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・技术及优化NB IOT2个slot封装为1个子帧10个子帧组合为1个无线帧1024个无线帧组成1个系统帧(LTE到此为止了)1024个系统帧组成1个超帧,over这么计算下来,1024个超帧总时间=Q024*1024*10)/(3600*1000)=
2.9h.上行物理层结构
2.2频域上占据180kHz带宽(1个RB),可支持2种子载波间隔,15kHz:最大可支持12个子载波假如是15KHz话,那就真是能够洗洗睡了因为帧结构将与LTE保持一致,只是频域调度颗粒由原来PRB变成了子载波关于这种子帧结构不做细致讲解/
3.75kHz最大可支持48个子载波假如是
3.75K话,首先你得知道设计为
3.75K好处是哪里总体看来有两个好处,一是依照在《NB-IOT强覆盖之降龙掌》谈到,
3.75K相比15K将有相当大功率谱密度PSD增益这将转化为覆盖能力二是在仅有180KHz频谱资源里,将调度资源从原来12个子载波扩展到48个子载波,能带来更灵活调度支持两种模式/Single Tone(1个用户使用1个载波,低速物联网应用,针对15K和
3.75K子载波都适用,尤其适合I0T终端低速应用)^Multi-Tone(1个用户使用多个载波,高速物联网应用,仅针对15K子载波间隔尤其注意,假如终端支持Multi-Tone话必须给网络上报终端支持能力)时域上基本时域资源单位都为Slot,对于15kHz子载波间隔,1Slot=
0.5ms,对于
3.75kHz子载波间隔,1Slot=2mso上行资源单元
2.3RU对于NB来说,上行因为有两种不一样子载波间隔形式,其调度也存在非常大不一样NB-IoT在上行中依照Subcarrier数目分别制订了相对应资源单位RU做为资源分配基本单位基本调度资源单位为RUResource Unit,各种场景下RU连续时长、子载波有所不一样时域、频域两个域资源组合后调度单位才为RUNPUSCH每RU Slo每Slot连续时长每RU连续时长子载波间隔子载波个数场景format t数ms ms
3.75kHz116232Single-Tone11681普通数传38415kHz
0.5642Multi-Tone
12213.75kHz14282UCI Single-Tone15kHz
140.52NPUSCH依照用途被划分为了Format1和Format2,其中Format1主要用来传普通数据.,类似于LTE中PUSCH信道,而Format2资源主要用来传UQ,类似于LTE中PUCCH信道其中一个功效I
3.75KHz SubcarrierSpacing只支持单频传输,而15KHz SubcarrierSpacing既支持单频又支持多频传输对Fomatl而言
3.75KHz SubcarrierSpacing资源单位带宽为一个Subcarrier,时间长度是16个Slot,也就是32ms长,而15KHz SubcarrierSpacing单频传输,带宽为1个Subcarrier资源单位有16个Slot时间长度,即8ms从上能够看出,实际上Format1o两种单频传输占用时频资源总和是一样对于15KHzSubcarrier Spacing多频传输来说,共计有三种情况,实际上这三种情况最终占用时频资源总和也是一样另外,12个Subcarrier资源单位则有2个Slot时间长度,即1ms,此资源单位即是LTE系统中一个Subframeo对Fomat2而言,仅仅支持单频传输,
3.75KHzSubcarrier Spacing资源单位和15KHzSubcarrier Spacing资源单位占用时频资源总和也是一样系统消息
2.3系统信息MIB-NBNarrowband MasterInformation Block承载于周期640ms之周期性出现NPBCHNarrowband PhysicalBroadcastchannel中,其余系统信息如SIBl-NBNarrowbandSystem InformationBlockTypel等贝!]承载于NPDSCH中SIB1-NB为周期性出现,其余系统信息则由SIB1-NB中所带排程信息做排程SIB-IOTNB-IoT共有以下几个SIB-NB:SIB1-NB:存取关于之信息与其余系统信息方块升轿呈SIB2-NB:无线资源分配信息SIB3-NB:Cell Re-selection信息SIB4-NB:Intra-frequency邻近Cell相关信息SIB5-NB:Inter-frequency邻近Cell相关信息SIB14-NB:存取禁止Access BarringSIB16-NB:GPS时间/世界标按时间Coordinated UniversalTime,UTC信息Cell Reselection与闲置模式运作网络架构
3.NB-IOTNB-IoT引入,给LTE/EPC网络带来了很大改进要求传统LTE网络设计,主要是为了适应宽带移动互联网需求,即为用户提供高带宽、高响应速度上网体验不过,NB却具备显著区分终端数量众多、终端节能要求高(现有LTE信令流程可能造成终端耗能高\以小包收发为主(会造成网络信令开销远远大于数据载荷传输本身大小)、可能有非格式化Non-IP数据(无法直接传输)等»NB-k)T终端经过空口连接到基站»eNodeB:主要负担空口接入处理,小区管理等相关功效,并经过Sl-lite接口与loT关泣川蜃务器键网进行连接,将非接入层数据转发给高层网元处理这里需loT T要注意,NB-IoT能够独立组网,也能够与EUTRAN融合组网(在讲双工方式时候谈到过,NB仅能eNodeB支持FDD哦,所以这里必定跟FDD融合组网)»IoT关键网负担与终端非接入层交互功效,并将loT业务相关数据转发到loT平台进行处理同理,这里能够NB独立组网,也能够与LTE共用关键网»IoT平台汇聚从各种接入网得到loT数据,并依照不一样类型转发至对应业务应用器进行处理»应用服务器是IoT数据最终汇聚点,依照客户需求进行数据处理等操作和传输方案
