NB-IOT技术及优化

1、NB-IOT技术及优化NB-IOT 技术及优化目录1 .NB-IOT关键技术51.1强覆盖：51.2低成本：51.3小功耗：71.4大连接：82 .NB-IOT 帧结构92.1下行物理层结构92.2上行物理层结构2.3上行资源单元RU113 .NB-IOT 网络架构123.1CP和UP传输方案133.2CP和UP方案传输路径对比143.3CP和UP协议栈对比143.3.1CP方案的控制面协议栈14 3.3.2UP方案的控制面协议栈152.4状态转换154 .信令流程4.1CP传输方案端到端信令流程184.1RRC连接建立过程204.2UP传输方案端到端信令流程224.3RRC挂起流程(Susp

2、endConnectionprocedure )244.4RRC恢复流程(ResumeConnectionprocedure )254.5CP/UP方案网络协商流程265 .覆盖优化弱覆盖285.1SINR 差285.2重叠覆盖问题点285.3覆盖指标要求：286 .重选优化286.1重选时延统计方法：296.2判断小区重选是否成功:296.3重选成功率统计：296.4脱网重搜时延统计：参数优化:30覆盖等级门限30SIB1重复次数30SIB2周期30同频重选测量门限配置标示31同频小区重选指示31加密算法优先级31完整性保护算法优先级32MIB和SIB加扰开关33eDRX开关33定时器T30

3、033定时器T31034UE不活动定时器341.NB-IOT 关键技术NB-IOT 属于LPWA技术的一种，它具备强覆盖、低成本、小功耗、大连接这四个关键 特点。1.1强覆盖：较GSMt 20db增益，1 、采用提升IOT终端的发射功率谱密度（PSD Powerspectraldensity）；2 、通过重复发送，获得时间分集增益，并采用低阶调制方式，提高解调性能，增强 覆盖；3 、天线分集增益，对于 1T2R来说，比1T1R会有3db的增益。20db=7db （功率谱密度提升）+12db （重传增益）+0-3db（多天线增益）1.2低成本：NB-IOT 基于成本考虑，对 FDD-LTE的全双

4、工方式进行阉割，仅支持半双工。带来的好 处当然是终端实现简单，影响是终端无法同时收发上下行，无法同时接收公共信息与用户 信息。?上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行；?基站/终端在不同的时间进行信道的发送 /接收或者接收/发送? H-FDD F-FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收，终端相对全 双工FD蹂端可以简化，只保留一套收发信机即可，从而节省双工器的成本；NB-IOT 终端工作带宽仅为传统 LTE的1个PRB带宽（180K）,带宽小使得 NB不需要 复杂的均衡算法。带宽变小后，也间接导致原有宽带信道、物理层流程简化。下面仅粗略讲解，以后单 独成系列篇讲解物理层。下行取消

5、了 PCFICH PHICH后将使得下行数据传输的流程与原LTE形成很大的区别，同样一旦上行取消了 PUCCH那么必然要解决上行控制消息如何反馈的问题，这也将与现 网LTE有很大的不同。?终端侧RF进行了阉割，主流 NB终端支持1根天线（协议规定 NRSgtJ1或者2天 线端口）?天线模式也就从原来的1T/2R 变成了现在的1T/1R,天线本身复杂度，当然也包括天线算法都将有效降低?FD全双工I割为H叶双工，收发器从 FDD-LTE勺两套减少到只需要一套?低采样率，低速率，可以使得缓存Flash/RAM要求小（28kByte ）?低功耗，意味着RF设计要求低，小PA就能实现?直接砍掉IMS协议

6、栈，这也就意味着 NB将不支持语音（注意实际上 eMTCg可以支 持的）各层均进行优化?PHY 物理层：信道重新设计，降低基本信道的运算开销。比如 PHY层取消了 PCFICH PHICH等信道，上行取消了 PUCCH口 SRSMAC层：协议栈优化，减少芯片协议栈处理流程的开销。? 仅支持单进程 HARQ（相比于LTE原有的最多支持 8个进程process , NB仅支持单 个进程。）；? 不支持MAC!上行SR SRS CQI上报。没了 CQI, LTE中的AMC（自适应调制编 码技术）功能不可用？不支持非竞争性随机接入功能；?功控没有闭环功控了，只有开环功控（如果采用闭环功控，算法会麻烦得

