看完此文还不懂NB-IoT,你就过来掐死我吧...( 六 )


看完此文还不懂NB-IoT,你就过来掐死我吧...

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(1)UE发送随机接入前导码
(2)网络发送随机接入响应(包含TA命令和将在第三步使用的上行链路资源调度)
(3)UE使用调度资源,并向网络回应身份标识
(4)网络发送消息,解决多UE竞争接入问题 。
为了满足不同的覆盖范围,系统可以在小区内配置最多三个资源配置,每个配置指定随机接入前导码的重复值 。终端会根据其测量的下行信号强度来估计覆盖水平(CE Level),并使用根据覆盖水平配置的资源来发送发送随机接入前导码 。
NB-IoT允许使用以下参数在时、频上灵活配置资源:
时域:资源的周期性,资源的开始时间 。
频域:频率位置(基于子载波偏移)和子载波数 。
总之,终端通过测量下行信号强度来决定CE Level,并使用该CE Level指定的资源,发送随机接入前导码 。一旦随机接入前导码传送失败,NB-IoT终端会在升级CE Level重新尝试,直到尝试完所有CE Level的资源为止(如下图) 。
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NB-IoT的随机接入过程和LTE非常相似,不再多述 。
5.7 调度和HARQ
由于资源有限且支持重复传送,若上行采用同步自适应HARQ会导致上行资源运用更加困难,因此,NB-IoT的上下行都采用异步自适应HARQ,即根据新接收到的DCI()来决定重传 。另外,为了降低终端的复杂度,NB-IoT只支持一个HARQ过程,并且允许和更长的UE解码时间 。
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以上图为例,调度命令通过承载于NPDCH的DCI传送,NPDCH使用AL( )1或AL2传送DCI 。对于AL1,两个DCI复用于一个子帧,否则一个子帧仅携带一个DCI(即AL-2),以降低编码率和提升覆盖 。通过重传增强覆盖,每次重传占用一个子帧 。
DCI可以用于调度下行数据或上行数据 。
对于调度下行数据,在DCI中指示与相关联的之间的精确时间偏移 。考虑物联网设备有限的计算能力,结束与相关的开始之间的时间偏移至少为4ms 。
在接收到之后,终端需使用2反馈HARQ确认 。DCI中指示携带HARQ确认消息的的资源 。考虑物联网设备有限的计算能力,结束与相关HARQ确认开始之间的时间偏移至少为12ms 。
对于上行链路调度和HARQ操作,结束与相关开始之间的时间偏移至少为8ms 。在完成传送之后,UE监视,以确认基站是否正确接收到,还是需要进行重传 。
总结
最后,我们再总结一下NB-IoT的一些性能 。
1)峰值数据速率
一个最大的TBS为,时长为3ms,因此,NDSCH峰值物理层速率为/3ms=226.7 kbps 。同理,峰值数据速率为1000 bits/4ms= 。然而,考虑DCI, / 和HARQ确认之间的时间偏移,下行和上行的峰值吞吐量都低于上述数值 。
2)覆盖
NB-IoT达到比LTE Rel-12高20 dB的最大耦合损耗(MCL) 。覆盖范围的增强是通过增加重传次数来减少数据速率而实现的 。通过引入单个子载波传输和 π/2-BPSK调制来保持接近于0dB的PAPR,从而减小由于功率放大器(PA)功率回退引起的覆盖影响,确保覆盖增强 。15kHz单频若配置最大重传(128)和最低调制和编码方案时,物理层速率约20bps 。而配置最大重传(512)和最低调制和编码方案时,物理层速率可到35bps 。这些配置接近170dB耦合损耗,而LTE R12最高约142dB 。
3)设备复杂性
为了降低终端复杂性,NB-IoT设计如下:
●下行和上行的传输块大小明显减少
●下行只支持一个冗余版本
●上下行仅支持单流传输