3.1CP UP为了适配NB-IoT数据传输特征,协议上引入了CP和UP两种优化传输方案,即controlplane CIoT EPS optimization和user planeCIoT EPSoptimization CP方案经过在oNAS信令传递数据,UP方案引入RRC Suspend/Resume流程,均能实现空口信令交互降低,从而降低终端功耗需要说明是CP方案又称为Data overNAS,UP方案又称为Data overUser Plane将o以上总体架构图进行细化,以下T6a1)SCEF称为服务能力开放平台,为新引入网元2)在实际网络布署时为了降低物理网元数量能够将部分关键网网元如MME、SGW、PGW)合一布署,称为CIoT服务网关节点C-SGN,如虚框中所表示从这里也能够看出,PGW能够合设,也能够集成到C-SGN中来,图中标示为PGW单独设置3)Control planeCIoT EPSoptimization不需要建立数据无线承载DRB,直接经过控制平面高效传送用户数据(IP和non-IP)和SMS NB-IoT必须支持CP方案,小数据包经过ONAS信令随路传输至MME,然后发往T6a或S11接口这里实际上得出在CP传输模式下,有两种传输路径,梳理以下»UE—MME—SCEF—CIoT Services;»UE—MME—SGW/PGW—CIoT Serviceso4)user planeCIoTEPSoptimization,经过新定义挂起和恢复流程,使得UE不需要发起service request过程就能够从EMM-IDLE状态迁移到EMM-CONNECTED状态,(对应地RRC状态从IDLE转为CONNECTED)从而节约相关空口资源和信令开销这里分两层z意思一是UP方式需要建立数据面承载S1-U和DRB(类似于LTE),小数据报文经过用户面直接进行传输;二是在无数据传输时,UE/eNodeB/MME中该用户上下文挂起暂存,有数据传输时快速恢复和方案传输路径对比
3.2CP UPS-GW P-GW和协议栈对比
3.3CP UP方案控制面协议栈
3.
3.1CPUE和eNodeB间不需要建立DRB承载,没有用户面处理CP方案在UE和eNodeB间不需要开启安全功效,空口数据传输安全性由NAS层负责所以空口协议栈中没有PDCP层,RLC层与RRC层直接交互上行数据在上行RRC消息包含NAS消息中携带,下行数据在下行RRC消息包含NAS消息中携带方案控制面协议栈
33.2UP上下行数据经过DRB承载携带,需要启用空口协议栈中PDCP层提供AS层安全模式状态转换
2.4(连接态):Connected模块注册入网后处于该状态,能够发送和接收数据,无数据交互超出一段时间后会进入Id Ie模式,时间可配置空闲态:Idle可收发数据,且接收下行数据会进入Connected状态,无数据交互超出一段时会进入PSM模式,时间可配置节能模式:PSM此模式下终端关闭收发信号机,不监听无线侧寻呼,所以即使依旧注册在网络,但信令不可达,无法收到下行数据,功率很小连续时间由关键网配置T3412,有上行数据需要传输或TAU周期结束时会进入Connected态NB-IoT三种工作状态通常情况转换过程能够总结以下
①终端发送数据完成处于Connected态,开启不活动计时器,默认20秒,可配置范围为ls~3600s;
②不活动计时器”超时,终端进入Idle态开启及或定时器Active-Timer【T3324】,超时时间配置范围为2秒〜186分钟;
③Active-Timer超时,终端进入PSM状态,TAU周期结束时进入Connected态,TAU周期【T3412】配置范围为54分钟〜310小时[PS:TAU周期指是从Idle开始到PSM模式结束】八
1、NB-IoT发送数据时处于激活态,在超出〃不活动计数器〃配置超时时间后,会进入Idle空闲态;
2、空闲态引入了eDRX机制,在一个完整Idle过程中,包含了若干个eDRX周期,eDRX周期能够经过定时器配置,范围为
20.48秒〜
2.92小时,而每个eDRX周期中又包含了若干个DRX寻呼周期;
3、若干个DRX寻呼周期组成一个寻呼时间窗D(PTW),寻呼时间窗口可由定时器设置,范围为
2.56s〜
40.96s,取值大小决定了窗口大小和寻呼次数;
4、在Active Timer超时后,NB-IoT终端由空闲态进入PSM态,在此状态中,终端不进行寻呼,不接收下行数据,处于休眠状态;
5、TAU Timer■从终端进入空闲态时便开始计时,当计时器超时后终端会从PSM状态退出,发起TAU操作,回到激活态(对应图中
①);
6、当终端处于PSM态时,也能够经过主动发送上行数据令终端回到激活态(对应图中
②
1.信令流程4NB-IoT UE能够支持全部需要EPS流程,比如ATTACH、DETACH、TAU、MOData Transport及MT DataTransport,当然,EPS流程又必须跟无线RRC流程耦合在一起下面主要讲MO DataTransport流程,这将是NB中主要业务形式,它又分为两种形式,一个是CP方案,也就是Data overNAS,另外一个是UP方案,也就是Data overUserPlaneoData overNAS是用控制面消息传递用户数据方法目标是为了降低UE接入过程中空口消息交互次数,节约UE传输数据耗电传输方案端到端信令流程
4.1CPData overNASE2EMO流程以下(参见3GPP TS234011目录
1.NB-I0T关键技术
51.1强覆盖
51.2低成本
51.3小功耗
71.4大连接:
82.NB-IOT帧结构
92.1下行物理层结构
92.2上行物理层结构
113.NB4OT网络架构
133.1CP和UP传输方案
143.2CP和UP方案传输路径对比
153.3CP和UP协议栈对比
153.
