NB-IoT演进方向

mine670

R15对于NB-IoT：

主要集中在降低UE功耗和增强Rel-13/14 NB物联网空中接口和协议层的部分；其他新功能包括支持small cell、NB IoT独立操作模式扩展和TDD。

1.1、空闲模式唤醒信号（FDD）

当UE位于DRX或eDRX状态时，它必须进行定期检查是否有寻呼消息。在大多数情况下，没有消息到达UE，UE消耗的功率本可以节省。此功能允许eNB向UE发送“唤醒信号”（WUS），以指示UE必须监视NPDCCH进行寻呼，否则允许UE跳过寻呼过程。这使得UE可在更长的时间内关闭部分硬件，并节省对NPDCCH和NPDSCH进行寻呼解码的功耗。根据网络要求UE在接收WUS后“唤醒”的时间长短，UE可以仅保持打开专用于WUS检测的接收器，从而允许UE的大部分传统硬件保持在非常低的功率状态。

1.2、调度请求（FDD）

在Rel-13/14nb-IoT中，调度请求（SR）仅作为一个更高层的处理过程，它触发一个随机访问过程，请求足够的UL资源来发送缓冲区状态报告（BSR）。Rel-15增加了新的、更节省资源和能源的方法，可以通过eNB配置来实现这一目标。

对于连接态UE，eNB能够通过RRC配置用于UE发送BSR的周期性NPUSCH资源，因此当挂起的业务到达UE的缓冲器时通知eNB。资源通过NPDCCH上的动态信令被激活和取消激活（“释放”）。

连接态UE能够在物理层向eNB发送请求，以被授予NPUSCH资源来发送BSR。这可以通过使用预先配置的NPRACH传输的专用信号来完成，或者通过将请求“稍待确认”到来自UE的HARQ ACK或NACK传输上（如果可用），通过将覆盖码应用到ACK或NACK符号来完成。

1.3、Early data transmission（FDD）

空闲模式UE能够在随机存取过程的Msg3中传送数据，其承载在328到1000比特之间。在eNB成功接收之后，随机访问过程终止并且UE不转换到连接模式。如果其挂起数据小于eNB配置的最大允许大小，则UE通过使用预先配置的NPRACH资源集来请求EDT的授权以用于其前导码传输。eNB可以允许UE发送小于最大允许大小的数据量，以减少发送填充位所花费的功率。

1.4、快速释放RRC连接（FDD和TDD）

在接收到RRCConnectionRelease消息之后，NB IoT UE必须等待，等待时间为最大10秒，以防较低层没有指示接收的成功确认。该特性允许，在UE未被轮询的情况下，UE可以考虑在UE发送HARQ ACK后立即成功地确认RRCConnectionRelease消息的接收。这个特性是从Rel-14规范中引入的。

1.5、小区重选的放松监测（FDD和TDD）

此特性允许在NB IoT UE静止和/或网络拓扑不变并且UE电池寿命可相应延长的情况下避免大部分RRM监视。网络使用“NRSRP delta”阈值配置UE，当RSRP中其当前小区的变化小于阈值时，UE不需要监视相邻小区24小时。这个特性是从Rel-14规范中引入的。

1.6、RLC UM（FDD和TDD）

Rel-15增加了对RLC未确认模式（UM）的支持，以补充Rel-13中引入的已确认模式（AM）和透明模式（TM）。这减少了对物联网业务通过空中发送RLC信令的需求，物联网业务可以是延迟和/或损失容忍的，或者可以由应用层恢复。

1.7、窄带测量精度改进（FDD）

窄带二次同步信号（NSSS）或在服务小区上，MIB-NB在窄带物理广播信道（NPBCH）上的传输可用于进行NRSRP测量，作为使用窄带参考信号（NRS）的替代。与NRS相比，NSSS和NPBCH使用更多的资源元素进行传输，这将减少UE需要处理的子帧的数量，以达到给定的测量精度。

1.8、NPRACH距离增强（FDD）

NB-IoT有时部署在半径100公里的小区内。Rel-13 NPRACH支持最大40km的小区半径，并明确了UE范围。在该距离之外，因为NPRACH是纯正弦波传输，eNB无法精确确认UE的范围。介绍了一种新的NPRACH格式，其子载波间隔为1.25khz，循环前缀为800μs，加上跳频，足以实现120km范围内的距离确定。

1.9、支持Small Cell（FDD和TDD）

NB IoT中定义了eNB功率等级，以允许将eNB部署为microcell、picocell和femtocell，它们使用比宏站更低的最大发射功率。

1.10、缩短系统采集时间（FDD）

在FDD中，当SIB1-NB以16个重复（支持的最大值）被发送时，eNB可以在锚定载波和非锚定载波上发送包含SIB1-NB重复的附加子帧，以允许更快地解码SIB1-NB并降低UE在小区接入期间的功耗。与Rel-13支持最多8次SIB1-NB重复相比，Rel-15允许16次重复。

