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NB-IoT的低成本分析——芯片低成本解析

更新时间:2018-02-05

  NB-IoT芯片的设计必须满足标准、降低成本和设计复杂度。与eMTC和Cat.4的标准相比,NB-IoT是LTE标准族群中UE复杂度最低的,如下表:

 项目  NB-IoT UE(Rel-13 200kHz)   eMTC UE(Rel-13.14kHz)   普通LTE终端(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 
 天线数量  1或2  1
 双工方式  半双工  半双工  全双工
 UE接收带宽  200kMz   1.4kMz    20kMz
 UE发射功率   23dBm   20/23dBm  23dBm
UE负责度 <15% 20% 100%
 覆盖   +20dBm  +15dB  — —

  NB-IoT具有较低的系统复杂度,物理层链路可以采用专用集成电路(Application Specific Intergrated Circuit,ASIC)来实现。相对于用字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)软件实现而言,ASIC能有更优的功耗和处理性能。用DSP软件处理时,内核运算需要将主频率提高到100MHz才可以处理比较复杂的算法;而用ASIC时,可以将主频率控制在30MHz以下,使整个基带部分的功耗得到极大降低。NB-IoT的系统设计不复杂,链路处理的算法用电路实现比较容易。

  NB-IoT片上系统(System on Chip,SoC)实现对数字基带电路(BaseBand,BB)和RF的集成,这是NB-IoT低成本特性所必需的采用的方案。由于NB-IoT具备较低的吞吐量和较弱的移动性,物理层的运算量可以控制在比较低的水平,这使得对DSP的需求得到减弱,可以使用主频更低的DSP,以减少对功耗和配套存储器(Memory)的需求。某些更为激进的方案甚至可以不用DSP,而使用性能较好且支持DSP指令集扩展的MCU来兼任,进一步降低芯片成本。同时,NB-IoT移动性的降低使协议栈软件得到了有效简化,对内存储器的需求可以降至最低,这也是降低芯片成本的因素之一。

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