3.1CP方案的控制面协议栈
153.
3.2UP方案的控制面协议栈
162.4状态转换
164.信令流程
194.1CP传输方案端到端信令流程
194.2RRC连接建立过程
214.3UP传输方案端到端信令流程
234.4RRC挂起流程Suspend Connection procedure26/步骤0:UE已经EPS attached,当前为ECM-Idle状态/步骤1-2:UE建立RRC连接,在NAS消息中发送已加密和完整性保护上行数据UE在NAS消息中可包含Release AssistanceInformation,指示在上行数据传输之后是否有下行数据传输比如,UL数据Ack或响应\假如有下行数据,MME在收到DL data后释放S1连接假如没有下行数据,MME将数据传输给SGW后就立刻释放连接/步骤3:MME检验NAS消息完整性,然后解密数据在这一步,MME还会确定使用SGi或SCEF方式传输数据/步骤4:MME发送Modify BearerRequest消息提供MME下行传输地址给SGW,SGW现在能够经过MME传输下行数据给UE0/步骤5-6:假如RAT type有改变,或者消息中携带有UEs Location等,SGW会发送Modify BearerRequest messageRAT Type给PGW该消息也可触发PGW charging,,O/步骤7:SGW在响应消息中给MME提供上行传输SGW地址和TEID0/步骤8:MME将上行数据经SGW发送给PGWO/步骤9:假如在步骤IRelease AssistanceInformation中没有下行数据指示,MME将UL data发送给PGW后,立刻释放连接,执行步骤14不然,进行下行数据传输假如没接收到数据,则跳过步骤11-13进行释放在RRC连接激活期间,UE还可在NAS消息中发送UL数据图中未显示1在任何时候,UE在UL data中都可携带ReleaseAssistance Informationo/步骤10:MME接收到DL数据后,会进行加密和完整性保护/步骤11:假如有DL data,MME会在NAS消息中下发给eNB假如UL data有oRelease AssistanceInformation指示有DL数据,MME还会马上发起S1释放,步骤12:eNB将NAS data下发给UE假如马上又收到MMES1释放,则在NAS dataO下发完成后进入步骤14释放RRC连接/步骤13:假如NAS传输有一段时间没活动,eNB则进入步骤14开启S1释放/步骤14:S1释放流程连接建立过程
4.2RRCNB-IoT UU口消息大都重新进行了定义,虽和LTE名称类似,不过简化了消息内容NB-IoT引入了一个新信令承载SRBlbis SRBlbisLCID为3和SRB1配置相同,不过o没有PDCP实体RRC连接建立过程创建SRB1同时隐式创建SRBlbis对于CP来说,只o使用SRBlbis,因为SRBlbis没有PDCP层,在RRC连接建立过程中不需要激活安全模式,SRBlbis不开启PDCP层加密和完整性保护UEeNodeBRRC connectionrequestAdmission andSRBlbisresource allocationRRCconnection setupRRCconnection setupcompleteUE主动或者收到寻呼后被动发起RRC ConnectionRequest-NB RRC ConnectionORequest-NB消息部分信元解析:IE/Group NameValue Semantics descriptionue-Identity-rl3Random Value或s-TMSI用户标识NB40T支持四种连接建立原因mt-Access.mo-Signalling mo-Data%EstablishmentCause_rl3和mo-Exception-Datao♦eNodeB向UE发送RRC Connection Setup-NB,只建立SRBlbis承载eNodeB也能够向UE发送RRC ConnectionReject-NB,拒绝UE连接建立请求,比如发生流控时/RRC连接建立成功后UE向eNodeB回送RRC ConnectionSetup Complete-NB,消息中携带初始NAS专用信息RRC ConnectionSetup Complete-NB消息信元解析:IE/Group NameSemanticsdescription用于SI接口选择UP时假如UE resume失败后,UE将回落进行RRC连接建立,因为恢复请求消s-TMSI-rl3息MSG3中没有s-TMSI所以在MSG5中携带fup-CIoT-EPS-Optimisation-rl3UE是否支持up-CIoT-EPS-Optimisation优化,用于S1接口选择假如eNodeB RRC ConnectionSetup Complete-NB消息中没有携带up-CIoT-EPS-Optimisation-rl3信元,则表明UE只支持CP,不支持UP eNodeB能够选择只支持CP(或O者CP和UP都支持)MME发送Initial UeMessage,消息中携带NAS等信息与CP方案相比,UP方案支持NB-IoT业务数据经过建立E-RAB承载后在用户面User Plane上传输,无线侧支持对信令和业务数据进行加密和完整性保护另外,为了降低接入流程信令开销,满足UE低功耗要求,UP优化传输支持释放UE时,基站和UE能够挂起RRC连接,在网络侧和UE侧依然保留UE上下文当UE重新接入时,UE和基站能快速恢复UE上下文,不用再经过安全激活和RRC重配流程,降低空口信令交互传输方案端到端信令流程
