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再次復習下，NB 的四大特點（也可以稱為 NB 的四大優(yōu)勢）為強覆蓋、小功耗、低成本、大連接，接下來的系列中吳老司將以這四個技術特點為引子，開啟 NB 的技術之旅。
本期主要介紹 NB 的超強覆蓋能力。
NB 最一開始就給自己定了一個億的小目標，即要比 GSM 覆蓋增強 20db。對于這樣一個小目標，作為一個長期被 4G 高頻段深度覆蓋不足困擾的無線老兵來說，我只能說這簡直是在“逗逼”。但是 3GPP 居然真實現(xiàn)了。細細數(shù)來，為了實現(xiàn) 20db 的增益，3GPP 分別用了降龍十八掌中的飛龍在天（提升功率譜密度，7db）、六龍回旋（不要命的重傳，12db）、亢龍有悔（多天線增益 0-3db）這三個大招。
1 第一招 飛龍在天
簡單的說就是提升 IOT 終端的發(fā)射功率譜密度（PSD，Power spectral density ）。有小同學已經(jīng)在舉手了。問：功率譜密度是個什么梗？和功率是什么關系？簡單的理解可以參考質量與密度的關系，如果還不懂，請各位小同學拿出大學中信號與系統(tǒng)、通信原理課本腦補下，弄清楚后還可以順便進京考個研玩。
請大家看下表，如果你能順著表的思路自己放到 excel 中做一次計算，我相信你一定已經(jīng)理解了功率譜密度和功率的關系，也更清楚了上圖中 5.3 倍的數(shù)據(jù)來源。
對幾個技術點進行說明如下：
1. 通常，我們在通信里面不會直接使用倍數(shù)關系，而是使用 db 的來表征，功率譜密度相比 GSM 增強 10*Log(5.3)=7dB
。
2. 對比中并沒有考慮頻段因素的影響，即默認使用相同頻率。
3. 這里計算的是上行功率譜，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？因為終端功率往往是受限的，而網(wǎng)絡側 RRU 功率理論上提升很容易），即上行覆蓋受限，所以通常來說計算 MCL（最大耦合損耗，鏈路預算中必備）時大部分會只計算上行鏈路的。這點以后談 NB 覆蓋規(guī)劃時候再細談。
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。此處對比中采用的是 3.75K。至于 3.75K 和 15K 的技術細節(jié)在后續(xù)篇章中將詳細講解到。
5. 學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，PSD 帶來的增益會更高（如圖中所示，達到了 17db）。
2 第二招 六龍回旋
NB 通過重復發(fā)送，獲得時間分集增益，并采用低階調制方式，提高解調性能，增強覆蓋。簡單的理解就是：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會，這種機會轉化到通信里面，即稱為增益。在標準中規(guī)定，所有的物理信道均可重復發(fā)送，理論可獲得 9~12 個 dB 增益(8 到 256 次重傳)。以下是 NB 中信道可重傳的次數(shù)：
TIPS：請各位同學不要糾纏表中的細節(jié)，那是裝逼用的。你只要 get 到如下信息即可：NB 無論什么信道都可以重傳，且上行最大 128 次，下行最大 2048 次。
下面談談增益算法：理論上，重復一遍，速率降一半，同時覆蓋增加 3dB；上行最大重復傳輸 128 次，理論上增益有 20dB，實際上有 16-18dB。而考慮到傳輸效率，我們系統(tǒng)不會無限制重傳，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。對于 1T2R 來說，比 1T1R 會有 3db 的增益，限于篇幅，天線接收技術這里不詳細講了。需要注意的是，以 CMCC 現(xiàn)網(wǎng)為例，因為 GSM 本身就是 1T2R，因此此增益對比中一般不算。
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。
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