吳老師撩NB-IoT（8）| 從協(xié)議棧角度看NB-IoT低成本之迷

?PHY 物理層：信道重新設(shè)計(jì)，降低基本信道的運(yùn)算開銷。比如 PHY 層取消了 PCFICH、PHICH 等信道，上行取消了 PUCCH 和 SRS。這個(gè)問題在上一章節(jié)已經(jīng)有所提及，這里不再重復(fù)，請(qǐng)各位同學(xué)自覺復(fù)習(xí)《NB-IOT 低成本之葵花寶典 part2》.

? MAC 層：協(xié)議棧優(yōu)化，減少芯片協(xié)議棧處理流程的開銷。這里重點(diǎn)講下，因?yàn)樵趨抢纤究磥恚琈AC 在 LTE 中起的作用實(shí)在是太重要了！舉個(gè)栗子來說，如果說物理層是房子的根基的話，那么 MAC 層就是房子的頂梁柱！

◢僅支持單進(jìn)程 HARQ（說明兩點(diǎn)：一是 NB 中仍然有 HARQ 重傳機(jī)制，二是相比于 LTE 原有的最多支持 8 個(gè)進(jìn)程 process，NB 僅支持單個(gè)進(jìn)程。什么意思？說明數(shù)據(jù)傳輸中，在沒有得到 NACK/ACK 反饋之前終端都必須等著！親，這就完全顛覆了 LTE 中多進(jìn)程同時(shí)傳輸提升傳輸速率和效率的基本思想）；

◢不支持 MAC 層上行 SR、SRS、CQI 上報(bào)。沒了 CQI，LTE 中那么重要的 AMC（自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)）功能豈不基本等于武功全廢？

◢不支持非競爭性隨機(jī)接入功能；

◢功控沒有閉環(huán)功控了，只有開環(huán)功控（這也正常，如果采用閉環(huán)功控，算法會(huì)麻煩得多，調(diào)度信令開銷也會(huì)很大）。

寫到這里的時(shí)候，作為老司機(jī)，我不得不說 NB 你這個(gè)敗家子！LTE 的家都快讓你敗完了！

?RLC 層：不支持 RLC UM（這意味著沒法支持 VoLTE 類似的語音）、TM 模式（這意味著原來在 LTE 中走 TM 的系統(tǒng)消息，在 NB 中也必須走 AM）；

?PDCP：PDCP 的功能被大面積簡化，原 LTE 中賦予的安全模式、RoHC 壓縮等功能直接被閹割掉。被簡化后，NB 中 PDCP 的功能已經(jīng)弱到不能呼吸，直呼不要不要的了；

?在 RRC 層：沒有了 mobility 管理（這意味啥？意味著 NB 將不支持切換）；新設(shè)計(jì) CP、UP 方案簡化 RRC 信令開銷（后續(xù)會(huì)單獨(dú)成篇分析）；增加了 PSM、eDRX 等功能減少耗電（請(qǐng)參考小功耗部分講解）。

注意吳老司對(duì)上圖各層協(xié)議棧進(jìn)行說明的時(shí)候，所列出各層的順序，是遵循協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的，事實(shí)上這樣的順序是咱們理解協(xié)議棧的一個(gè)基本套路，也是咱們?cè)趯W(xué)習(xí)任何一個(gè)通信協(xié)議棧的時(shí)候所建議的學(xué)習(xí)順序。理解了這點(diǎn)，你也就能猜到后續(xù)吳老司在講解 NB 的技術(shù)細(xì)節(jié)的時(shí)候的出牌套路。

不過需要特別提醒各位小同學(xué)的是，NB 的協(xié)議棧是在 LTE 的協(xié)議棧上進(jìn)行修改得來的，彼此之間還是存在一定的聯(lián)系，這是因?yàn)楫?dāng)前 LTE 的發(fā)展形勢(shì)一片大好，已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，站在 LTE 這個(gè)巨人的肩膀上，對(duì)后續(xù) NB 成本的降低是大有好處滴。

關(guān)于成本問題，我認(rèn)為還有另外兩個(gè)成本因素需要重點(diǎn)考慮，一是運(yùn)營商的建網(wǎng)成本，另外一個(gè)是產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度。