4.3UPData overUser PlaneE2EMO流程以下/步骤1-5:UE经过随机接入并发起RRC连接建立请求与eNodeB建立RRC连接,UE是否支持UP传输能力经过在MSG5中携带up-CIoT-EPS-Optimisation信元通知基站,经过该信息帮助eNB选择支持UPMMEO/步骤6:eNodeB收至[]RRC ConnectionSetup Complete后,向MME发送Initial UEmessage消息,包含NAS PDU、eNodeBTAI信息和ECGI信息等在这一步,MME还会确定是否使用SGi或SCEF方式传输数据,步骤7:MME向eNodeB发起上下文建立请求,UE和MME传输模式协商结果经过S1消息INITIAL CONTEXTSETUP REQUEST中UE UserPlane CIoTSupport Indicator信元指示eNB利用该指示判断是否能够后续触发对该UE上下文挂起,假如关键网没有带UE UserPlaneCIoT SupportIndicator信元,eNB只需支持正常建立流程,数传完成后直接释放连接,不支持后续用户挂起/步骤8-9:激活PDCP层安全机制,支持对空口加密和数据完整性保护/步骤10-12:建立NB-IoT DRB承载,终端能支持
0、1还是2条DRB情况取决于UE能力,该能力经过UEcapability-NB信元中multipleDRB指示,NB-IoT DRB者口仅支持NonGBR业务,而且没有考虑对DRB QoS支持/步骤13:MME发送Modify BearerRequest消息,提供eNodeB下行传输地址给SGW SGWO现在能够经过eNodeB传输下行数据给UE,步骤14:SGW在响应消息中给MME提供上行传输SGW地址和TEIDOUE eNBMME ServingGW111RAMsg1I l11母!!II PreambleII1RAMsg21■r i1Response ii1II ii1RRCConnectionRequest-NB ii1I1111C111111111RRCConnectionSetupNB111~111111111111RRCConnectionSetupComplete*NB111/S1-AP InitialUE Msg111NAS Service Request
1.1i NASServiceRequestV■1l1111IS1-AP InitialUE ContextSetupRequest!1111RRC SecuntyModeCommand111101flK-111RRCSecurity ModeCompleteII11111■111111RRCConnectionRecontiguration*NB1111I•11RRCConnectionReconfigComplete-NB111-111S1-AP InitialUE ContextSetupCompleteii111111I PIModifyBearer Req1u1111,1耳UL DataModifyBearer Resp11ia■■■工•11一1玛1ULData11—a1I DLD1ata11i iDL Data ii1~1111111111111Sometimeelapses«timeout1111111l111111IS1-AP UEContextReleaseReq»_____a11111i nReleaseAccess BearersReq11t------11111ReleaseAccess BearersResp_J__111S1-AP UEContextReleaseCmd I.111RRCConnectionRelease-NB11,_1I1尸I S1-AP UEContextReleaseComplete
1111.111l I11l,步骤15-18:UE经过eNodeB将上行数据经SGW发送给PGW,PGW经过SGW将下行数据经eNodeB发送给UE0/步骤19:假如UE连续有一段时间没活动,则eNodeB开启S1与RRC连接释放或RRC连接挂起,eNodeB向MME发送释放请求消息,步骤20:MME发送Release AccessBearers Request释放SGW上连接,步骤21:SGW释放连接后,响应Release AccessBearers Responseo,步骤22:MME释放S1连接,向eNodeB发送SI UEContext ReleaseCommandCause messageo/步骤23:eNodeB向UE发送RRC连接释放,步骤24:eNodeB给MME回复释放完成eNodeB可在消息中携带Recommended CellsAnd ENBs,MME会保留起来,在寻呼时使用挂起流程
