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NB-IoT必知必会

NB-IoT系统是第4.5代移动通信系统,由3GPP开发。

目前主要的物联网技术有SIGFOX、eMTC、LoRa、NB-IoT

NB-IoT关键技术:eDRX、MIMO、HARQ、PSM

终端智能化是物联网发展的基础,通常是指:联接智能、组网智能、管理智能

NB-IoT不可以直接部署于TDD-LTE网络

NB-IoT系统核心网主要包括:MME、SGW、PGW、SCEF

NB-IoT系统中引入SCEF网元,其主要功能是:上下行非IP数据投递、T6连接管理、非IP数据传输授权检查

MME和SCEF之间的接口为T6a、HSS和SCEF之间的接口是S6t

NB-IoT系统无线资源主要有:时隙、子载波、天线端口

NB-IoT上行采用SC-FDMA、下行采用OFDMA技术

NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益

NB-IoT上行资源的最小调度单位是RU,上行的时隙长度为:0.5ms、2ms,上行子载波可能有12个、48个

NB-IoT占用的带宽是180KHZ

NB-IoT下行子载波间隔是15KHz,上行子载波间隔是15KHZ、3.75KHZ

NB-IoT系统无线帧长10ms

CE Level分为3个等级

为了达到涵盖范围延伸(Coverage Enhancement, CE),定义了三种等级CE Level,分别对抗最大耦合损失(Maximum Coupling Loss,MCL)为144dB、154dB、164dB讯号能量衰减

NB-IoT的上行报告时延小于10s

NB-IoT 系统有504个不同的Cell ID

LTE中的同步信号与NB-IOT中同步信号差异: LTE中SSS和NB-IOT中NSSS的周期不同、LTE中PSS序列有3条,而NB-IOT中PSS序列仅有1条、LTE中PSS的周期为5ms,而NB-IOT中NPSS的周期为10ms

CellID 信息在NSSS信号里面携带

NPSS的作用是时间同步

NB-IoT中NPSS在每个无线帧的第5个子帧上发送、NSSS在偶数无线帧的第9个子帧上发送

NB-IoT中NPSS的发送周期为10ms、NSSS的发送周期为20ms

NB-IoT技术标准冻结于2016Q2

R13为NB-IoT指定了14个频段

NB-IoT下行支持的最大重传次数是2048、上行支持的最大重传次数是128

NB-IoT引入3种DCI格式、7种类型的SIB

eDRX非连续侦听接收周期为2.92h

除了IDLE状态外,NB-IoT引入了新的PSM状态,也就是终端关闭射频接收,进入休眠的状态,这种状态最长可以持续310h

NB-IoT更长周期的定期位置更新,TAU最大可达310h

NB-IoT基于竞争的随机接入过程中,UE通过监听SIB2-NB获取NPRACH资源信息获取NPRACH的信息

NB-IoT新增了Suspend-Resume流程,基站会下达指令让NB-IoT终端进入Suspend模式,该Suspend指令中带有ResumeID信息

NB-IoT的部署方式有独立部署、保护带部署、带内部署

独立部署模式下,NB-IoT覆盖能力最高可达到164dB,需要考虑邻频干扰的问题

保护带部署及带内部署需要考虑LTE系统干扰的问题

NB-IoT部署方式:

1. 利用目前GERAN系统占用的频谱,替代目前的一个或多个GSM载波

2. 利用目前LTE载波保护带上没有使用的资源块

3. 利用LTE载波内的资源块

4. 利用目前TD-SCDMA系统占用的频谱,替代TD-SCDMA载波

NB-IoT技术对于终端的功耗目标是:基于AA(5000mAh)电池,使用寿命可超过10年

在NB-IoT技术中,R13版本采用的双工方式是FDD半双工

初始向下文响应过程不是NB-IoT连接挂起过程中的步骤

NB-IOT是通过那些技术来增加覆盖的?

  • 子载波的带宽降低,增加功率谱密度;
  • 时间上的重复发送,获得时间增益

NB-IoT数据传输方案:CP、UP

物联网的无线通信技术主要分为:短距离通信技术、广域网通信技术

采用InBand部署方式时,NB-IoT终端设备关机或者休眠不会影响LTE系统的容量

NPBCH信道的周期是640ms

LTE中PBCH和NB-IOT中的NPBCH都位于子帧0中、调制方式都为QPSK

NB-IoT定义了2种NPUSCH的格式

NB-IoT定义的上行物理信道有NPRACH、NPUSCH

NB-IoT定义的下行物理信道有NPBCH、 NPDCCH、NPDSCH

NPBCH 信道的作用有:

  • 传递系统帧号、
  • 传递NB-SIB1的调度信息、
  • 传递接入限制信息、
  • 传递操作模式信息

NPDCCH信道的作用有:指示NPDSCH、NPUSCH的传输格式;资源分配

NPRACH、NPUCCH可以采用BPSK调制方式

NPRACH、NPUCCH、NPUSCH、NPHICH可以采用QPSK调制方式

为了降低终端功耗,延长终端电池寿命,NB-IoT引入了eDRX、PSM技术

NB-IoT主要应用场景有:智能抄表、智能灯杆

目前部署在授权的频段上的主要的物联网技术有:LTE-M、NB-IoT

NB-IoT网络与GSM网络相比速率低、时延大

3GPP规范中,NB-IoT相比GSM的覆盖要有20dB的增益,主要通过提升功率谱密度PSD、重传技术、编译码技术来增强覆盖

根据3GPP的R13版本,NB-IoT支持:时延不敏感业务、无最低速率要求的业务、传输频率低的业务、小包业务

NB-IoT网络的密钥层次架构:

  • 终端和HSS间共享的密钥、
  • 终端和ASME共享的中间密钥、
  • 终端和MME间共享的密钥、
  • 终端和基站间共享的密钥

NB-IoT的网络架构中,eNodeB、HSS是必须的。

NB-IoT技术中,UE可实现:

1. 和网络协商NB-IoT能力

2. 支持上行速率控制

3. 支持控制面优化流程

4. 同一时刻,UE只允许使用控制面优化或用户面优化一种模式

RRC连接恢复过程中可能包含信令流程:

  • RRCConnectionResumeRequest、
  • RRCConnectionResume、
  • RRCConnectionSetupComplete

RRC连接重建立过程中可能包含信令流程:

  • RRCConnectionReestablishmentRequest、
  • RRCConnectionReestablishment、
  • RRCConnectionReestablishmentComplete、
  • RRCConnectionReestablishmentReject

NB-IoT上行功率控制:上行共享信道NPUSCH的功率控制、DMRS的功率控制

本文分享自微信公众号 - 乐享数据8090(gh_5703273a0562),作者:mba1398

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原始发表时间:2018-06-24

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