LTE-eMTC-协议介绍

eMTCIntroductionBL/CE:Bandwidth-reducedLow-complexityandCoverageEnhanced,R13中对CAT.M(eMTC)UE的代称；1物联网几个标准的对比3GPP物联网标准包括：Cat.1：R8就已经发布Cat.0(MTC)：R12发布Cat.M(eMTC)：R13发布NB-IOT：R13与eMTC同版本发布CostreductionCAT.0和CAT.M的数据有效带宽是相同的(都是6个RB带宽)，在36.306协议中定义的一个子帧内上下行最大传输数据量也是相同的。但是CAT.0是按照小区带宽来接收的，因此收发过程中不需要接收发送频点的retuning。CAT.0是一个过渡协议，是在CAT.M没有release的时候的过渡标准。Table4.1A-1:Downlinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-CategoryDLUEDLCategoryMaximumnumberofDL-SCHtransportblockbitsreceivedwithinaTTI(Note1)MaximumnumberofbitsofaDL-SCHtransportblockreceivedwithinaTTITotalnumberofsoftchannelbitsMaximumnumberofsupportedlayersforspatialmultiplexinginDLDLCategoryM110001000253441DLCategory0(Note2)10001000253441Category110296102962503681Table4.1A-2:Uplinkphysicallayerparametervaluessetbythefieldue-CategoryULUEULCategoryMaximumnumberofUL-SCHtransportblockbitstransmittedwithinaTTIMaximumnumberofbitsofanUL-SCHtransportblocktransmittedwithinaTTISupportfor64QAMinULULCategoryM110001000NoULCategory010001000NoCategory151605160NoeMTC可以支持VoLTE，NB-IOT不能支持。eMTC支持切换重选等移动性需求，NB-IOT不支持(后续可能增强支持)。物理层参数对比eMTCVsNB-IotVsLegacyLTELTER9NB-IoTCat.M系统带宽1.4M/3M/5M/10M/15M/20M200kHz1.4M工作模式fullduplexFDDorTDDhalf-duplexFDD(typeB)half-duplexorfull-duplex,FDDorTDD最大传输速率DL:150Mbps;UL50MbpsDL/UL:～60kbps/～50kbpsDL/UL:1Mbps频带部署方式LTE授权频段带内，带外，保护带三种部署方式LTE授权频段覆盖范围(MCL)(REF:3GPP36.888)FDD:PRACH(142dB);PUSCH(141dB)PDSCH(145dB);PBCH(149dB)Supposecat.1UEatdatarateof20kbps164dBforstandalone,FFSothers目标是相比于R9中MCL最小的信道提升15dB的覆盖，差不多要求所有信道的MCL达到155dB子载波间隔DL/UL:15kHzDL:15kHz,UL:15kHzor3.75kHz与R9相同传输模式TM1-TM9TM1/TM2(单天线或双天线发送分集)CEModeA:TM1/TM2/TM6/TM9;CEModeB:TM1/TM2/TM9单天线或双天线发射分集，TM6可以支持单layer的CLSM同步信号PSS/SSSNPSS/NSSS，构造以及相对间隔都与R9PSS/SSS不同与R9相同系统信息MIB重新设计的NPBCH，占用整个子帧基本沿用R9的MIB，只是每个OS分别增加3~5次重传SIB1,SI-RNTI加扰的PDCCH单独的SIB1-NB，调度和MCS都在MIB-NB中获得，没有SI-RNTI，不需要接收NPDCCHSIB1-BR取代SIB1，固定时频资源调度，不需要接收MPDCCH，没有SI-RNTISIBx，SI-RNTI加扰的PDCCHSIBx-NB的调度都在SIB1-NB里面，不需要接收NPDCCH固定时频资源调度，不需要接收MPDCCH，没有SI-RNTI随机接入Preamble/RAR/MSG3/MSG4NPRACH/NPDSCH与R9基本相同,MPDCCH取代PDCCH解调信号DL:CRSUL:DMRSDL:NRSUL:NDMRS与R9基本相同上下行信道探测下行CSI，上行SRS没有CSI，没有SRSCEModeA支持CSI和SRS，CEModeB都不支持下行数据信道PDSCHNPDSCHPDSCH，增加重传，CEModeB还支持解调前的数据合并QPSK,16QAM,64QAMPQPSKQPSK/16QAM1/3turbocoding1/3Tailbitingconvolutionalcoding1/3turbocoding多HARQ并行单HARQ多HARQ并行单子帧传输一个传输块或二个传输块单个或多个子帧传输一个传输块单子帧传输一个传输块下行控制信道PDCCHNPDCCHMPDCCH(类似于EPDCCH)和PDSCH在同一个子帧，占用前几个OS占用单独的下行子帧占用单独的下行子帧DCIFormat0/1/1A/2/2A/3/3A…DCIFormatN0/N1/N2DCIformat6-0A/6-0B/6-1A/6-1B/6-2