4.4RRC SuspendConnection procedure考虑到在用户面承载建立/释放过程中信令开销,对NB-IoT小数据包业务来说,显得效率很低所以UP模式增加了一个新主要流程,RRC连接挂起和恢复流程即UE在无数据传输时,RRC连接并不直接释放,而是eNB缓存UEAS上下行信息,释放RRC连接,使UE进入了挂起状态Suspend\这个过程也称为AS上下文缓存UE eNBMMERRC连接状态SRB+DRB J一」UL/DL DataTransfer»「无数据传输-1保存UE上下文发UE迁移到RRC RRCConn Release起Supend流程idle态,并保留AS Context和释放原因suspend S1-AP:UE CONTEXT并携带ResumelD SUSPENDREQUEST保存UEResumelD上下文»S1-AP:UE CONTEXTSUSPENDRESPONSEeNodeB在释放时通知MME、UE进行Suspend,MME进入ECM-IDLE,eNodeB从RRC-CONNECTED进入RRC-IDLE UE进入RRC-IDLE和ECM-IDLE状态z即使UE缓存了上下文信息,不过UE依然是进入了IDLE态,不过离真正IDLE态又有距离,没有断那么彻底,能够说这是IDLE态一个子态Idle-Suspend\这三种状态关系能够经过下列图来了解RRCSuspended--------------------------------\ECM-Connected ECM-SuspendedRRC-Connected RRC-SuspendedRRCResumeRRC ReleaseLower layerconnectionfailureZECM-ldleRRC-ldle恢复流程
4.5RRC ResumeConnectionprocedureUE eNBMMEUE处于[RRC空闲状态Suspend状态且、/保留AS Context和ResumelDMSG1MSG2----------------------------------根据ResumelD匹RRCConn Resume Request配ShortMAC-I校----------------------------------------T~Z----------------------ResumelD验ShortMAC-IRRC ConnResumeS1-AP:UE CONTEXTRRCConnResumeCompRRC连接恢复RESUME REQUESTS1-AP:UE CONTEXTRESUMERESPONSEUL/DLDataTransfer»用户发起主叫业务时UE在MSG3时经过RRC ConnectionResume Request消息通知eNodeB退出RRC-IDLE状态,eNodeB激]舌MME进入ECM-CONNECTED»用户进行被叫业务RRC状态唤醒与主叫业务流程一样»当跨小区Resume时候,eNB将依照ResumelD来查找原小区ResumelD低20bit是UE CONTEXTID,高20bit是eNB IDUE eNodeBnew MMEHSSMME/S GSN・■,JI,J[
1.Attach RequestIR
12.AttachRequest
3.Identificatiof^RequesteI^JdCTtificatiqn-Responj•..■4———_1,f Chee———15b2^E Wentit号k卜
7.Delete Sesio
7.PCEF InitiatesiRequestSessionTermin;1P-CANition____________....on Response「
二二二二、;.
7.Delete Sessi▲o------------------------------------------------------,■■■■1■AO.upudieLULdUUII---------------A方案网络协商流程
4.6CP/UP
10.Delete Se«■«9«■
10.PCEF InitiatErd IP-CANtonReque^^^
0.Delete SessSessionTerminar tionF____________ion ResponseBOld ServingGW PDNGW PCRF
11.Update LocationAck12Create SessionRequest
13.CreateC
4.Identity Request.First DownlinkData ifnot handover
4.Ide1n6t.ityCRreesapteonSseession Response
17.Downlink NAS transport/Attach Accept5a.Auttientjcation/I^
18.DL InformationTransfer.
6.Ciphered OptionsRequest
19.UL InformationTransfer
6.Ciphered OptionsResDGHS
20.Attach CkynpleteFirstUplink Data21a.Modify Reauest2b.Modify Response
9.Cancel Location
21.Modify BearerRequest
9.Cancel LocationAckFir^Downhnk.Data
22.Modify BearerResponse幽,________________24Notify Response,步骤1:NB-IoT UE在Attach Request消息中携带Preferred Networkbehavior信元,该信元用于表示终端所支持和偏好CIoT优化方案是否支持CP传输、UP传输和
271.6CP/UP方案网络协商流程
295.覆盖优化
305.1弱覆盖
305.2SINR差
315.3重叠覆盖问题点
315.4覆盖指标要求:
316.重选优化
316.1重选时延统计方法
326.2判断小区重选是否成功
326.3重选成功率统计
326.4脱网重搜时延统计
