Wie groß ist die NB-IOT-Abdeckung? Warum kann NB-IOT eine starke Abdeckung erreichen?

Das Narrow Band Internet of Things (NB-IoT) hat sich zu einem wichtigen Zweig des Internet of Everything entwickelt. NB-IoT ist wegen seiner starken Abdeckung und großen Kommunikationsentfernung weithin beliebt. Wie groß ist also NB-IoT?'s Abdeckung und wie kann man ihre Abdeckung messen?

Eine starke Abdeckung ist eines der größten Merkmale der NB-IoT-Technologie. Es kann nicht nur die Anforderungen einer breiten Abdeckung in ländlichen Gebieten erfüllen, sondern auch für Anwendungen eingesetzt werden, die eine umfassende Abdeckung erfordern, wie z. B. Fabrikbereiche, Tiefgaragen und Schachtabdeckungen. Nehmen wir als Beispiel die Schachtdeckelüberwachung. In der Vergangenheit war bei der GPRS-Methode eine Antennenverlängerung erforderlich, wodurch die Fahrzeuge leicht beschädigt wurden.Solange NB-IoT ordnungsgemäß bereitgestellt wird, kann dieses Problem gut gelöst werden. Dies ist hauptsächlich auf die starke Abdeckungsfähigkeit von NB-IoT zurückzuführen.

NB-IoT-Abdeckungsfähigkeit

1. Metriken

Um die Abdeckungsfähigkeit von NB-IoT zu messen, hat die 3GPP-Standardorganisation dies definiert, wonach die Abdeckung des vorhandenen GSM-, Breitband-LTE- und anderer Netzwerke um 20 dB verbessert werden muss. 

2. Der Ursprung des Standards

Warum sind es 20 dB? Nehmen Sie zum Verständnis das Beispiel eines im Internet gemeldeten Wasserzählers. Die drahtlose Umgebung am Standort des Wasserzählers ist schlecht. Im Vergleich zum Smartphone führt der Höhenunterschied zu einem Unterschied im Signal von 4 dB. Gleichzeitig wird die Abdeckung geschlossen und ein zusätzlicher Verlust von etwa 10 dB hinzugefügt, sodass dieser um etwa 20 dB erhöht werden muss.

Gemäß der 3GPP-Standarddefinition sind die MCL-Anforderungen für verschiedene Netzwerke in der folgenden Tabelle aufgeführt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Engpass bei der Abdeckung in jedem Modus im Uplink liegt. Die Uplink-MCL von NB-IoT beträgt -164 dBm, während die Uplink-MCL von GSM- und Breitband-LTE-Netzwerken -144 dBm beträgt. Daher beträgt der Gewinn 20 dB im Vergleich zu GSM und bestehenden Netzwerken. für LTE-Netzwerke.

3. Schlüsseltechnologien

Wie kam es also zu der 20-dB-Verstärkung? Bevor wir diese Frage beantworten, wollen wir einige Schlüsselkonzepte verstehen.

MCL: Maximum Coupling Loss, der maximale Kopplungsverlust. Es bezieht sich auf den maximal zulässigen Pfadverlust (dBm) auf der gesamten Übertragungsstrecke auf der Empfangsseite, um das von der Sendeseite gesendete Signal korrekt zu demodulieren.

PSD: Leistungsspektraldichte, Leistungsspektraldichte. Gibt die Leistung (W/Hz) an, die von der Welle pro Frequenzeinheit übertragen wird.

Warum NB-IOT eine starke Abdeckung erreichen kann

Schmalband, Weiterübertragung, Niederfrequenz – die drei Musketiere von NB-IoT mit starker Abdeckung:

1. Schmalband

Der Gewinn durch Schmalband wird in PSD gemessen. Die NB-IoT-Uplink-Trägerbandbreite beträgt 3,75/15 kHz. Im Vergleich zum bestehenden 2G/3G/4G-Uplink-PRB von 200 kHz (ohne die Schutzbandbreite beträgt sie tatsächlich 180 kHz) beträgt die PSD-Verstärkung etwa 11 dB: log((200 mW/15 kHz)/(200 mW/180 kHz)) = 10,7 dB. Das heißt, die pro Bandbreiteneinheit übertragene Energie ist bei NB-IoT höher als bei 2G/3G/4G, sodass unter gleichen Bedingungen längere Distanzen zurückgelegt werden können.

Unter diesen entsprechen 200 mW einem Endgerät mit einer Sendeleistung von 23 dB (10 log200 mW = 23 dB).

2. Neuübertragung

Im Vergleich zur herkömmlichen Methode unterstützt NB-IoT mehr Neuübertragungen. Jedes Mal, wenn sich die Anzahl der Neuübertragungen verdoppelt, wird die Rate halbiert und gleichzeitig ein Gewinn von 3 dB erzielt. Im Laien's Bedingungen, wenn Sie können'Wenn Sie es nicht einmal hören, können Sie es noch ein paar Mal sagen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, deutlich zu hören. Der Standard definiert die maximale Anzahl von Uplink-Neuübertragungen auf bis zu 128 Mal, aber unter Berücksichtigung der Rate und der Zellenkapazität in Edge-Szenarien ist die maximale Anzahl von Uplink-Neuübertragungen im Allgemeinen auf 16 Mal begrenzt, was einem Gewinn von 9 dB entspricht (tatsächlich sind es etwa 3 dB weniger als der theoretische Wert). 

3. Niedrige Frequenz

Obwohl NB-IoT in jedem Frequenzband eingesetzt werden kann, sollten Sie unter Berücksichtigung der Abdeckungsanforderungen im Allgemeinen niederfrequente Frequenzbänder unter 1 GHz für den Einsatz wählen. Im Vergleich zur Hochfrequenz bietet die Niederfrequenz den Vorteil eines geringeren Pfadverlusts und einer stärkeren Beugungsfähigkeit und eignet sich besser für die Abdeckung über große Entfernungen.(Hochfrequenz eignet sich besser für die Kommunikation innerhalb der Sichtlinie, d. h. es gibt kein Hindernis zwischen Sender und Empfänger und der Abstand ist gering.) 

Der oben erwähnte Gewinn von 20 dB ergibt sich daraus: 11 dB (PSD) + 9 dB (Neuübertragung) = 20 dB, und NB-IoT wird im Allgemeinen im Niederfrequenzband unter 1 GHz eingesetzt, die drei zusammen sorgen für die stärkere NB-IoT-Technologie. Abdeckung.