NB-IOT系統(tǒng)概要介紹課件

1、NB-IoT系統(tǒng)概要介紹目錄NB-IOT應(yīng)用場景1NB-IoT 概述2NB-IoT技術(shù)簡介及與LTE差異分析3NB-IOT應(yīng)用場景1全球物聯(lián)網(wǎng)布局已快速展開未來每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接貢獻(xiàn)的年收入將為27.8美元，是移動(dòng)用戶的1/410年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將達(dá)到移動(dòng)通信用戶的10倍以上。中國物聯(lián)網(wǎng)也將同步快速發(fā)展。國際物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)布局已全面展開物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用呈突破趨勢未來十年物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量預(yù)計(jì)在百億量級物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化持續(xù)推進(jìn)各類無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)： WiFi 、ZigBee、Sigfox 、V2X、NB-IoT人與人的通信數(shù)量接近飽和傳統(tǒng)234G網(wǎng)絡(luò)并不滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大連接、低功耗、低成本的要求。物聯(lián)

2、網(wǎng)：擁有巨大的潛力商業(yè)藍(lán)海物聯(lián)需求存在電信行業(yè)值得期待的新業(yè)務(wù)來源數(shù)據(jù)來自：CAICT單位：億NB-IoT是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)新契機(jī)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的痛點(diǎn)終端功耗過高無法支持海量終端典型場景網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足，如：無線抄表終端成本過高當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)碎片化現(xiàn)狀技術(shù)碎片化：操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)多樣局域物聯(lián)網(wǎng)：Wifi、ZigBee、Bluetooth，廣域物聯(lián)網(wǎng)：Sigfox，LoRa，MTC/eMTC/NB-IoT，應(yīng)用碎片化：需求多樣化、垂直行業(yè)管理、終端形態(tài)與分布差異化產(chǎn)業(yè)碎片化：芯片、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營4.5G NB-IoTNB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)市場，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗少

3、、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)，或許會(huì)成為終結(jié)碎片化、統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)契機(jī)。全球40億個(gè)運(yùn)營商2.3億個(gè)小于6%運(yùn)營商在全球物聯(lián)網(wǎng)市場占比小，亟待突破！占比NB-IoT 概述2NB-IOT關(guān)鍵需求及性能指標(biāo)大連接，接入能力增強(qiáng)低功耗、低成本設(shè)計(jì)覆蓋能力增強(qiáng)大低強(qiáng)室外大覆蓋，室內(nèi)穿透能力提升比現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)提升20dB支持海量的低吞吐量終端每小區(qū)支持用戶5萬+終端超低功耗低成本5Wh的電池可供終端使用10年5萬用戶為小區(qū)內(nèi)部署的終端數(shù)，并發(fā)用戶數(shù)較少用戶為小數(shù)據(jù)包且業(yè)務(wù)不頻繁（100bit3kbit，至多秒級）支持多載波（多頻點(diǎn)小區(qū)）基于小區(qū)列表的尋呼優(yōu)化上行的時(shí)延可放寬到10s以上上行單子載波傳輸，支持

4、更小的子載波間隔物理信道的重復(fù)發(fā)送基于覆蓋等級的尋呼優(yōu)化和隨機(jī)接入NB-IoT測試需求低功耗測試a)需根據(jù)具體的業(yè)務(wù)類型構(gòu)建貼近現(xiàn)實(shí)的功耗模型；b)終端電池自放電情況測試；c)在不同的環(huán)境條件及業(yè)務(wù)模型下終端整機(jī)耗電測試；d)為降低終端耗電所采用的終端休眠機(jī)制測試等大容量測試遠(yuǎn)覆蓋測試a)在確定資源配置下支持同時(shí)接入的最大用戶數(shù)目；b）基于給定上行業(yè)務(wù)模型的上行連接數(shù)目/容量極限測試；c)基于給定下行業(yè)務(wù)模型的下行連接數(shù)目/容量極限測試；d)基于給定上下行混合業(yè)務(wù)模型的連接數(shù)目/容量極限測試；a）下行信號強(qiáng)度、覆蓋半徑等下行覆蓋的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)b)上行覆蓋能力也對終端的射頻發(fā)射功率、OTA、帶外

