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NB-IoT的低成本分析——芯片低成本解析
2018-02-05

　　NB-IoT芯片的設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)、降低成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。與eMTC和Cat.4的標(biāo)準(zhǔn)相比，NB-IoT是LTE標(biāo)準(zhǔn)族群中UE復(fù)雜度最低的，如下表：

 項(xiàng)目  NB-IoT UE（Rel-13 200kHz）   eMTC UE（Rel-13.14kHz）   普通LTE終端（Rel-8 Cat.4）
 下行峰值速率  200Kbit/s 1Mbit/s   150Mbit/s 
 上行峰值速率   40Kbit/s或200Kbit/s  1Mbit/s   50Mbit/s 
 天線數(shù)量  1或2  1 2 
 雙工方式  半雙工  半雙工  全雙工
 UE接收帶寬  200kMz   1.4kMz    20kMz
 UE發(fā)射功率   23dBm   20/23dBm  23dBm
UE負(fù)責(zé)度 <15% 20% 100%
 覆蓋   +20dBm  +15dB  — —

　　NB-IoT具有較低的系統(tǒng)復(fù)雜度，物理層鏈路可以采用專用集成電路(Application Specific Intergrated Circuit，ASIC)來實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于用字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，DSP)軟件實(shí)現(xiàn)而言，ASIC能有更優(yōu)的功耗和處理性能。用DSP軟件處理時(shí)，內(nèi)核運(yùn)算需要將主頻率提高到100MHz才可以處理比較復(fù)雜的算法;而用ASIC時(shí)，可以將主頻率控制在30MHz以下，使整個(gè)基帶部分的功耗得到極大降低。NB-IoT的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不復(fù)雜，鏈路處理的算法用電路實(shí)現(xiàn)比較容易。

　　NB-IoT片上系統(tǒng)(System on Chip，SoC)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字基帶電路(BaseBand，BB)和RF的集成，這是NB-IoT低成本特性所必需的采用的方案。由于NB-IoT具備較低的吞吐量和較弱的移動(dòng)性，物理層的運(yùn)算量可以控制在比較低的水平，這使得對(duì)DSP的需求得到減弱，可以使用主頻更低的DSP，以減少對(duì)功耗和配套存儲(chǔ)器(Memory)的需求。某些更為激進(jìn)的方案甚至可以不用DSP，而使用性能較好且支持DSP指令集擴(kuò)展的MCU來兼任，進(jìn)一步降低芯片成本。同時(shí)，NB-IoT移動(dòng)性的降低使協(xié)議棧軟件得到了有效簡化，對(duì)內(nèi)存儲(chǔ)器的需求可以降至最低，這也是降低芯片成本的因素之一。

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