EC-GSM-IoT技术解析：物理层增强与空闲模式策略

### EC-GSM-IoT技术解析：物理层增强与空闲模式策略 #### 1. 物理层特性优化 EC-GSM-IoT在物理层进行了多方面的优化，以提升其性能和覆盖范围。 ##### 1.1 盲重复传输效果 盲重复传输次数在2到16次之间时有效，但随着重复次数增加，实际增益低于理想增益。例如，要达到24 dB增益，实际所需传输次数是理想情况的四倍（实际增益为1024，理想增益为256），这会造成无线电资源的浪费。 ##### 1.2 改进的信道编码 与GPRS/EGPRS相比，EC-GSM-IoT的紧凑协议实现减少了控制信道的消息大小。控制信道的总体消息大小从GPRS/EGPRS定义的23字节分别减少到EC - PACCH/U的8字节、EC - PACCH/D的10字节和EC - CCCH/D的11字节。除了盲传输，有效负载空间的减少带来的信道编码改进也有助于这些逻辑信道的覆盖扩展。 | 信道类型 | GPRS/EGPRS消息大小（字节） | EC - GSM - IoT消息大小（字节） | | ---- | ---- | ---- | | EC - PACCH/U | 23 | 8 | | EC - PACCH/D | 23 | 10 | | EC - CCCH/D | 23 | 11 | ##### 1.3 更高效的混合自动重传请求（HARQ） EGPRS引入的HARQ类型II也用于EC - GSM - IoT。对于上行链路操作，使用固定上行链路分配（FUA）进行资源分配，允许接收器在上行链路上以更高的块错误率（BLER）运行，因为不需要检测序列号。只要达到目标最小吞吐量，更高的业务信道BLER将有效增加覆盖范围。 ##### 1.4 增加的获取时间 增加获取时间看似与覆盖扩展无关，但实际上可以改善所有类型信道的覆盖。对于EC - GSM - IoT，增加获取时间仅扩展了用于与网络/小区进行初始同步的信道的覆盖范围。该信道为FCCH，设备在检测网络时需扫描射频以找到合适的小区驻留。较长的同步时间对网络性能无负面影响，但会影响系统延迟。不过，EC - GSM - IoT针对的物联网应用通常具有延迟容忍性。 ##### 1.5 系统容量提升技术 - 叠加码分多址（OLCDMA） 在极端覆盖情况下服务大量用户会影响系统容量，因为处于极端覆盖位置的用户需要盲目重复信息，消耗了本可服务其他用户的容量。为解决这一问题，EC - GSM - IoT采用叠加码分多址（OLCDMA）技术。 - **基本原理**：为多个用户分配不同的正交代码，使他们能够同时在上行链路上传输。基站可以接收来自多个（最多四个）用户的叠加信号，并分离每个用户的信道。代码通过对每个突发进行预定义的相移来实现，这些代码从4×4哈达玛矩阵的行中选取。 - **哈达玛矩阵示例**： \[ H = \begin{bmatrix} 0 & 0 & 0 & 0