5、干擾等指標(biāo)進(jìn)行考察；c)測試在不同信道條件下的系統(tǒng)性能：地鐵與地下室環(huán)境下（MCL154dB）性能測試；室內(nèi)或者樓梯間配電箱內(nèi)條件下（144dBMCL154dB）的性能測試；室外良好環(huán)境下（MCL= X1，啟動(dòng)第1個(gè)GAP，X1 R_NPDCCH_max = X2，啟動(dòng)第1個(gè)GAP。GAP在 PDSCH-ConfigCommon-NB/DLGap-Config-NB下配置：dlGap-AnchordlGap-AdditionaldlGap-Threshold n32, n64, n128, n256dlGap-Periodicity sf64, sf128, sf256, sf512dlGap

6、-DurationCoeff oneFourth, oneEighth, threeEighth, oneHalf調(diào)度上行GAP引入GAP配置GAP配置 針對NPUSCH信道，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定終端完成256ms的數(shù)據(jù)傳輸后，要配置40ms的UL Gap時(shí)間用來進(jìn)行頻率偏移的糾正，剩下的數(shù)據(jù)順延后再發(fā)送。 針對NPRACH信道，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定終端完成64次Preamble重復(fù)發(fā)送后，要配置40ms的UL Gap時(shí)間用來進(jìn)行頻率偏移的糾正，剩下的Preamble重復(fù)順延后再發(fā)送調(diào)度調(diào)度影響性因素分析NPDSCH和NPUSCH中的TB占用的時(shí)域長度是可變的；NPDCCH與NPDSCH和NPUSCH只能時(shí)分復(fù)用；U

7、E單雙工通信的影響；同步信號、廣播信息對資源的影響；NPDSCH/NPUSCH與NPDCCH存在時(shí)延，eNB只能調(diào)度當(dāng)前子幀的NPDCCH，同時(shí)確定之后一段時(shí)間的NPDSCH/NPUSCH；在調(diào)度NNPDSCH的同時(shí)需要考慮其上行反饋NPUSCH format2的調(diào)度信息。大重復(fù)次數(shù)對多UE調(diào)度的資源分配的影響；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大重復(fù)次數(shù)對Paging時(shí)機(jī)的影響；大重復(fù)次數(shù)下引入GAP的影響；總體調(diào)度過程HL概述HL變化RRC_IDLE系統(tǒng)消息監(jiān)聽尋呼RRC連接建立終端控制的移動(dòng)性RRC連接掛起/恢復(fù)UE及基站上保持接入層上下文RRC_Connected資源調(diào)度接收發(fā)送RRC信令收發(fā)數(shù)據(jù)NB-IoT

8、 HL層功能LTE HL層功能RRC_IDLE系統(tǒng)消息監(jiān)聽尋呼RRC連接建立終端控制的移動(dòng)性空閑態(tài)DRXRRC_Connected資源調(diào)度接收發(fā)送RRC信令收發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制的移動(dòng)性（切換、測量報(bào)告）監(jiān)聽尋呼和系統(tǒng)消息信道質(zhì)量反饋廣覆蓋大連接低功耗低成本系統(tǒng)信息優(yōu)化延長系統(tǒng)信息的有效性；優(yōu)化小區(qū)接入和小區(qū)重選信息空閑態(tài)優(yōu)化延長DRX周期長度，擴(kuò)大尋呼發(fā)送窗長接入控制優(yōu)化優(yōu)化AS層接入控制，異常報(bào)告接入優(yōu)先信令優(yōu)化取消SRB2,SRB1可傳輸承載小數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)EUTRA優(yōu)化HL變化內(nèi)容控制面優(yōu)化MME支持通過NAS信令進(jìn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，無需建立DRB用戶面優(yōu)化UU和S1-U的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程不變，簡化UU口

9、和S1-AP的信令交互，EPS優(yōu)化UE對小區(qū)的選擇需要同時(shí)滿足Srxlev 0 (RSRP) AND Squal 0(RSRQ)支持小區(qū)同頻和異頻重選，不區(qū)分頻點(diǎn)優(yōu)先級，按RSRP的rank排序同頻小區(qū)支持配置個(gè)性偏移，異頻小區(qū)不支持配置個(gè)性偏移不支持異系統(tǒng)測量支持RLF(無線鏈路失敗)檢測連接態(tài)移動(dòng)性管理IDLE態(tài)CP模式的SRB1 bis(no pdcp)和UP 模式SBR1 (normal pdcp)使用不同的邏輯通道IDRRC連接建立請求增加UE是否支持multitone和multiPRB的字段RRC連接建立取消緊急呼叫、高優(yōu)先級接入的cause,增加異常上報(bào)RRC連接reject中W

