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吴老司已经跟大伙掰扯完了 NB 之强覆盖、小功耗、低成本，可翻看之前的“吴老师撩 NB-IoT”系列。本篇接着介绍 NB 的最后一个典型特点：大连接。
乾坤大挪移的心法，实则是运劲用力的一项极巧妙的法门，根本的道理，在于发挥每个人本身所蓄有的潜力，每个人体内潜藏的力量本来是非常庞大的，只是平时使不出来，但每逢紧急关头，往往平常一个手无缚鸡之力的弱者能负千斤。-- 摘自百度
咱们今天要聊的 NB 的大连接也正应了乾坤大挪移中的：发挥每个基站本身“所蓄有的潜力”，使得一个基站“弱者能负千斤”。
鲁迅在《秋夜》中写道的：在我的后园，可以看见墙外有两株树，一株是枣树，还有一株也是枣树。而吴老师在写大连接这篇的时候，有两个感受，一个是惊呆了，还有一个也是惊呆了。（有木有觉得吴老师已经呕心沥血到语无伦次了，外加卡带了？）。
第一个惊呆了是因为 NB 的容量设计确实大，可以说是海量连接，每小区可达 50K 连接，这意味着在同一基站的情况下，NB-IoT 可以比现有无线技术提供 50~100 倍的接入数。作为一个从事多年无线的老兵来说，这样的气场只能说碉堡天了。
第二个惊呆了是因为在翻阅资料的时候，发现对于 NB 的容量问题是笔糊涂账，A 说是 50K/ 小区，B 说是 100K/ 小区，C 说是 200K/ 小区，可谓是牛皮吹破天，反正不纳税。对于一个严谨的工科男来说，这简直是不负责任的态度。在查阅多方资料毫无头绪的情况下，我只能默默地翻开了我的不传世的秘籍：
哦，对不起，拿错书了，是 3GPP TR45.820。所以接下来，吴老师将用铁一般的证据告诉你：关键时刻，信赖全球通！（拿不准的时候不妨翻翻协议！）
1 NB 的用户密度估算
感兴趣的同学请打开 3GPP TR45.820 的附录 Annex E: Traffic Models（容量模型），不感兴趣的同学请直接看本段结论。
E.1 Cellular IoT device density per cell site sector
The cellular IoT device density per cell site sector is calculated by assuming 40 devices per household. The household density is based on the assumptions of TR 36.888 [3] for London in Table E.1-1.
解释：NB 的用户密度基于两个假设，一个是假设每个家庭的 NB 用户数在 40 个，第二是家庭的密度参考的是伦敦。
Calculation:
Inter-site Distance (ISD) = 1732m（站间距）
Cell site sector radius, R = ISD/3 = 577.3m（小区半径）
Area of cell site sector (assuming a regular hexagon) = 0.86 Sq Km（小区覆盖面积）
Number of devices per cell site sector = Area of cell site
sector*Household density per Sq km*number of devices per household= 52547（小区用户数=小区覆盖面积*家庭密度*每个家庭中的用户数=52547）
到这里，总算掰扯清楚了 3GPP 关于 NB 的容量目标，看起来是不是觉得很高大上？（至少我觉得这脑袋拍的挺是那么回事）
结论：NB 的理论容量是 1 个小区需要达到 50K 的容量。
2 单小区 50K 用户如何做到？
第一：NB 的话务模型决定。NB-IoT 的基站是基于物联网的模式进行设计的。物联网的话务模型是和手机不同，它的话务模型是终端很多，但是每个终端发送的包小，发送包对时延的要求不敏感。当前的 2G/3G/4G 基站是设计保障用户可以同时做业务并且保障时延，基于这样的方式，用户的联接数或者接入数目是控制在 1K 左右（单小区典型用户为 400）。但是基于 NB-IoT，基于对业务时延不敏感，可以设计更多的用户接入，保存更多的用户上下文，这样可以让 50k 左右的终端同时在一个小区，大量终端处于休眠态，但是上下文信息由基站和核心网维持，一旦有数据发送，可以迅速进入激活态，原理见下图。
说得直白点就是：NB 终端大部分时间都在睡觉（最大睡觉时间为 310 个小时，将近 13 天），可以不做业务，所以基站接客可以多接点嘛（别太污哦）。具体细节可以见《NB-IOT 小功耗之太极拳》部分。
实际上 3GPP TR45.820 的附录 Annex E: Traffic Models（容量模型）中还给出了 NB 的用户模型，包括话务模型及用户分布模型，据此即可计算出容量。不过因为容量计算必须考虑上行业务信道容量、下行业务信道容量，寻呼容量和随机接入容量四方面，这些跟 NB 的信道和传输原理直接相关，技术细节多且难度大，后续等讲解完 NB 的技术原理后，再单独成篇介绍。
第二：上行调度颗粒小，效率高。2G/3G/4G 的调度颗粒较大，NB-IoT 因为基于窄带，上行传输有两种带宽 3.75KHz 和 15KHz 可供选择，带宽越小，上行调度颗粒小很多，在同样的资源情况下，资源的利用率会更高。具体细节可以见《3 NB-IOT 强覆盖之降龙掌》部分。
第三：减小空口信令开销，提升频谱效率。这在《NB-IOT 低成本之葵花宝典》部分已经讲解过，不再赘述。这里仅以 NB-IoT 在做数据传输时所支持的 CP 方案（实际上 NB 还支持 UP 方案，不过目前系统主要支持 CP 方案）做对比来阐述 NB 是如何减小空口信令开销的。CP 方案通过在 NAS 信令传递数据（DoNAS），实现空口信令交互减少，从而降低终端功耗，提升了频谱效率。
LTE：VS NB-CP 方案
tips:
这里也可以看出技术之间是相互关联在一起，可能是互斥关系，也可能是耦合关系。
3 NB-IOT 容量的一些思考
第一， 无线侧需要独立的准入拥塞控制。前文中已经讲过，NB 可以跟当前 LTE、GSM 等共存，如直接在 900M 的 LTE 上开启 NB，那么就存在 NB 和 LTE 共控制、共 BBU 等的情况 . 因为 LTE 的典型接入用户单小区为 400，无疑，无线侧需要针对 NB 设计一套独立的准入拥塞控制算法。
第二， 核心网侧也将面对大容量的压力，必须做好针对性的优化。物联网用户总数大，而且依然是永久在线（即使终端进入了 PSM“睡美人”状态，核心网依然保存着用户的所有上下文数据），核心网无论是签约、用户上下文管理、还是 IP 地址的分配都有新的优化需求。此外，相对 4G，NB-IoT 核心网的业务突发性更强，可能某行业的用户集中在某个特定的时间段，同时收发收据，对核心网的设备容量要求、过载控制提出了新的要求。
到此，吴老师就讲解完了 NB 的四大技术特点，从下一期开始吴老师将更深入一层，介绍 NB 的一些物理层信道及工作原理，下课！
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