1.11、UE区分（FDD和TDD）

网络能够在MME中收集和存储关于UE及其业务概况的信息。这可用于根据UE的电池寿命或电源、移动性以及它倾向于具有要传输的业务时来改进UE的调度。

1.12、访问限制增强（FDD和TDD）

在Rel-13中，网络可以在单元特定的基础上在高负载时禁止UE。该特性允许UE在每个覆盖级别上被禁止，使得处于更深覆盖级别并且需要更多次重复传输的UE可以与其他资源密集度较低的UE分开被禁止。

1.13、混合部署操作（FDD）

在Rel-13中，一个独立部署的锚定或非锚定NB-IoT载波只能与另一个独立部署载波一起配置。此功能允许独立部署的锚定载波与带内/保护带部署的非锚定载波一起配置或者带内/保护带部署的锚定载波与独立部署的非锚定载波一起配置。这允许将部署在非LTE频谱的NB-IoT载波，与部署在LTE频谱上的NB-IoT载波相连接。

1.14、功率余量报告功能增强（FDD）

在Rel-13中，UE根据覆盖率从两个表中的一个表生成功率余量报告（PHR），每个表包含四个条目。该特性将Msg3中传输的PHR的粒度提高到16个级别。

1.15、TDD

引入了对TDD的支持，将Rel-13NB IoT特性与Rel-14特性结合起来：UE CategoryNB2、双HARQ处理、多载波RACH和寻呼以及OTDOA[1]。支持所有LTE UL/DL子帧配置（除配置0和6外）并且支持所有LTE特殊子帧配置。此外，上面描述的一些Rel-15特性与FDD/TDD无关，因此可以用于两者。

R16对于NB-IoT：

目标是为NB-IoT FDD的机器类型通信指定以下一组改进。

2.1、提高了DL传输效率和/或降低了UE功耗：

•指定支持移动终端（MT）早期数据传输（EDT）[RAN2，RAN3]

•指定对UE组唤醒信号（WUS）的支持[RAN1、RAN2、RAN3、RAN4]

2.2、提高UL传输效率和/或降低UE功耗：

•根据具有有效时间提前量的UE的SC-FDMA波形，指定在空闲态下在预配置资源中传输的支持[RAN1、RAN2、RAN4]

o共享资源和专用资源

注意：这仅限于正交（多）接入方案

2.3、调度增强：

•为SC-PTM和单播指定调度多个具有单DCI的DL/UL传输块[RAN1，RAN2]

2.4、网络管理工具增强：

•SON支持报告[RAN2，RAN3]

o小区整体同一性和最强被测小区（ANR）

o随机存取性能

o无线链路故障（RLF），如果需要

2.5、改进的多载波操作：

•定义了Msg3 非锚定接入的质量报告 [RAN1、RAN2、RAN4]

•定义了锚定载波与非锚定载波连接态下的质量报告。质量报告不在物理层。[RAN1,RAN2, RAN4]

•指定信令，以在非锚定载波上指示寻呼一组子帧，这些子帧将包含NRS，即使在未发送寻呼NPDCCH时也是如此[RAN1，RAN2，RAN4]

2.6、移动性增强：

•定义节能的NB-IoT机制，该机制有助于NB-IoT的空闲态随机接入技术间选择从LTE、LTE-MTC、GERAN[RAN2]

2.7、提高延迟：

•指定对UE的特定DRX的支持，并考虑扩展当前DRX范围[RAN2，SA2，CT1]

2.8、与NR共存

•指定在DL中为UL/DLFDD/TDD NB-IoT非锚定载波预留NB-IoT资源，以避免NB-IoT部署在NR载波内时NR和NB-IoT之间的资源重叠[RAN1，RAN2，RAN4]。

•对于NB-IoT带内、保护带和独立部署与NR共存的情况，包括配置在15kHz SS块SCS中的NR和38.101-1中规定的30kHz SS块SCS的情况，探究以下情况：[RAN4]

o 15KHz、30KHz和60KHz 的NR FR1相关频带，优先权首先为15KHz，然后为30KHz

o NB-IoT和NR之间的信道光栅、PRB和副载波网格对齐

o 研究可行NB IoT载波放置分配不包括射频后向兼容性影响和兼容Rel'13 NB IoT和Rel'15 NR，以在不同NR信道带宽内同时工作

o 研究与NR共存时，带内和保护带工作模式是否仍允许+6dB下行链路功率提升

o NR和NB IoT之间的同步问题，包括时间提前量

o NB-IoT和NR中的频带支持

o适用于射频的可测试性

o R15 NR与R13/R14/R15 NB IoT共存。

注：在RAN1完成R16 NB-IoT共存方面的目标后，评估R15 NR和R16 NB-IoT之间的共存。

2.9、连接到5GC：

•指定对以下功能的支持[RAN2，RAN3]

o支持CM-IDLE中的扩展DRX

o支持用户平面CIoT优化

o支持EDT以实现NAS上的数据和用户平面CIoT优化

o支持NAS上数据的用户间QoS（不同NB IoT用户间的资源优先级）

o支持限制使用增强覆盖

o向RAN提供预期UE行为信息

o SIB中的附加信息，以指示支持的CIoT特性；RRC中UE支持的CIoT特性的指示