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▲版权归经世教育所有▲版权归经世教育所有NB-loT的物理层相比LTE系统进行了大量的简化和修改,包括多址接入方式、工作频段、帧结构、调制解调方式、天线端口、小区搜索、同步过程、功率控制等。物理层信道分为下行物理层信道和上行物理层信道,重新定义了重要的NPSS和NSSS,目的是简化UE的接收机设计。NB-loT的帧结构和LTEFDD的帧结构完全一致。下行物理信道仅支持Normal循环前缀(CyclicPrefix,CP),没有扩展CP结构。前言▲版权归经世教育所有视/讯/技/术第4章NB-IoT物理层第1节下行链路讲师孟磊▲版权归经世教育所有4.1下行链路传输机制•OFDMA技术•15kHz的载波间隔•下行最小调度单元为一个PRB,•频域上每个NB-IoT载波只包含一个PRB•FDD,半双工•UE的上行传输只支持单天线端口,•下行传输最多支持两个天线端口(AntennaPort),•NB-loT下行的参考信号,资源的位置在时间上与LTE系统的CRS小区特定的参考信号错开,在频率上则与之相同▲版权归经世教育所有4.1下行空口流程▲版权归经世教育所有4.1下行空口流程UE在开机前并不知道小区（cell）是否存在，也不知道小区是如何工作的。UE要与某个小区进行通信，首先要选择一个运营商（如移动、联通、电信），即选择PLMN。选择完PLMN后，1.UE会进行小区搜索，选择一个它认为最好的小区进行驻留。这是根据eNodeB（小区）每隔10ms发送一次的主同步信号NPSS和每隔20ms发送一次辅同步信号NSSS来决定的。通过NPSS/NSSS，UE能够与小区获得时间和频率上的同步，以及得到小区的PCI等。2.UE确定了要进行通信的小区后，需要获取该小区的系统信息，以便获知如何在该小区上正确地工作。小区会不停地发送与该小区相关的系统信息（MIB-NB/SIB-NB）。与LTE不同的是，只有处于IDLE态下的NB-IoTUE才会在需要的时候去获取这些系统信息。▲版权归经世教育所有4.1下行空口流程3.获取了小区的系统信息之后，UE就知道了该如何接入该小区，此时UE会发起随机接入过程以便与小区建立连接。但与LTE不同的是，在Rel-13中，NB-IoT只支持基于竞争的随机接入过程。4.UE与eNodeB建立起连接以后，UE可能需要与eNodeB进行数据传输。eNodeB会通过NPDSCH来承载它所发给UE的数据，并通过NPDCCH告诉UE对应的NPDSCH在哪些无线资源上传输以及如何传输。而UE需要使用ACK/NACK来告诉eNodeB它是否成功接收到了数据。此时ACK/NACK是通过NPUSCH来发给eNodeB的。如果UE没有成功接收到下行数据，eNodeB需要重传数据。▲版权归经世教育所有4.1下行空口流程5.与LTE不同的是，NB-IoT在频域上的带宽只有180kHz（相当于LTE中频域上的一个RB），可能导致一个子帧无法传输完一个TB，因此一个TB可能会在时域上占用多个子帧。与此同时，为了满足覆盖的需求，一个TB可能在一次传输中重复发送多次。针对一次传输内重复传输多次的同一个TB，只会对应一个ACK/NACK反馈。6.类似的，针对一个TB（可能重复传输多次）的ACK/NACK反馈也可能重复发送多次，以满足覆盖的需求。7.与LTE不同的是，NB-IoTUE不会通过反馈CSI来告知eNodeB下行无线信道质量信息，而只会通过随机接入过程中的NPRACH资源选择来告诉eNodeB自己所处的CE等级。▲版权归经世教育所有4.1下行空口流程8.当UE与eNodeB之间没有数据传输时，UE并不需要一直保持在连接（RRC_CONNECTED）状态。UE可以处于RRC_IDLE态，并每隔一段时间“醒来”一次，去接收Paging-NB消息，以确定是否有呼叫请求。eNodeB还可以通过Paging-NB来告诉UE，系统信息发生了变化。但与LTE相比，NB-IoTUE“睡着”的时间可以更长，以降低功耗。▲版权归经世教育所有4.2同步信号NB-IoT的同步信号包括：NPSS和NSSS。