能说,对此我表示非常遗憾!有时候有一种老婆是别人家的老婆,有一种小孩是别人家的小孩,有一种 FDD 是别人家的 FDD!
 
 
不过小同学们也不要担心,条条大路通罗马,对于 CMCC 来说,虽然 NB 没办法跟现网 TD-LTE 共设备,但是还有其他办法,比如与 GSM 共设备。关于组网问题,场景非常复杂,后续单独开篇分析。
 

 

2   根据终端窄带特性,简化信道及物理层
NB-IOT 终端工作带宽仅为传统 LTE 的 1 个 PRB 带宽(180K),带宽小使得 NB 不需要复杂的均衡算法。
 
带宽变小后,也间接导致原有宽带信道、物理层流程简化。下面仅粗略讲解,以后单独成系列篇讲解物理层(PS:物理层是一个通信系统最最重要,又最最难学的内容哦)。
 
◢简化信道:去除了 PHICH、PCFICH、PUCCH 等信道。如下图,与 LTE 进行了对比。
 
 
 
这里提醒下各位:下行取消了 PCFICH、PHICH 后将使得下行数据传输的流程与原 LTE 形成很大的区别,同样一旦上行取消了 PUCCH,那么必然要解决上行控制消息如何反馈的问题,这也将与现网 LTE 有很大的不同!这些将在物理层部分做详细说明。
 
◢简化盲检次数(还记得 LTE 中常说到的 PDCCH 盲检 44 次吗?复杂到不要不要的了,并且终端还得每 1ms 就做这样的盲检,这都将是复杂的运算量)
 
◢减小最大 TBS(Transport Block)传输块,从而必然降低了峰值速率:下行最大 680 bits,上行最大 1000 bits。这里关于传输块是如何影响峰值速率将在物理层部分做详细讲解。
 
◢简化调制编码:仅支持 QPSK、BPSK;下行仅支持 TBCC 码。这里意味着可靠性得到了保证,但速率会下降(谁在乎啊,呵呵)。另外,这里也肯定告诉你 AMC 算法也将取消或者简化问题。总之,需要思考的问题很多。
 
这里梳理下以上的逻辑,归纳一下就是带宽小、速率低、信道简化这三个主要因素将减小芯片成本。
 
 
3  新硬件结构,裁剪不必要的硬件
我们来看看目前主流的 CAT-4 终端(比如你的肾 6)和 NB-IOT 的硬件对比图:
 
 
看了这幅图,吴老司估计你已经一脸懵逼了。
 
别急,老司机带你尝试去读懂这些不同点。请注意下面带领大家进入抠逼模式:
 
❶终端侧 RF 进行了阉割,据当前了解到的情况,主流 NB 终端支持 1 根天线(当然,协议规定 NRS 支持 1 或者 2 天线端口)
 
❷天线模式也就从原来的 1T /2R 变成了现在的 1T/1R,天线本身复杂度,当然也包括天线算法都将有效降低
 
❸ FD 全双工阉割为 HD 半双工,收发器从 FDD-LTE 的两套减少到只需要一套(这在上一章节已经详细阐述过)
 
❹低采样率,低速率,可以使得缓存 Flash/RAM 要求小(28 kByte)
 
❺低功耗,意味着 RF 设计要求低,小 PA 就能实现(高质量的功放可不便宜)
 
❻直接砍掉 IMS 协议栈,这也就意味着 NB 将不支持语音(注意实际上 eMTC 是可以支持的)
 
好了,今天我们主要讲到 NB 的物理层和硬件简化,从而降低成本。下期吴老司将从协议栈和运营角度来阐述 NB 是如何简化成本的。
 
最后老司机提醒你,要练绝世神功,是需要付出代价滴!
 
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