10、aitTime擴(kuò)大取值范圍支持小區(qū)reserve和小區(qū)Bar支持分PLMN的AC接入控制，不區(qū)分MoData和MoSignal接入控制信令增強(qiáng)接入控制&信令增強(qiáng)NB-IoT支持功能為：-Network sharing (up to 6 PLMNs);-Access control (per PLMN);-Cell barring and cell reservation; -Differentiation in access of exceptional reporting and normal reporting;-Intra-frequency and inter-frequency ce

11、ll reselection; -Power Saving Mode;-Idle mode DRX with DRX cycle values in the “normal” range and in eDRX range;-In-order delivery;-Positioning.NB-IoT不支持的功能為:-Inter-RAT cell reselection or inter-RAT mobility in connected mode (Note that in this respect NB-IoT is a separate RAT from LTE);-Public warn

12、ing functions like CMAS, ETWS and PWS;-Handover and measurement reporting; -GBR (QoS);-CSG;-Relaying;-Dual connectivity;-MBMS;- Real time services;-In-device coexistence;-RAN assisted WLAN interworking;-Prose (including direct communication and direct discovery);-Minimization of Drive Tests (MDT);-

13、Limited service state and emergency call are not supported;-CS services and CS fallback;-SSAC and ACB-skip;-Network Assisted Interference Cancelation (NAICS).NB-IoT在E-UTRAN基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡化，控制面優(yōu)化CP 模式MME承擔(dān)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功。支持IP/NonIP數(shù)據(jù)傳輸PDN to SCEF 只支持NonIP數(shù)據(jù)傳輸無需DRB,沒有S1-U減少信令開銷CP 模式總體流程CP模式基站相關(guān)信令注:The UE may also indi

14、cate in a Release Assistance Information in the NAS PDU whether Downlink data transmission (e.g. Acknowledgement or response to Uplink data) subsequent to the Uplink Data transmission is expected or not.用戶面優(yōu)化UP 模式UU口和S1-U數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程沒有任何改變增加suspend/resume過程，減少信令UU口和S1-AP口信令一個(gè)用戶最多支持2個(gè)DRB,均為NGBR承載UE-stores

15、the AS information;eNodeB:-stores the AS information, -the S1AP association and the bearer context for that UE;-AS Context should be transferred between the eNodeBs;MME stores the S1AP association and the bearer context for that UE;跨站的Resume過程ResumeID組成:20bit ENBID+20bit ENB內(nèi)UEIDCP和UP模式的關(guān)系 UE在Attach

16、過程指示MME自己希望采用數(shù)據(jù)傳輸模式，MME做最終的決策。 CP模式是UE必須支持的，UP模式可選。一條RRC連接可以同時(shí)支持CP和UP模式數(shù)據(jù)的傳輸。RRC連接可以從沒有激活安全之前 “TM PDCP / no PDCP” 模式(CP方式)轉(zhuǎn)換到“normal PDCP”（UP模式），但是不能反向轉(zhuǎn)換。RAN2假設(shè)，如果UE丟失了上下文，由NAS層選擇是重新進(jìn)行DRB建立(UP)過程，還是通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。系統(tǒng)信息靜態(tài)配置，無需PDCCH動(dòng)態(tài)指示MIB中廣播SIB1的調(diào)度信息，SIB1中指示其它SIB的調(diào)度信息SI窗長和周期均被擴(kuò)展si-WindowLength for NB-IoT

17、is ENUMERATED ms160, ms320, ms640, ms960, ms1280, ms1600,si-Periodicity for NB-IoT is ENUMERATED rf256, rf512, rf1024, rf2048, rf4096, rf8192, rf16384SIB1 - 小區(qū)接入和選擇，其他SIB調(diào)度信息SIB2 -無線資源配置信息;SIB3 - 同頻、異頻小區(qū)重選信息;SIB4 用于重選的同頻鄰小區(qū)信息;SIB5 用于重選的異頻鄰小區(qū)信息;SIB14 接入控制;SIB16- GPS time and UTC info MIB中包含ValueTag,指示系統(tǒng)信息的變化SIB1中包含ValueTagList指示其他SIB的變化系統(tǒng)信息有效期從3小時(shí)擴(kuò)展到24小時(shí)系統(tǒng)信息變化只需在PDCCH 通過Direction information指示，無需載空口發(fā)Paging信令連接態(tài)的UE無需監(jiān)聽系統(tǒng)信息的變化系統(tǒng)信息調(diào)度系統(tǒng)信息內(nèi)容系統(tǒng)信息更新不同覆蓋等級的UE空口發(fā)送Paging的重復(fù)次數(shù)不同支持?jǐn)U展Drx,最大paging eDRX cycle 等于1024 HSFN核心網(wǎng)和UE在Att