337.参数优化33覆盖等级门限33SIB1重复次数33SIB2周期34同频重选测量门限配置标示34同频小区重选指示34加密算法优先级35完整性保护算法优先级35MIB和SIB加扰开关36eDRX开关36正常S1-U传输,是偏向于CP传输还是UP传输当UE要进行non-IP传输时,PDN type可设置为non-IP当UE要进行SMS传输时,在Preferred Networkbehavior中设置〃SMS transferwithout CombinedAttach标志假如Attach Request中没有携带ESM messagecontainer,MME在Attach流程中不会建立PDN连接这种情况下
6、12到
16、21到24不会被执行在NB-IoT RAT下,UE不能发起Emergency Attacho,步骤2:eNB依照RRC参数中携带GUMMEI、selected Network和RATNB-IoT或LTE等信息选择MMEO/步骤12:MME在向SGW创建会话上下文时,会将RAT typeNB-IoT orLTE传递给SGWO/步骤15:在PGW返回创建会话响应时,假如PDN type是Non IP,PGW只能接收或拒绝,不能修改为其余类型/步骤17:MME使用Sl-AP DownlinkNAStransportmessage发送Attach Accept给eNB,消息中携带有Supported NetworkBehaviour,指示它所支持和偏好CIoT优化方案假如Attach Request中没有携带ESM messagecontainer,Attach Accept消息不会包含PDN相关参数.覆盖优化5弱覆盖
5.1RSRP-84dBm当前移动集团给门限值,详细门限参考运行商要求,连续20秒70%采样点小于该门限差
5.2SINR每一个SINR-3(详细门限参考运行商要求),连续20秒70%采样点小于该门限重合覆盖问题点
5.3重合覆盖定义主服务小区和邻区差值在6dB以内小区数大等于4个(移动现在要求4个,联通要求3个)覆盖指标要求:
5.4指标项目标基准综合覆盖率RSRP=-84SINR=-3占比95%平均SINRdB6平均小区重选时长ls重合覆盖率5%〜10%.重选优化6支持:NB-IOT
1、空闲态同频、异频小区重选
2、重定向不支持:NB-IOT
1、空闲态异系统重选
2、连接态切换重选时间超出2s,甚至拖死为重选问题,重选时支持最多测量6个小区,当前只有满足同频/异频测量规则时,才对邻区进行测量与邻区测量信息显示,而不会实时对邻区进行测量与显示系统消息3下发重选门限参数重选优先级参数名称总体概述单个参数解释RSRP达成-82开启测量(62-21)同频测量开启门限(2分贝)=21*2=82;62是最小接入电平S小于-82开启测量;邻区大于4DB开始同优先级小区重选迟滞值(分贝)=4dB*
0.5迟滞4DB进行切换重选本到-82开启测量,邻区大于本小区4DB最低接收电平(2毫瓦分贝)=-62开始重选一直测量一直测量异频频点高优先级重选门限(2分贝)=高优先级一直测量,邻区大于-102开始重选邻区达成-102开始重选11最低接收电平(2毫瓦分贝)=-62-62+11*2=-102-62+11*2702;邻区需大于-102异频频点低优先级重选门限(2分贝)=11最低接收电平(2毫瓦分贝)=-62S小于-110开启测量;本小区小于-低优先级124,邻区大-102开始重选服务频点低优先级重选门限(2分贝)=00-62*2=-124;本小区小于-124最低接收电平(2毫瓦分贝)二-62异频/异系统测量开启门限(2分贝)二77-62*2=110;本小于-110才开始测量重选时延统计方法:
6.1起始RRC_DBG_READING_SIBS_FOR_NCELL结束LL1_SIB1_DATA」ND判断小区重选是否成功
6.2过滤RRC_DBG」DLE_RESELECTING_TO_CELL,假如看至!!这条log而且观察UE选到了不一样PCI说明小区重选成功;重选成功率统计
6.3RRC_DBG_READING_SIBS_FOR_NCELL重选次数RRC_DBG」DLE_RESELECTING_TO_CELL重选成功次数脱网重搜时延统计:
6.4统计从源小区LL1_OUT_OF_SYNCJND消息到目标小区RRC ConnectionSetupComplete消息时间;参数优化
7.覆盖等级门限L参数描述该参数为NB-IoT小区覆盖等级使能开关,经过开关设置NB-IoT小区最大可支持3个覆盖等级,分别对应OdB、10dB和20dB覆盖增强
2、设置提议提议NB-IoT小区开启三个覆盖等级CoverageLevelType,即覆盖等级
0、
1、2三个参数均应设置为1或开启重复次数SIB
11、参数描述该参数表示NB-IoT小区SIB1消息周期内重复次数SIB1重复次数越大,SIB1消息解调正确率越高,搜网时延越小,但消耗时域资源越大;反之解调正确率越低,搜网时延越大
2、设置提议3GPP协议定义该项参数名称为wschedulingInfoSIBl-rl3,/该参数提议设置为16o次周期SIB
21、参数描述该参数表示NB-IoT小区SIB2消息传输周期该参数设置越大,单位时间内传输次数越少、系统资源占用越少,但可能造成终端读取该系统消息块时延增大;该参数配置越小则效果相反
2、设置提议该参数提议设置为RF512(512无线帧)同频重选测量门限配置标示
1、参数描述该参数相当于一个开关使能,表示是否配置同频测量门限假如取值为是则为终端配置同频测量门限,由终端依照门限判断是否进行同频测量,详细描述见TS
36.
