NB-IoT芯片的設(shè)計必須滿足標準、降低成本和設(shè)計復(fù)雜度。與eMTC和Cat.4的標準相比,NB-IoT是LTE標準族群中UE復(fù)雜度最低的,如下表:
項目 | NB-IoT UE(Rel-13 200kHz) | eMTC UE(Rel-13.14kHz) | 普通LTE終端(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 |
天線數(shù)量 | 1或2 | 1 | 2 |
雙工方式 | 半雙工 | 半雙工 | 全雙工 |
UE接收帶寬 | 200kMz | 1.4kMz | 20kMz |
UE發(fā)射功率 | 23dBm | 20/23dBm | 23dBm |
UE負責(zé)度 | <15% | 20% | 100% |
覆蓋 | +20dBm | +15dB | — — |
NB-IoT具有較低的系統(tǒng)復(fù)雜度,物理層鏈路可以采用專用集成電路(Application Specific Intergrated Circuit,ASIC)來實現(xiàn)。相對于用字信號處理(Digital Signal Processing,DSP)軟件實現(xiàn)而言,ASIC能有更優(yōu)的功耗和處理性能。用DSP軟件處理時,內(nèi)核運算需要將主頻率提高到100MHz才可以處理比較復(fù)雜的算法;而用ASIC時,可以將主頻率控制在30MHz以下,使整個基帶部分的功耗得到極大降低。NB-IoT的系統(tǒng)設(shè)計不復(fù)雜,鏈路處理的算法用電路實現(xiàn)比較容易。
NB-IoT片上系統(tǒng)(System on Chip,SoC)實現(xiàn)對數(shù)字基帶電路(BaseBand,BB)和RF的集成,這是NB-IoT低成本特性所必需的采用的方案。由于NB-IoT具備較低的吞吐量和較弱的移動性,物理層的運算量可以控制在比較低的水平,這使得對DSP的需求得到減弱,可以使用主頻更低的DSP,以減少對功耗和配套存儲器(Memory)的需求。某些更為激進的方案甚至可以不用DSP,而使用性能較好且支持DSP指令集擴展的MCU來兼任,進一步降低芯片成本。同時,NB-IoT移動性的降低使協(xié)議棧軟件得到了有效簡化,對內(nèi)存儲器的需求可以降至最低,這也是降低芯片成本的因素之一。