NPSS•NPSS用于时间和频率的同步，不携带任何小区的ID信息。•固定在每个帧的第5号子帧上发送，周期为10ms，占用整个子帧。•频域占据0~10号11个子载波。•时域上固定预留前3个符号。•Inband场景下遇到LTECRS的RE时按实际占用RE数量进行打孔处理。•采用长度为11的ZC序列生成。▲版权归经世教育所有4.2同步信号NSSS•NSSS的作用是用于终端获取504个小区ID信息（PCI）及80ms的帧定时信息。•固定在每个偶数帧的第9号子帧上发送，周期为20ms。•NSSS占据频域的0~11号12个子载波。•时域上固定预留前3个符号。•Inband场景下遇到LTECRS的RE时按实际占用RE数量进行打孔处理。•NSSS为长度131的ZC序列，并通过4个HADAMARD矩阵加扰来指示504个小区ID。▲版权归经世教育所有4.3NPBCH1、信号与信道的区别•信号不承载具体的信息bit，而信道是要传data。•信号是没有上层处理，一般都是直接在物理层处理，而信道往往有传输信道、逻辑信道等。2、系统消息简介系统信息广播主要提供了接入网系统（无线侧）的主要信息，也包括少量的NAS和核心侧的信息，其目的是便于UE建立无线连接并使用网络提供的各项功能。对于无线系统而言，系统消息广播功能是必须实现的功能。▲版权归经世教育所有4.3NPBCH3、LTE系统消息分为MIB+severalSIBs，其中MIB称为主信息块MasterInformationBlock，中间传输的都是最基本、最重要的信息，是终端解读后续SIBs的基础。◢LTE中MIB包含了有限的几个比较重要的系统参数，且是在BCH上发送；◢终端必须先读取MIB消息，才可以后续读取SIBs消息◢LTE中SIBs包含了其它的必要信息，在DL-SCH上发送。▲版权归经世教育所有4.3NPBCH4、NPBCH用来承载MIB-NB（NarrowbandMasterInformationBlock），传输时间间隔（TransmissionTimeInterval）TTI为640ms，共计34bits。而其余系统信息如SIB1-NB等承载于NPDSCH中。1)4bit指示系统赖号SEN的最高有效位(MostSignificantBits,MSB),其余最位有效位(LestSigifiatBis.SB)过NPBCH的起始位置得出.2)2bit指示超级(Hyper)帧的LSB.3)4bit指示NB-SIB1的调度和传输块大小(TransportBlockSize,TBS)。4)5bit指示系统消息变化。5)1bit指示是否接入禁止(AccessBarring)。6)2bit指示部署模式,5bit指示该部署模式下的相关配置.7)11个备用bit▲版权归经世教育所有4.3NPBCH5、NPBCH的处理过程1)附加CRC校验比特：基于34bits的有效载荷计算出16bits的校验比特；2)信道编码：使用TBCC编码；3)速率匹配：输出比特为1600bits；4)加扰：使用小区专有扰码进行加扰（每640ms重新生成一次扰码序列）；5)调制：QPSK调制；6)层映射/预编码；7)资源映射：将1600bits切成8块，每块成为一个编码子块。对应每个编码子块的调制符号被重复传输8次，并扩展到80ms的时间间隔上。▲版权归经世教育所有4.3NPBCH4、NPBCH的处理过程子块0共重复发送了8次,完全一样。子块1和子块2使用不同的扰码。NPBCH固定映,射到每个无线帧的第0子帧。▲版权归经世教育所有4.3NPBCH◢固定在每个帧的第0号子帧上发送，周期为10ms，频域上12个子载波◢和LTE一样，NB-PBCH端口数通过CRCmask识别，区别是NB-IOT最多只支持2端口。NB-IOT在解调MIB信息过程中确定小区天线端口数。◢在三种operationmode下，NB-PBCH均不使用前3个OFDM符号（时域上11个符号）。因为终端在解码MIB消息之前仍然无法知晓系统到底采用哪种部署模式，所以无论在哪种operationmode模式下NPBCH假定存在4个LTECRS端口，2个NRS端口进行速率匹配。▲版权归经世教育所有