3042、设置提议该参数提议设置为是同频小区重选指示L参数描述该参数表示当最高等级小区被禁止或者最高等级小区被终端视为禁止时,是否允许NB-IoT终端重选与本小区同频邻区
2、设置提议该参数提议设置为允许同频重选模式加密算法优先级
1、参数描述空口接入层(AS)加密算法主要确保NB-IoT终端与系统间实现密钥握手、数据加密该参数定义了接入层可供使用(协商)加密算法优先级序列(从高到低X加密算法共四种AES、Snow3G ZUC以及NULL(空算法工假如加密算法优先级序列未将对应算法S列入,部分特殊终端可能无法协商到对应算法(如ZUC)而进行数据加密,安全性将受影响
2、设置提议AES和Snow3G算法应设置为最高或次高优先级,ZUC算法设置为第三优先级空算法提议禁止,防止非标NB-IoT终端接入提议加密算法优先级设置为(从高到低)128-EEA2
[2]-128-EEAl[l]-128-EEA3
[3]o完整性保护算法优先级L参数描述空口接入层(AS)完整性保护算法主要确保NB-IoT终端与系统间传输数据不被非法篡改该参数定义了接入层可供使用(协商)完整性保护算法优先级序列(从高到低\完整性保护算法共四种AES、Snow3G.ZUC以及NULL(空算法〉假如完整性保护优先级序列未将对应算法列入,部分特殊终端可能无法协商到对应算法(如ZUC)进行数据保护,数据安全性将受影响
2、设置提议AES和Snow3G算法应设置为最高或次高优先级,ZUC算法设置为第三优先级空算法提议禁止,防止非标NB-IoT终端接入提议完整性保护算法优先级设置为(从高到低)128-EIA2
[2]-128-EIAl[l]-128-EIA3
[3]O和加扰开关MIB SIB
1、参数描述该参数用于控制空口MIB和SIB加扰方式3GPPTS
36.211协议在年2月份进行了NMIB扰码加扰方式以及NSIB扰码初始化方案变更其中对NMIB加扰方式修改为采取RE级随机相位旋转方式进行加扰,而且经过小区ID与帧号组合方式扰码生成序列种子,使得不一样重复块之间扰码不一样,提升了NMIB消息干扰随机化程度其中NSIB则是经过修改小区ID与帧号组合方式扰码生成序列种子,使得不一样重复块之间扰码不一样,提升了NSIB消息干扰随机化程度
2、设置提议提议设置为打开扰码开关开关eDRX该参数为eDRX功效基站侧使能开关,提议开启eDRX功双关于eDRX功效中短不连续循环周期定时器长度、非激活定时器、HARQ重传定时器等参数详细设置可采取厂家提议值定时器T
3001、参数描述该参数表示定时器T300时长,NB-IoT终端在发送RRC ConnectionRequest消息时开启该定时器定时器超时前,如收到RRC ConnectionSetup或者RRCConnectionReject消息,则停顿定时器计时;如定时器超时,NB-IoT终端进入RRCJDLE态该参数设置值越小,NB-IoT终端RRC连接建立失败概率越大;设置值越大,RRC连接建立失败概率越小,终端重新发起RRC连接建立时延越大
2、设置提议3GPP协议定义该项参数名称为t3OO-rl3该参数提议设置为6000mso定时器T310L参数描述该参数表示定时器T310时长,参见3GPPTS
36.331当NB-IoT终端检测到物理层故障时,开启该定O时器定时器超时前,如终端检测到物理层故障恢复,则停顿该定时器;如定时器超时,NB-IoT终端进入RRCJDLE态该参数设置值越大,终端检测物理层故障恢复允许时间越长;该参数设置值越小,终端检测物理层故障恢复允许时间越短该参数设置过大会增大误包率和时延
2、设置提议3GPP协议定义该项参数名称为“t31O-r!3该参数提议设置为mso不活动定时器UE
1、参数描述该参数表示NB-IoT基站对终端是否发送或接收数据进行多长时间监测,假如终端一直未接收或发送数据,且连续时间超出该定时器时长,则空口释放该终端该参数设置值越小,终端在没有业务情况下越早被释放;该参数设置值越大,终端在没有业务情况下越晚被释放,终端会保持更长在线时间、占用无线资源
2、设置提议3GPP协议定义该项参数名称为ue-Inactive Time该参数提议设置为20秒0其余参数配置见附件曲NB-IOT参数说明.xIsx定时器T
1.NB-I0TNB-IOT属于LPWA技术一个,它具备强覆盖、低成本、小功耗、大连接这四个关键特点强覆盖
1.1较GSM有20db增益,
1、采取提升I0T终端发射功率谱密度(PSD,Power spectraldensity);
2、经过重复发送,取得时间分集增益,并采取低阶调制方式,提升解调性能,增强覆盖;
3、天线分集增益,对于1T2R来说,比1T1R会有3db增益20db=7db(功率谱密度提升)+12db(重传增益)+0-3db(多天线增益)低成本