上行数据信道PUSCHNPUSCHPUSCH，增加重传，CEModeB还支持解调前的数据合并15kHzsub-carrierspacing15kHzor3.75kHzsub-carrierspacing15kHzsub-carrierspacing1/3turbocoding1/3turbocoding1/3turbocoding单子帧传输一个传输块或二个传输块以ResourceUnit(可以跨多个子帧)作为传输块的传输单位单子帧传输一个传输块UL-SCH和UCI在同一个子帧发送UL-SCH和UCI在不同子帧发送UL-SCH和UCI在同一个子帧发送多HARQ并行，同步HARQ，支持自适应重传多HARQ并行，异步HARQ，不支持自适应重传(没有PHICH)省电技术DRXPSMext.I-DRX(upto3hr)C-DRX(support5.12sand10.24s)PSMext.I-DRX(upto44min)C-DRX(support5.12sand10.24s)PowerClass23dBm23dBm,othersTBD23dBm,20dBm2eMTC基本参数和性能列表(与R9的对比)eMTC基本特性：可以部署在任何LTE频段上在同样的带宽内和其他LTE业务共存支持FDD,TDD,halfduplexmodesLTE基站仅需要软件升级MainPHY/RFfeatures:窄带收发，1.08MHzbandwidth窄带跳频以获得频率分集增益上下行数据重传以获得覆盖增强(DL/ULharq都支持重传子帧解调前数据合并)相比于Cat0，reducedbandwidth,reducedTMsupport,reducedHARQExtendedC-DRXandI-DRXConnectedMode(C-eDRX)ExtendedDRXcyclesof5.12sand10.24saresupportedIdleMode(I-eDRX)ExtendedDRXcyclesupto~44min3物理层信道和信号描述3.1NarrowbandsBL/CE接收和发送的带宽被称为Narrowband，是在当前小区带宽中定义的连续6个RB，并且对小区整个带宽的Narrowband进行了编号，在PUSCH/PDSCH的调度Grant中，都会指示当前发送/接收使用哪一个narrowband。协议描述如下：Anarrowbandisdefinedassixnon-overlappingconsecutivephysicalresourceblocksinthefrequencydomain.Thetotalnumberofuplinknarrowbandsintheuplinktransmissionbandwidthconfiguredinthecellisgivenby6ULRBULNBNNThenarrowandsarenumbered1,...,0ULNBNBNninorderofincreasingphysicalresource-blocknumberwherenarrowbandNBniscomposedofphysicalresource-blockindices2and12modif162and12modif602modif6ULNBNBULRB0NBULNBNBULRB0NBULRB0NBNnNiinNnNiinNiinwhere2625,...,1,0ULNBULRB0NNii下图显示了不同系统带宽下narrowband的分配情况：3.2Guardperiodfornarrowbandsretuning不管是上行发送还是下行接收，BL/CEUE都可能出现相邻子帧之间在不同的narrowband上收发，因此需要重新配置RF的收发中心频点，这个过程称之为narrowbandsretuning。Retuning期间需要打掉2个OS的收发。发送期间的narrowbandsretuning，针对连续两个子帧在不同的narrowband上发送的情况：如果前后子帧都是PUSCH，或前后子帧都是PUCCH，则需要打掉前一个子帧的最后一个OS和后一个子帧的前一个OS；如果前一个子帧是PUCCH，后一个子帧是PUSCH，如果PUCCH本身已经使用了shortenedPUCCHformat(最后一个OS不发送)，则仅需要再打掉PUSCH子帧的第一个OS；如果前一个子帧是PUCCH，后一个子帧是PUSCH，但PUCCH没有使用shortenedPUCCHformat(为什么不主动使用？难道只能是因为SRS使用shortenedPUCCH，而不能因为narrowbandsretuning主动使用shortenedPUCCH？)，则打掉后一个PUSCH子帧的前2个OS如果前一个子帧是PUSCH，下一个子帧是PUCCH，打掉PUSCH的后2个OS.猜测这里的原则:能靠打掉PUSCH作出2个OSguardperiod的，就不要主动打PUCCH的OS了。接收期间的narrowbandsretuning：当UE前一个子帧和后一个子帧的接收在不同的narrowband上，则可以最多打掉后一个子帧的头两个OS作为guardperiod。对于TDD，从上行切换到下行时，如果上下行在不同的narrowband，则会须打掉下行子帧的头两个OS作为guardpeirod。下图说明不同子帧在不同Narrowband接收导致的RFretuning：3.3ValidBL/CEUL/DLsubframe在SIB1-BR里面如果携带了fdd-DownlinkOrTddSubframeBitmapBR-r13和fdd-UplinkSubframeBitmapBR-r13，则根据这两个参数确定BL/CE的有效上下行子帧；否则，所有非MBSFN子帧都是有效的BL/CE上下行子帧3.4PUSCH与LegacyLTE的PUSCH处理基本相同，