7、多，调 度信令开销也会很大）。?RLC层：不支持RLCUM （这意味着没法支持 VoLTE类似的语音）、TM模式（在LTE中走TM的系统消息， 在NB中也必须走AM ；?PDCP : PDCP勺功能被大面积简化，原 LTE中赋予的安全模式、RoHCE缩等功能直接 被阉割掉；?在RRC1:没有了 mobility 管理（NB将不支持切换）；新设计 CR UP方案简化 RRC言令开销；增加了 PSM eDRX等功能减少耗电。1.3小功耗：PSM 技术原理，即在IDLE态下再新增加一个新的状态 PSM（idle的子状态），在该状 态下，终端射频关闭（进入冬眠状态，而以前的DRX犬态是浅睡状态），相当

8、于关机状态（但是核心网侧还保留用户上下文，用户进入空闲态/连接态时无需再附着/PDN建立）。在PSM状态时，下彳f不可达，DDNH达MM所，MME!知SGV®存用户下行数据并延 迟触发寻呼；上行有数据/信令需要发送时，触发终端进入连接态。终端何时进入PSM犬态，以及在PSM犬态驻留的时长由核心网和终端协商。如果设备 支持 PSM（PowerSavingMode ),在附着或 TAU(TrackingAreaUpdate )过程中，向网络申请一个激活定时器值。当设备从连接状态转移到空闲后， 该定时器开始运行。当定时器终止，设备进入省电模式。进入省电模式后设备不再接收寻 呼消息，看起来设

9、备和网络失联，但设备仍然注册在网络中。UE进入PSM模式后，只有在UE需要发送MC®据，或者周期TAU/RAU£时器超时后需要执行周期 TAU/RAU寸，才会退 出PSM模式，TAU最大周期为310小时。eDRX(ExtendedDRX)DRX状态被分为空闲态和连接态两种，依次类推eDRX也可以分为空闲态eDRX和连接态的eDRX不过在PSMfr已经角1释，IOT终端大部分呆在空闲态，所以咱们这里主要讲解 空闲态eDRX的实现原理。eDRX作为Rel-13中新增的功能，主要思想即为支持更长周期的寻呼监听，从而达到 节电目的。传统的2.56s的寻呼间隔对IOT终端的电量消耗较

10、大，而在下行数据发送频率 小时，通过核心网和终端的协商配合，终端跳过大部分的寻呼监听，从而达到省电的目的。1.4大连接：每个小区可达50K连接，这意味着在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50100倍的接入数。第一：NB的话务模型决定。NB-IoT的基站是基于物联网的模式进行设计的。它的话 务模型是终端很多，但是每个终端发送的包小，发送包对时延的要求不敏感。基于 NB-IoT, 基于对业务时延不敏感，可以设计更多的用户接入，保存更多的用户上下文，这样可以让 50k左右的终端同时在一个小区，大量终端处于休眠态，但是上下文信息由基站和核心网 维持，一旦有数据发送，可以迅速进入激活

11、态。第二：上行调度颗粒小，效率高。2G/3G/4G的调度颗粒较大，NB-IoT因为基于窄带，上行传输有两种带宽 3.75KHZ和15KHz可供选择，带宽越小，上行调度颗粒小很多，在同 样的资源情况下，资源的利用率会更高。第三:减小空口信令开销，提升频谱效率。NB-IoT在做数据传输日t所支持的 CP方案(实际上NB还支持UP方案，不过目前系统主要支持 CP方案)做对比来阐述 NB是如何减 小空口信令开销的。CP方案通过在NAS信令传递数据(DoNAS ,实现空口信令交互减少， 从而降低终端功耗，提升了频谱效率。2.NB-IOT 帧结构2.1下行物理层结构根据NB的系统需求，终端的下行射频接收带

12、宽是180KHz由于下行采用15KHz的子载波间隔，因此NB系统的下行多址方式、帧结构和物理资源单元等设计尽量沿用了原有 LTE的设计。频域上：NB占据180kHz带宽(1个RB , 12个子载波(subcarrier ),子载波间隔 (subcarrierspacing )为 15kHz。时域上：NB一个时隙(slot )长度为0.5ms,每个时隙中有 7个符号(symbol)。NB 基本调度单位为子帧，每个子帧1ms (2个slot ),每个系统帧包含 1024个子帧,每个超帧包含1024个系统帧(upto3h )。这里解释下，不同于 LTE, NB中引入了超帧的概念，原因就是eDRX为了

