NB-IoT低成本之迷

吳老師今天這里主要從整個協(xié)議棧的角度來看NB的簡化（吳老師默認(rèn)你知道物理層是協(xié)議棧的一部分，不展開講）。

我們來將傳統(tǒng)的LTE和NB的協(xié)議棧進(jìn)行一個對比，從中可以看到NB是如何下定決心進(jìn)入摳逼模式的（簡直是一個都不放過?。?/p>

?PHY物理層：信道重新設(shè)計，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。這個問題在上一章節(jié)已經(jīng)有所提及，這里不再重復(fù)，請各位同學(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，因為在吳老師看來，MAC在LTE中起的作用實(shí)在是太重要了！舉個栗子來說，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個進(jìn)程process，NB僅支持單個進(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。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，算法會麻煩得多，調(diào)度信令開銷也會很大）。

寫到這里的時候，作為老司機(jī)，我不得不說NB你這個敗家子！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CP、UP方案簡化RRC信令開銷（后續(xù)會單獨(dú)成篇分析）；增加了PSM、eDRX等功能減少耗電（請參考小功耗部分講解）。

TIps：

注意吳老師對上圖各層協(xié)議棧進(jìn)行說明的時候，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)議棧的一個基本套路，也是咱們在學(xué)習(xí)任何一個通信協(xié)議棧的時候所建議的學(xué)習(xí)順序。理解了這點(diǎn)，你也就能猜到后續(xù)吳老師在講解NB的技術(shù)細(xì)節(jié)的時候的出牌套路。

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，這是因為當(dāng)前LTE的發(fā)展形勢一片大好，已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，站在LTE這個巨人的肩膀上，對后續(xù)NB成本的降低是大有好處滴。

2 產(chǎn)業(yè)鏈及運(yùn)營等影響成本的因素

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

◢對于運(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。以中國移動為例，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，只需要清出來一部分2G的頻段，就可以直接進(jìn)行NB-IoT的同時部署，甚至是NB和LTE同時部署。不過，根據(jù)吳老師《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。

◢對于產(chǎn)業(yè)鏈來說，芯片在NB-IoT整個產(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支持計劃，這將打造一個較好的生態(tài)鏈，對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，你會更清楚地看到NB是如何與LTE共呼吸同命運(yùn)的?？偠灾?，NB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，吳老師用通俗點(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？

3 芯片成本進(jìn)展

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

?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，目前單個連接模塊還停留在5美元。而這種價格差距讓企業(yè)思考NB-IoT時不得不考慮成本優(yōu)勢問題，雖然運(yùn)營商正在積極推動，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。

正如偉大領(lǐng)袖毛主席所言：前途是光明的，道路是曲折的。

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！

4 低成本之葵花寶典小結(jié)

吳老師用了三個篇章的內(nèi)容對NB低成本問題進(jìn)行了闡述，下面將低成本的三個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??；

◢在產(chǎn)業(yè)鏈上盡量傍大款，各種求帶。