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再次復(fù)習(xí)下，NB 的四大特點(diǎn)（也可以稱為 NB 的四大優(yōu)勢(shì)）為強(qiáng)覆蓋、小功耗、低成本、大連接，接下來(lái)的系列中吳老司將以這四個(gè)技術(shù)特點(diǎn)為引子，開啟 NB 的技術(shù)之旅。
本期主要介紹 NB 的超強(qiáng)覆蓋能力。
NB 最一開始就給自己定了一個(gè)億的小目標(biāo)，即要比 GSM 覆蓋增強(qiáng) 20db。對(duì)于這樣一個(gè)小目標(biāo)，作為一個(gè)長(zhǎng)期被 4G 高頻段深度覆蓋不足困擾的無(wú)線老兵來(lái)說，我只能說這簡(jiǎn)直是在“逗逼”。但是 3GPP 居然真實(shí)現(xiàn)了。細(xì)細(xì)數(shù)來(lái)，為了實(shí)現(xiàn) 20db 的增益，3GPP 分別用了降龍十八掌中的飛龍?jiān)谔欤ㄌ嵘?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1662837.html">功率譜密度，7db）、六龍回旋（不要命的重傳，12db）、亢龍有悔（多天線增益 0-3db）這三個(gè)大招。
1 第一招 飛龍?jiān)谔?/strong>
簡(jiǎn)單的說就是提升 IOT 終端的發(fā)射功率譜密度（PSD，Power spectral density ）。有小同學(xué)已經(jīng)在舉手了。問：功率譜密度是個(gè)什么梗？和功率是什么關(guān)系？簡(jiǎn)單的理解可以參考質(zhì)量與密度的關(guān)系，如果還不懂，請(qǐng)各位小同學(xué)拿出大學(xué)中信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理課本腦補(bǔ)下，弄清楚后還可以順便進(jìn)京考個(gè)研玩。
請(qǐng)大家看下表，如果你能順著表的思路自己放到 excel 中做一次計(jì)算，我相信你一定已經(jīng)理解了功率譜密度和功率的關(guān)系，也更清楚了上圖中 5.3 倍的數(shù)據(jù)來(lái)源。
對(duì)幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行說明如下：
1. 通常，我們?cè)谕ㄐ爬锩娌粫?huì)直接使用倍數(shù)關(guān)系，而是使用 db 的來(lái)表征，功率譜密度相比 GSM 增強(qiáng) 10*Log(5.3)=7dB
。
2. 對(duì)比中并沒有考慮頻段因素的影響，即默認(rèn)使用相同頻率。
3. 這里計(jì)算的是上行功率譜，而不是下行。原因如下：一般情況下，下行覆蓋大于上行覆蓋（為什么？因?yàn)榻K端功率往往是受限的，而網(wǎng)絡(luò)側(cè) RRU 功率理論上提升很容易），即上行覆蓋受限，所以通常來(lái)說計(jì)算 MCL（最大耦合損耗，鏈路預(yù)算中必備）時(shí)大部分會(huì)只計(jì)算上行鏈路的。這點(diǎn)以后談 NB 覆蓋規(guī)劃時(shí)候再細(xì)談。
4.NB-IOT 上行傳輸有兩種帶寬 3.75KHz 和 15KHz 可供選擇，帶寬越小，功率譜密度越大，覆蓋增益越大。此處對(duì)比中采用的是 3.75K。至于 3.75K 和 15K 的技術(shù)細(xì)節(jié)在后續(xù)篇章中將詳細(xì)講解到。
5. 學(xué)到這里這里大家即可看到窄帶的深層次含義了：縮小帶寬，在功率不變的情況下，即提升了功率譜密度。
下面再放一張直觀的圖來(lái)輔助理解，功率譜密度越高，柱子越高。
從圖中也可以看到，如果是將 NB-IOT 與 LTE 比，折算出來(lái)，PSD 帶來(lái)的增益會(huì)更高（如圖中所示，達(dá)到了 17db）。
2 第二招 六龍回旋
NB 通過重復(fù)發(fā)送，獲得時(shí)間分集增益，并采用低階調(diào)制方式，提高解調(diào)性能，增強(qiáng)覆蓋。簡(jiǎn)單的理解就是：話說一次聽不見，咱多說幾次，多一次就多一次正確聽到的機(jī)會(huì)，這種機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化到通信里面，即稱為增益。在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，所有的物理信道均可重復(fù)發(fā)送，理論可獲得 9~12 個(gè) dB 增益(8 到 256 次重傳)。以下是 NB 中信道可重傳的次數(shù)：
TIPS：請(qǐng)各位同學(xué)不要糾纏表中的細(xì)節(jié)，那是裝逼用的。你只要 get 到如下信息即可：NB 無(wú)論什么信道都可以重傳，且上行最大 128 次，下行最大 2048 次。
下面談?wù)勗鲆嫠惴ǎ豪碚撋?，重?fù)一遍，速率降一半，同時(shí)覆蓋增加 3dB；上行最大重復(fù)傳輸 128 次，理論上增益有 20dB，實(shí)際上有 16-18dB。而考慮到傳輸效率，我們系統(tǒng)不會(huì)無(wú)限制重傳，一般取重傳增益為 12db。下圖為重傳次數(shù)與增益的擬合圖。
3 第三招 亢龍有悔
這里表征的是通信里常用的天線分集增益。對(duì)于 1T2R 來(lái)說，比 1T1R 會(huì)有 3db 的增益，限于篇幅，天線接收技術(shù)這里不詳細(xì)講了。需要注意的是，以 CMCC 現(xiàn)網(wǎng)為例，因?yàn)?GSM 本身就是 1T2R，因此此增益對(duì)比中一般不算。
看到這里，大家是否明白 3GPP 中承諾的 20db 增益是如何來(lái)的嗎？
20db= 7db（功率譜密度提升）+ 12db（重傳增益）+ 0-3db （多天線增益）。
下期我們扒一扒 NB-IOT 的小功耗技術(shù)。
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