13、进一步省电，扩展了寻呼周期，终端通过少接寻呼消息达到省电的目的。1 个signal圭寸装为 1个symbol7 个symbol封装为1个slot2 个slot封装为1个子帧10 个子帧组合为1个无线帧1024 个无线帧组成1个系统帧(LTE到此为止了)1024 个系统帧组成1个超帧，over。这样计算下来，1024个超帧的总时间=(1024*1024*10)/(3600*1000)=2.9h.2.2上行物理层结构频域上:占据180kHz带宽（1个RB）,可支持2种子载波间隔：? 15kHz:最大可支持12个子载波：如果是15KHz的话，那就真是可以洗洗睡了。 因为帧结构将与LTE保持一致，只是

14、频域调度的颗粒由原来的PR吃成了子载波。关于这种子帧结构不做细致讲解。?3.75kHz :最大可支持48个子载波：如果是3.75K的话，首先你得知道设计为3.75K的好处是哪里。总体看来有两个好处，一是根据在NB-IOT强覆盖之降龙掌谈到的，3.75K相比15K将有相当大的功率谱密度 PSD曾益，这将转化为覆盖能力，二是在仅有的 180KHz的频谱资源里，将调度资源从原来的12个子载波扩展到48个子载波，能带来更灵活的调度。支持两种模式： ?SingleTone（1个用户使用1个载波，低速物联网应用，针对15K和3.75K的子载波都适用，特别适合IOT终端的低速应用）? Multi-Tone（

15、1个用户使用多个载波，高速物联网应用，仅针对15K子载波间隔。特别注意，如果终端支持Multi-Tone的话必须给网络上报终端支持的能力）时域上：基本时域资源单位都为 Slot ,对于15kHz子载波间隔，1Slot=0.5ms ,对于3.75kHz子载波间隔，1Slot=2ms 。2.3上行资源单元RU对于NB来说，上行因为有两种不同的子载波间隔形式，其调度也存在非常大的不同。NB-IoT在上行中根据Subcarrier的数目分别制订了相对应的资源单位RU做为资源分配的基本单位。基本调度资源单位为ru （ResourceUnit ）,各种场景下的 RU寺续时长、子载波有所不同。时域、频域两个

16、域的资源组 合后的调度单位才为RUNPUSCHformat子载波间隔子载波个数每RUSlot 数每Slot持续时长（m9每RU持续时长（m9场景1 （普通数传）3.75kHz116232Single-Tone15kHz1160.58384Multi-Tone64212212(UCI)3.75kHz1428Single-Tone15kHz140.52NPUSCH根据用途被划分为了Format1 和 Format2 .其中 Format1 主要用来传普通数据.，类似于LTE中的PUSC借道，而Format2 资源主要用来传UCI,类似于LTE中的PUCC借道（其中一个功能）。3.75KHzSubc

17、arrierSpacing只支持单频传输，而 15KHzSubcarrierSpacing既支持单频又支持多频传输。对 Fomat1 而言，3.75KHzSubcarrierSpacing的资源单位的带宽为一个 Subcarrier ,时间长度是16个Slot ,也就是32ms长，而15KHzSubcarrierSpacing单频传输，带宽为1个Subcarrier的资源单位有16个Slot的时间长度，即8ms从上可以看出，实际上 Format1两种单频传输占用的时频资源的总和是一样的。对于 15KHzSubcarrierSpacing多频传输来说，共计有三种情况，实际上这三种情况最终占用的时

18、频资源的总和也是一样的。另外，12个Subcarrier的资源单位则有2个Slot的时间长度，即1ms, 此资源单位即是LTE系统中的一个 Subframe o对Fomat2而言，仅仅支持单频传输，3.75KHzSubcarrierSpacing的资源单位和 15KHzSubcarrierSpacing资源单位占用的时频资源的总和也是一样的。2.3系统消息系统信息 MIB-NB(NarrowbandMasterInformationBlock) 承载于周期640ms之周期性出现的 NPBCH(NarrowbandPhysicalBroadcastChannel) 中，其余系统信息如 SIB1-

