NB-IoT低成本之迷_技术

吴老师今天这里主要从整个协议栈的角度来看NB的简化（吴老师默认你知道物理层是协议栈的一部分，不展开讲）。

我们来将传统的LTE和NB的协议栈进行一个对比，从中可以看到NB是如何下定决心进入抠逼模式的（简直是一个都不放过！）：

❶PHY物理层：信道重新设计，降低基本信道的运算开销。比如PHY层取消了PCFICH、PHICH等信道，上行取消了PUCCH和SRS。这个问题在上一章节已经有所提及，这里不再重复，请各位同学自觉复习《NB-IOT低成本之葵花宝典part2》。

❷ MAC层：协议栈优化，减少芯片协议栈处理流程的开销。这里重点讲下，因为在吴老师看来，MAC在LTE中起的作用实在是太重要了！举个栗子来说，如果说物理层是房子的根基的话，那么MAC层就是房子的顶梁柱！

◢仅支持单进程HARQ（说明两点：一是NB中仍然有HARQ重传机制，二是相比于LTE原有的最多支持8个进程process，NB仅支持单个进程。什么意思？说明数据传输中，在没有得到NACK/ACK反馈之前终端都必须等着！亲，这就完全颠覆了LTE中多进程同时传输提升传输速率和效率的基本思想）；

◢不支持MAC层上行SR、SRS、CQI上报。没了CQI，LTE中那么重要的AMC（自适应调制编码技术）功能岂不基本等于武功全废？

◢不支持非竞争性随机接入功能；

◢功控没有闭环功控了，只有开环功控（这也正常，如果采用闭环功控，算法会麻烦得多，调度信令开销也会很大）。

写到这里的时候，作为老司机，我不得不说NB你这个败家子！LTE的家都快让你败完了！

❸RLC层：不支持RLC UM（这意味着没法支持VoLTE类似的语音）、TM模式（这意味着原来在LTE中走TM的系统消息，在NB中也必须走AM）；

❹PDCP：PDCP的功能被大面积简化，原LTE中赋予的安全模式、RoHC压缩等功能直接被阉割掉。被简化后，NB中PDCP的功能已经弱到不能呼吸，直呼不要不要的了；

❺在RRC层：没有了mobility管理（这意味啥？意味着NB将不支持切换）；新设计CP、UP方案简化RRC信令开销（后续会单独成篇分析）；增加了PSM、eDRX等功能减少耗电（请参考小功耗部分讲解）。

TIps：

注意吴老师对上图各层协议栈进行说明的时候，所列出各层的顺序，是遵循协议栈结构的，事实上这样的顺序是咱们理解协议栈的一个基本套路，也是咱们在学习任何一个通信协议栈的时候所建议的学习顺序。理解了这点，你也就能猜到后续吴老师在讲解NB的技术细节的时候的出牌套路。

不过需要特别提醒各位小同学的是，NB的协议栈是在LTE的协议栈上进行修改得来的，彼此之间还是存在一定的联系，这是因为当前LTE的发展形势一片大好，已经形成了完整的产业链，站在LTE这个巨人的肩膀上，对后续NB成本的降低是大有好处滴。

2 产业链及运营等影响成本的因素

关于成本问题，我认为还有另外两个成本因素需要重点考虑，一是运营商的建网成本，另外一个是产业链的成熟度。

◢对于运营商建网成本，与LoRa相比，NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例，900MHZ里面有一个比较宽的频带，只需要清出来一部分2G的频段，就可以直接进行NB-IoT的同时部署，甚至是NB和LTE同时部署。不过，根据吴老师《NB-IOT低成本之葵花宝典part1》中分析，问题没有这么简单。具体建网模式将在后续进行详细分析。

◢对于产业链来说，芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位，现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的NB-IoT支持计划，这将打造一个较好的生态链，对降低成本是大有好处的。比如华为收购公司Neul的芯片实现的比较早，已有测试样片；高通的芯片在2016年四季度阶段发布，而且高通的芯片是NB-IoT和eMTC双模的芯片； Intel的芯片今年四季度会提供第一批的芯片，商用芯片也是在明年年初发布；MTK的芯片也在研发当中，明年上半年会发布；中兴微、大唐的芯片也都在研发当中。

◢NB在物理层下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA，这点与LTE基本保持了一致。另外在帧结构中也有很多是 “就LTE而取材”的。此外，再后续讲解NB的三种工作模式时，你会更清楚地看到NB是如何与LTE共呼吸同命运的。总而言之，NB从LTE而来，继承了很多LTE的实现，且NB比LTE又要简化得多，所以这对后续研发成本、量产成本带来非常多的好处。

说这么多，吴老师用通俗点的例子来告诉你真相：简单的理解就是NB为了实现人生巅峰，各种傍大款，各种求带！有木有秒懂？

3 芯片成本进展

最后关于成本问题，引用一些“名言警句”（网上的报道）：

❶沃达丰集团研发主管Luke Ibbetson认为：“如果产业链不能将单模块成本降到两三美元以下，实现大规模应用，NB-IoT市场就做不起来。我们需要从全局角度出发，以极低的成本将物联网模块嵌入设备中”。

❷华为总裁胡厚崑认为，要想刺激NB-IoT大规模发展，通信模块成本必须低于5美元。如果成本降到1美元以内，则会带来爆发式增长。

所以，尽管NB-IoT市场前景广阔，但火热背后也存在着价格战。NB-IoT成本极低，大规模应用下成本应降至1美元，目前单个连接模块还停留在5美元。而这种价格差距让企业思考NB-IoT时不得不考虑成本优势问题，虽然运营商正在积极推动，最终要真正实现技术的产品化还有很长的一段路要走。

正如伟大领袖毛主席所言：前途是光明的，道路是曲折的。

如果真的实现，小伙伴们就可以奔走相告：妈妈再也不同担心我的肾啦！