◢對(duì)于運(yùn)營商建網(wǎng)成本，與 LoRa 相比，NB-IoT 無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復(fù)用的。以中國移動(dòng)為例，900MHZ 里面有一個(gè)比較寬的頻帶，只需要清出來一部分 2G 的頻段，就可以直接進(jìn)行 NB-IoT 的同時(shí)部署，甚至是 NB 和 LTE 同時(shí)部署。不過，根據(jù)吳老司《NB-IOT 低成本之葵花寶典 part1》中分析，問題沒有這么簡單。具體建網(wǎng)模式將在后續(xù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

◢對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈來說，芯片在 NB-IoT 整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)核心地位，現(xiàn)在幾乎所有主流的芯片和模組廠商都有明確的 NB-IoT 支持計(jì)劃，這將打造一個(gè)較好的生態(tài)鏈，對(duì)降低成本是大有好處的。比如華為收購公司 Neul 的芯片實(shí)現(xiàn)的比較早，已有測(cè)試樣片；高通的芯片在 2016 年四季度階段發(fā)布，而且高通的芯片是 NB-IoT 和 eMTC 雙模的芯片； Intel 的芯片今年四季度會(huì)提供第一批的芯片，商用芯片也是在明年年初發(fā)布；MTK 的芯片也在研發(fā)當(dāng)中，明年上半年會(huì)發(fā)布；中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當(dāng)中。

◢NB 在物理層下行采用 OFDMA，上行采用 SC-FDMA，這點(diǎn)與 LTE 基本保持了一致。另外在幀結(jié)構(gòu)中也有很多是 “就 LTE 而取材”的。此外，再后續(xù)講解 NB 的三種工作模式時(shí)，你會(huì)更清楚地看到 NB 是如何與 LTE 共呼吸同命運(yùn)的?？偠灾琋B 從 LTE 而來，繼承了很多 LTE 的實(shí)現(xiàn)，且 NB 比 LTE 又要簡化得多，所以這對(duì)后續(xù)研發(fā)成本、量產(chǎn)成本帶來非常多的好處。

說這么多，吳老司用通俗點(diǎn)的例子來告訴你真相：簡單的理解就是 NB 為了實(shí)現(xiàn)人生巔峰，各種傍大款，各種求帶！有木有秒懂？

最后關(guān)于成本問題，引用一些“名言警句”（網(wǎng)上的報(bào)道）：

?沃達(dá)豐集團(tuán)研發(fā)主管 Luke Ibbetson 認(rèn)為：“如果產(chǎn)業(yè)鏈不能將單模塊成本降到兩三美元以下，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，NB-IoT 市場就做不起來。我們需要從全局角度出發(fā)，以極低的成本將物聯(lián)網(wǎng)模塊嵌入設(shè)備中”。

?華為總裁胡厚崑認(rèn)為，要想刺激 NB-IoT 大規(guī)模發(fā)展，通信模塊成本必須低于 5 美元。如果成本降到 1 美元以內(nèi)，則會(huì)帶來爆發(fā)式增長。

所以，盡管 NB-IoT 市場前景廣闊，但火熱背后也存在著價(jià)格戰(zhàn)。NB-IoT 成本極低，大規(guī)模應(yīng)用下成本應(yīng)降至 1 美元，目前單個(gè)連接模塊還停留在 5 美元。而這種價(jià)格差距讓企業(yè)思考 NB-IoT 時(shí)不得不考慮成本優(yōu)勢(shì)問題，雖然運(yùn)營商正在積極推動(dòng)，最終要真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)品化還有很長的一段路要走。

如果真的實(shí)現(xiàn)，小伙伴們就可以奔走相告：媽媽再也不同擔(dān)心我的腎啦！

吳老司用了三個(gè)篇章的內(nèi)容對(duì) NB 低成本問題進(jìn)行了闡述，下面將低成本的三個(gè) part 內(nèi)容進(jìn)行下小結(jié)。

不得不說，NB 為了練成絕世神功葵花寶典，對(duì)全身上下進(jìn)行了一次又一次的自宮：

◢協(xié)議棧上物理層、MAC 等進(jìn)行了重大簡化，降低運(yùn)算能力；

◢硬件上進(jìn)入摳逼模式，能省就省；

◢在產(chǎn)業(yè)鏈上盡量傍大款，各種求帶。

好了，低成本篇到此結(jié)束。下篇開始，吳老司接著扒一扒 NB 的最后一個(gè)典型特點(diǎn)：大連接，敬請(qǐng)關(guān)注！