19、NB(NarrowbandSystemInformationBlockType1）等则承载于所带的排程信息做排程。NPDSCH。SIB1-NB为周期性出现，其余系统信息则由S旧1-NB中SIB-IOTNB-IoT 共有以下几种SIB-NB:SIB1-NB :存取有关之信息与其他系统信息方块排程SIB2-NB:无线资源分配信息SIB3-NB:CellRe-selection 信息SIB4-NB:Intra-frequency的邻近Cell相关信息SIB5-NB:Inter-frequency的邻近Cell相关信息SIB14-NB :存取禁止(AccessBarring)SIB16-NB : GP

20、S寸间/世界标准时间(CoordinatedUniversalTime,UTC)信息CellReselection与闲置模式运作3.NB-IOT 网络架构NB-IoT 的引入，给LTE/EPC网络带来了很大的改进要求。传统的LTE网络的设计，主要是为了适应宽带移动互联网的需求，即为用户提供高带宽、高响应速度的上网体验。但 是，NB却具有显著的区别：终端数量众多、终端节能要求高（现有LTE信令流程可能导致终端耗能高）、以小包收发为主（会导致网络信令开销远远大于数据载荷传输本身大小）、 可能有非格式化的Non-IP数据（无法直接传输）等。?NB-IoT 终端：通过空口连接到基站。?eNodeB :

21、主要承担空口接入处理，小区管理等相关功能，并通过 S1-lite 接口与IoT 核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。这里需要注意，NB-IoT可以独立组网，也可以与EUTRAN!合组网（在讲双工方式的时候谈到过，NB仅能支持FDD哦，所以这里必定跟FDD融合组网）?IoT 核心网：承担与终端非接入层交互的功能，并将IoT业务相关数据转发到IoT平台进行处理。同理，这里可以NB独立组网，也可以与 LTE共用核心网。?IoT 平台：汇聚从各种接入网得到的IoT数据，并根据不同类型转发至相应的业务应用器进行处理。应用服务器：是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。3

22、.1CP和UP传输方案为了适配NB-IoT的数据传输特性，协议上引入了CP和UP两种优化传输方案，即controlplaneCIoTEPSoptimization 和 userplaneCIoTEPSoptimizationCP方案通过在NAS言令传递数据，UP方案引入RRCSuspend/Resume流程，均能实现空口信令交互减少，从而降低终端功耗。需要说明的是CP方案又称为DataoverNAS , UP方案又称为 DataoverUserPlane 。将以上总体架构图进行细化，如下：1)SCEF称为服务能力开放平台，为新引入网元。2)在实际网络部署时，为了减少物理网元的数量，可以将部分核

23、心网网元(如MME SGWPGW/合一部署，称为 CIoT服务网关节点C-SGN如虚框中所示。从这里也可以看出， PGW 可以合设，也可以集成到 C-SGN中来，图中标示的为 PGWI独设置。3)ControlplaneCIoTEPSoptimization不需要建立数据无线承载DRB直接通过控制平面高效传送用户数据(IP和non-IP )和SMS NB-IoT必须支持CP方案，小数据包通过 NAS信令随路传输至 MME然后发往T6a或S11接口。这里实际上得出在 CP传输模式下，有两种传输路径，梳理如下： ?UE- MM ESCEF- CIoTServicesUJ MM ESGW/PGWCI

24、oTServices 。4）userplaneCIoTEPSoptimization ,通过新定义的挂起和恢复流程，使得UE不需要发起servicerequest过程就能够从 EMM-IDLE犬态迁移到EMM-CONNECTED,（相应地RRC犬态从IDLE转为CONNECTED认而节省相关空口资源和信令开销。这里分两层意思：一是 UP 方式需要建立数据面承载 S1-U和DRB（类似于LTE）,小数据报文通过用户面直接进行传 输；二是在无数据传输时，UE/eNodeB/MME中该用户的上下文挂起暂存，有数据传输时快速恢复。3.2CP和UP方案传输路径对比3.3CP和UP协议栈对比3.3.1CP

