nb―iot物联网覆盖增强技术探讨

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1、NB―IoT物联网覆盖增强技术探讨　　【摘要】为了探讨NB-IoT物联网覆盖增强技术，在分析NB-IoT覆盖评估的方法和各种覆盖增强技术的基础上，重点分析了重复传输带来的覆盖增益，汇总3GPP提案中主要厂家分析覆盖增强的仿真结果。仿真结果表明，采用NB-IoT技术可以满足物联网覆盖增强的要求，为物联网商用提供理论基础。　　【关键词】NB-IoT物联网覆盖增强　　[Abstract]InordertodiscussNB-IoTcoverageenhancementtechnology，thepaperanalyzedcoverageevaluationmethodsandvariou

2、senhancementtechniques.Itfocusedoncoveragegainusingrepetitiontransmissiontechnique，summarizingsimulationresultsofcoverageenhancementfrommainvendersin3GPP.TheresultsprovethatNB-IoTtechniqueareabletomeetthedemandforcoverageenhancementofIoT，providingtheoreticalbasisforcommercialapplicationofIoT.　

3、　[Keywords]NB-IoTIoTcoverageenhancement　　1引言6　　在3GPP第69次RAN全会上，NB-IoT（窄带物联网）通过立项。根据立项文档，3GPP标准组织拟制定一种全新的蜂窝物联网技术，使用现有授权频谱资源，满足广覆盖、低功耗的、低速率的物联网业务需求。NB-IoT标准已在2016年6月份完成冻结，并计划于2016年第4季度进行外场测试，2017年上半年实现商用。本文针对NB-IoT技术涉及到的覆盖评估和增强技术进行了分析，对主要厂家的仿真结果进行了汇总分析并得出相关结论。　　2NB-IoT技术特点　　根据NB-IoT已达成的标准规范，具备以下

4、特点[1][7]：　　（1）带宽为180kHz，和现有LTE系统的一个PRB的带宽相同；　　（2）下行采用OFDMA，子载波间隔为15kHz（和LTE相同）；上行支持两种模式，多载波15kHz和单载波3.75kHz；　　（3）全新的物理信道和信号，对下行的PBCH、PDSCH、PDCCH采用单一的TM传输模式；　　（4）降低终端成本和功耗，采用半双工方式，一根接收天线；　　（5）为充分利用现有LTE网络资源，同时提供灵活的零散频率资源部署，NB-IoT建议部署模式：独立模式、保护带模式和带内模式。　　根据参考文献[2]，NB-IoT计划实现以下目标：　　（1）实现广域覆盖和深度覆盖

5、，比传统的GPRS技术增强20dB；　　（2）实现大容量终端接入；　　（3）实现降低的终端成本，每个终端低于5美元；　　（4）实现低功耗，在5Wh时提供大于10年的支持；　　上述每一项目标都是一个巨大挑战，本文重点分析NB-IoT的覆盖增强技术。　　3覆盖分析方法6　　如图1所示，移动网络的覆盖评估分析一般采用MCL（MaximumCouplingLoss，最大链路损耗）：　　图1中的无线空口路径损耗决定了上下行的覆盖范围。采用MCL的计算方法可对覆盖范围的大小进行评估。　　根据参考文献[2]，在覆盖范围的评估上统一为表1、表2所示的具体指标和方法。　　上述评估方法适用于NB-Io

6、T的各种物理信道，包括控制信道和业务信道，并有以下约定：　　（1）所有控制信道的目标BLER为10%；　　（2）对于带内和保护带部署方式，采用的功率参数会有所不同；　　（3）对比基准假定为传统GPRS的MCL，取值为144dB。　　4NB-IoT覆盖增强技术　　从上面分析来看，只要通过有效调整参数，增大MCL，就可以实现NB-IoT的覆盖增强。参考文献[3]对MTC业务的覆盖增强进行了研究，主要有以下方面：　　（1）重复传输，延长信号码元的传输时间。码元的重复传输事实上就是一个最简单的信道编码，尽管降低了信息的传输速率，但是在解调或译码上的可靠性，特别是在低信噪比的接收环境下更加有

7、效。比如理想下译码出错概率为10%，重复次数增加，使得整体译码出错概率大大降低。如表3所示：　　（2）现有的TTI6bundling和HARQ重传技术也可以实现延长信号码元的传输时间。参考文献[6]给出了相关的提升覆盖的数值，在VoLTE的商用网络实践中已经证明可有效改善信号的覆盖范围。　　（3）鉴于NB-IoT业务需求的速率很低，100bps左右已经可以实现大部分业务，所以可以采用低阶的调制技术，如BPSK、QPSK、更短长度的CRC校验码等。　　（4）在编码方面，