隨著NB-IoT網(wǎng)絡(luò)最終開(kāi)始推出,一些開(kāi)發(fā)人員想知道他們可以在傳感器設(shè)備和平臺(tái)之間交換多少數(shù)據(jù),傳輸這些數(shù)據(jù)需要什么等等。
如果您尚未完成高級(jí)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署方面的工作,那么更好地了解NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署/鏈路預(yù)算方面將會(huì)有所幫助。
NB-IoT是像LTE這樣的集中式系統(tǒng),其中eNodeB控制下行鏈路和上行鏈路中的調(diào)度,以確保設(shè)備之間的資源協(xié)調(diào)。
上行通信
對(duì)于LPWAN IoT用例,上行鏈路通信比下行鏈路更重要。典型的NB-IoT上行鏈路通信以使用RACH從設(shè)備到eNB的請(qǐng)求開(kāi)始。一旦eNB接收到傳輸請(qǐng)求,它就向設(shè)備發(fā)回調(diào)度指示,指示時(shí)間和頻率分配,然后是上行鏈路中的上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸和下行鏈路中的ACK / NACK。
根據(jù)3GPP TS36.213的規(guī)定,設(shè)備可以在MAC層上選擇從2字節(jié)(16比特)到125字節(jié)(1000比特)的上行鏈路傳輸塊大小(TBS)。它可以容納的有效載荷量取決于更高層協(xié)議開(kāi)銷; 表1中明顯較小的TBS更適合于非IP傳輸,而較高的TBS適合于IP傳輸以適應(yīng)更高的開(kāi)銷。
其中Iru是與傳輸該TBS所需的調(diào)度資源單元(子幀)的數(shù)量相對(duì)應(yīng)的索引,提供不同級(jí)別的冗余。
因此,1000比特TBS(MAC層)將需要最少4~10個(gè)資源單元用于單次傳輸(即,沒(méi)有重復(fù)),其中調(diào)度資源單元是8ms(15kHz單音)或16ms(3.75kHz音)。
下行通信
下行鏈路通信以從eNB發(fā)送到設(shè)備的尋呼消息開(kāi)始。為了增強(qiáng)電池自主性,NB-IoT支持配置eDRX(擴(kuò)展不連續(xù)接收)和PSM(省電模式)參數(shù),允許設(shè)備從幾秒到幾天進(jìn)入深度睡眠模式。睡眠模式下網(wǎng)絡(luò)無(wú)法再訪問(wèn)設(shè)備; 因此可以選擇功耗與可達(dá)性。
根據(jù)3GPP TS36.213的規(guī)定,設(shè)備可以在MAC層上選擇從2字節(jié)(16比特)到85字節(jié)(680比特)的下行鏈路傳輸塊大小(TBS)。選擇的TBS適應(yīng)數(shù)據(jù)有效載荷和報(bào)頭(IP /非IP,UDP,CoAP等)。16比特的下行鏈路TBS將總是占用1個(gè)子幀,而680比特可以占用3~10個(gè)子幀(1個(gè)子幀= 1ms)。
NB-IoT在設(shè)計(jì)上并不意味著提供毫秒級(jí)延遲,例如簡(jiǎn)化芯片組和增強(qiáng)電池自主性。NB-IoT的延遲取決于:
1. 傳輸塊大小 - 與調(diào)度資源單元的數(shù)量直接相關(guān),因此如上所述需要傳輸時(shí)間。顯然,應(yīng)用程序有效載荷和更高層協(xié)議開(kāi)銷會(huì)影響TBS的大小,甚至可能需要多個(gè)TBS。
2. 重復(fù)次數(shù) - NB-IoT允許過(guò)多的重復(fù)(下行鏈路重復(fù)多達(dá)2048次,上行鏈路重復(fù)多達(dá)128次)。MME可以配置多達(dá)3個(gè)覆蓋增強(qiáng)(CE)級(jí)別,CE級(jí)別0到CE級(jí)別2.不同CE級(jí)別的主要影響是消息必須根據(jù)UE位置重復(fù)若干次。如果您想知道為什么3GPP允許下行鏈路中的這種過(guò)度重復(fù)與上行鏈路相比,那是因?yàn)镹B-IoT中的鏈路預(yù)算不平衡,這里有更多細(xì)節(jié)。
3. 網(wǎng)絡(luò)部署模式 - NB-IoT可以部署在帶內(nèi),保護(hù)頻帶和帶外模式,每種模式都有不同的鏈路預(yù)算。MNO將根據(jù)部署模式(鏈路預(yù)算)配置不同的重復(fù)次數(shù)。
這對(duì)開(kāi)發(fā)者意味著什么?如果網(wǎng)絡(luò)部署模式不同,在距離eNB的距離Z米處的頻率Y處操作的國(guó)家X中的設(shè)備將具有不同的延遲和功耗。
4. eDRX和PSM配置 - NB-IoT設(shè)備并非總是在監(jiān)聽(tīng),因此下行鏈路觸發(fā)的操作(例如,重新配置,狀態(tài)報(bào)告等)必須等待設(shè)備根據(jù)eDRX / PSM配置進(jìn)行喚醒。