25、方案的控制面协议栈UE和eNodeB间不需要建立DR眸载，没有用户面处理。CP方案在UE和eNodeB间不需要启动安全功能，空口数据传输的安全性由NAS层负责。因此空口协议栈中没有 PDCP!, RLC层与RRC1直接交互。上彳f数据在上行 RRJ肖息包含 的NAS11息中携带，下彳f数据在下行 RRJ肖息包含的NAS11息中携带。3.3.2UP方案的控制面协议栈上下行数据通过DRB承载携带，需要启用空口协议栈中PDCP1提供AS层安全模式。2.4状态转换Connected（连接态）：模块注册入网后处于该状态，可以发送和接收数据，无数据交互超过一段时间后会进 入Idle模式，时间可配置。Idl

26、e（空闲态）：可收发数据，且接收下行数据会进入Connected状态，无数据交互超过一段时会进入PSM模式，时间可配置。PSM（节能模式）：此模式下终端关闭收发信号机，不监听无线侧的寻呼，因此虽然依旧注册在网络，但 信令不可达，无法收到下行数据，功率很小。持续时间由核心网配置（T3412）,有上行数据需要传输或 TAU周期结束时会进入 Connected 态。NB-IoT 三种工作状态一般情况的转换过程可以总结如下：终端发送数据完毕处于 Connected态，启动“不活动计时器”，默认 20秒，可配 置范围为1s3600s；"不活动计时器”超时，终端进入Idle态，启动及或定时器（A

27、ctive-TimerT3324）,超时时间配置范围为 2秒186分钟；Active -Timer超时，终端进入 PSM犬态，TAU周期结束时进入 Connected态，TAU 周期【T3412】配置范围为54分钟310小时。【PS: TAU周期指的是从Idle开始到PSM模式结束】1 、NB-IoT发送数据时处于激活态，在超过“不活动计数器”配置的超时时间后，会 进入Idle空闲态；2 、空闲态引入了 eDRX机制，在一个完整的Idle过程中，包含了若干个 eDRX周期， eDRX周期可以通过定时器配置，范围为 20.48秒2.92小时，而每个eDRX周期中又包含 了若干个DRX寻呼周期；3

28、 、若干个DRX寻呼周期组成一个寻呼时间窗口 （PTW）,寻呼时间窗口可由定时器设置,范围为2.56s40.96s ,取值大小决定了窗口的大小和寻呼的次数；4 、在 ActiveTimer 超时后，NB-IoT终端由空闲态进入 PSM杰，在此状态中，终端不进行寻呼，不 接受下行数据，处于休眠状态；5 、TAUTimer 从终端进入空闲态时便开始计时，当计时器超时后终端会从PSM犬态退出，发起TAU操作，回到激活态（对应图中）；6 、当终端处于PSM杰时，也可以通过主动发送上行数据令终端回到激活态（对应图 中）。7 .信令流程NB-IoTUE 可以支持所有需要的 EPS流程，比如：ATTACH

29、DETACH TAU MO DataTransport 及 MT DataTransport ,当然，EPS流程又必须跟无线的 RRCK程耦合在一起。下面主要讲MODataTransport 流程，这将是 NB中的主要业务形式，它又分为两种形式，一个是CP方案,也就是Data overNAS ,另外一个是 UP方案，也就是 Data over User PlaneDataoverNAS是用控制面消息传递用户数据的方法。目的是为了减少UE接入过程中的空口消息交互次数，节省UE传输数据的耗电。4.1CP传输方案端到端信令流程DataoverNAS的E2E的MCM程如下（参见 3GPPTS23401

30、 ）。? 步骤0: UE已经EPSattached ,当前为 ECM-Idle 状态。?步骤1-2: UE建立RRCS接，在NAS#（息中发送已加密和完整性保护的上行数据。 UE在NAS肖息中可包含 ReleaseAssistanceInformation ,指示在上行数据传输之后是否有下行数据传输（比如，UL数据的Ack或响应）。如果有下行数据，MM曲收到DLdata 后释放S1连接。如果没有下行数据，MMEK数据彳宓输给SGW后就立即释放连接。?步骤3: MME佥查NAS消息的完整性，然后解密数据。在这一步，MME3S会确定使用SGi或SCEFT式传输数据。? 步骤 4: MMEEt送 M

31、odifyBearerRequest 消息提供MME（勺下行传输地址给SGW SGVW在可以经过MM曲输下行数据给 UE? 步骤5-6 :如果RATtype 有变化，或者消息中携带有UE"sLocation等，SG侬发送ModifyBearerRequestmessage(RATType) 给PGW该消息也可触发 PGWcharging 。? 步骤7: SGWfc响应消息中给 MMEI供上行传输的 SGWfc址和TEID。? 步骤8: MME各上行数据经SGWt送给PGW/? 步骤9:如果在步骤1的ReleaseAssistanceInformation中没有下行数据指示，MMElF