1.2NB-IOT基于成本考虑,对FDD-LTE全双工方式进行阉割,仅支持半双工带来好处当然是终端实现简单,影响是终端无法同时收发上下行,无法同时接收公共信息与用户信息,上行传输和下行传输在不一样载波频段上进行;,基站/终端在不一样时间进行信道发送/接收或者接收/发送;/H-FDD与F-FDD差异在于终端不允许同时进行信号发送与接收,终端相对全双工FDD终端能够简化,只保留一套收发信机即可,从而节约双工器成本;NB-IOT终端工作带宽仅为传统LTE1个PRB带宽(180K),带宽小使得NB不需要复杂均衡算法带宽变小后,也间接造成原有宽带信道、物理层流程简化下面仅粗略讲解,以后单独成系列篇讲解物理层下行取消了PCFICH.PHICH后将使得下行数据传输流程与原LTE形成很大区分,一样一旦上行取消了PUCCH,那么必定要处理上行控制消息怎样反馈问题,这也将与现网LTE有很大不一样❶终端侧RF进行了阉割,主流NB终端支持1根天线(协议要求NRS支持1或者2天线端口)❷天线模式也就从原来IT/2R变成了现在1T/1R,天线本身复杂度,当然也包含天线算法都将有效降低❸FD全双工阉割为HD半双工,收发器从FDD-LTE两套降低到只需要一套❹低采样率,低速率,能够使得缓存Flash/RAM要求小(28kByte)❺低功耗,意味着RF设计要求低,小PA就能实现❻直接砍掉IMS协议栈,这也就意味着NB将不支持语音(注意实际上eMTC是能够支持)各层均进行优化❶PHY物理层信道重新设计,降低基本信道运算开销比如PHY层取消了PCFICH.PHICH等信道,上行取消了PUCCH和SRS0❷MAC层协议栈优化,降低芯片协议栈处理流程开销,仅支持单进程HARQ(相比于LTE原有最多支持8个进程process,NB仅支持单个进程);,不支持MAC层上行SR、SRS、CQI上报没了CQI,LTE中AMC(自适应调制编码技术)功效不可用,不支持非竞争性随机接入功效;,功控没有闭环功控了,只有开环功控(假如采取闭环功控,算法会麻烦得多,调度信令开销也会很大1❸RLC层不支持RLC UM(这意味着没法支持VoLTE类似语音\TM模式(在LTE中走TM系统消息,在NB中也必须走AM);❹PDCP:PDCP功效被大面积简化,原LTE中赋予安全模式、RoHC压缩等功效直接被阉割掉;❺在RRC层没有了mobility管理(NB将不支持切换);新设计CP、UP方案简化RRC信令开销;增加了PSM、eDRX等功效降低耗电小功耗13PSM技术原理,即在IDLE态下再新增加一个新状态PSM(idle子状态),在该状态下,终端射频关闭(进入冬眠状态,而以前DRX状态是浅睡状态),相当于关机状态(不过关键网侧还保留用户上下文,用户进入空闲态/连接态时无需再附着/PDN建立I在PSM状态时,下行不可达,DDN抵达MME后,MME通知SGW缓存用户下行数据并延迟触发寻呼;上行有数据/信令需要发送时,触发终端进入连接态终端何时进入PSM状态,以及在PSM状态驻留时长由关键网和终端协商假如设备支持PSM PowerSaving Mode,在附着或TAUTracking AreaUpdate过程中,向网络申请一个激活定时器值当设备从连接状态转移到空闲后,该定时器开始运行当定时器终止,设备进入省电模式进入省电模式后设备不再接收寻呼消息,看起来设备和网络失联,但设备依然注册在网络中UE进入PSM模式后,只有在UE需要发送M0数据,或者周期TAU/RAU定时器超时后需要执行周期TAU/RAU时,才会退出PSM模式,TAU最大周期为310小时eDRXExtended DRXDRX状态被分为空闲态和连接态两种,依次类推eDRX也能够分为空闲态eDRX和连接态eDRX不过在PSM中已经解释,IOT终端大部分呆在空闲态,所以咱们这里主要讲解空闲态eDRX实现原理eDRX作为Rel-13中新增功效,主要思想即为支持更长周期寻呼监听,从而达成节电目标传统
2.56s寻呼间隔对IOT终端电量消耗较大而在下行数据发送频率小时,经过关键网和终端协商配合,终端跳过大部分寻呼监听,从而达成省电目标大连接
1.4每个小区可达50K连接,这意味着在同一基站情况下,NB-IoT能够比现有没有线技术提供50~100倍接入数第一NB话务模型决定NB-IoT基站是基于物联网模式进行设计它话务模型是终端很多,不过每个终端发送包小,发送包对时延要求不敏感基于NB-IoT,基于对业务时延不敏感,能够设计更多用户接入,保留更多用户上下文,这么能够让50k左右终端同时在一个小区,大量终端处于休眠态,不过上下文信息由基站和关键网维持,一旦有数据发送,能够快速进入激活态第二上行调度颗粒小,效率高2G/3G/4G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,在一样资源情况下,资源利用率会更高第三减小空口信令开销,提升频谱效率NB-IoT在做数据传输时所支持CP方案(实际上NB还支持UP方案,不过现在系统主要支持CP方案)做对比来阐述NB是怎样减小空口信令开销CP方案经过在NAS信令传递数据(DoNAS),实现空口信令交互降低,从而降低终端功耗,提升了频谱效率帧结构
2.NB4OT下行物理层结构
2.1依照NB系统需求,终端下行射频接收带宽是180KHZ因为下行采取15KHZ子载波间隔,所以NB系统下行多址方式、帧结构和物理资源单元等设计尽可能沿用了原有LTE设计频域上NB占据180kHz带宽(1个RB),12个子载波(subcarrier),子载波间隔(subcarrier spacing)为15kHz时域上NB一个时隙(slot)长度为
0.5ms,每个时隙中有7个符号(symbol\NB基本调度单位为子帧,每个子帧1ms(2个slot),每个系统帧包含1024个子帧,每个超帧包含1024个系统帧(up to3h X这里解释下,不一样于LTE,NB中引入了超帧概念,原因就是eDRX为了深入省电,扩展了寻呼周期,终端经过少接寻呼消息达成省电目标1个signal封装为1个symbol7个symbol封装为1个slot。