32、 ULdata 发送给PG所，立即释放连接，执行步骤14。否则，进行下行数据传输。如果没接收到数据，则跳过步骤 11-13进行释放。在 RRCS接激活期间，UE还可在NAS肖息中 发送UL数据(图中未显示)。在任何时候，UE在ULdata中都可携带ReleaseAssistanceInformation 。?步骤10: MM要收到DL数据后，会进行加密和完整性保护。? 步骤11:如果有DLdata , MMEB?在NAS肖息中下发给 eNR如果ULdata 有 ReleaseAssistanceInformation指示有DL数据，MME3S会马上发起S1释放。?步骤 12: eNB将 NAS

33、data下发给UE如果马上又收到 MM由勺S1释放，则在NASdata下发完成后进入步骤 14释放RRCS接。?步骤13:如果NAS专输有一段时间没活动，eNB则进入步骤14启动S1释放。?步骤14: S1释放流程。4.2RRC连接建立过程NB-IoTUU 口消息大都重新进行了定义，虽和LTE名称类似，但是简化了消息内容。NB-IoT引入了一个新的信令承载 SRB1bis。SRB1bis的LCID为3,和SRB1的配置相同，但是没有 PDCP；体。RRCS接建立过程创建 SRB1的同时隐式创建 SRB1bis。对于CP 来说，只使用SRB1bis,因为SRB1bis没有PDCP1,在RRCS接

34、建立过程中不需要激活安 全模式，SRB1bis不启动PDCP1的加密和完整性保护。UE主动或者收到寻呼后被动发起RRCConnectionRequest-NB 。 RRCConnectionRequest-NB 消息部分信元解析：？IE/GroupNameValueSemantics?descriptionue-Identity-r13RandomValue 或 s-TMSI用户标识EstablishmentCause_r13NB-IoT支持四种连接建立原因：mt-Access、?mo-Signalling 、mo-Data 和mo-Exception-Data 。? eNodeB向 UE发送

35、 RRCConnectionSetup-NB ,只建立 SRB1bis承载。eNodeB也可以向UE发送RRC ConnectionReject-NB ,拒绝UE连接建立请求，比如发生流控时。? RROS接建立成功后UE向eNodeB回送RRCConnectionSetupComplete-NB ,消息中携带初始 NAS用信息。RRCConnectionSetupComplete-NB消息信元解析：IE/GroupName Semantics ?descriptions-TMSI-r13用于S1接口选择。UP时如果UEresume 失败后，UE将回落进行RRCS接建立，由于恢复请求消息MSG却

36、没有s-TMSI,所以在MSG计携带。up-CIoT-EPS-Optimisation-r13UE 是否支持up-CIoT-EPS-Optimisation 优化，用于 S1接口选择。如果eNodeBRRCConnectionSetupComplete-NB 消息中没有携带up-CIoT-EPS-Optimisation-r13 信元，则表明 UE只支 持CP,不支持UR eNodeB可以选择只支持 CP （或者CP和UP都支持）的 MME&送 InitialUeMessage ,消息中携带 NAS等信息。与CP方案相比，UP方案支持NB-IoT业务数据通过建立E-RAB承载后在用户面

37、UserPlane上传输，无线侧支持对信令和业务数据进行加密和完整性保护。止匕外，为了降低接入流程的信令开销，满足UE低功耗的要求，UP优化传输支持释放UE时，基站和UE可以挂起RRCS接，在网络侧和 UE侧仍然保存UE的上下文。当UE重新 接入时，UE和基站能快速恢复UE上下文，不用再经过安全激活和RRCS配的流程，减少空口信令交互。4.3UP传输方案端到端信令流程DataoverUserPlane 的E2E的MM程如下。? 步骤1-5: UE通过随机接入并发起 RRCS接建立请求与eNodeB建立RROS接， UE是否支持UP传输的能力通过在 MSG计携带up-CIoT-EPS-Optim

38、isation信元通知基站,通过该信息帮助 eNB选择支持UP的MME? 步骤 6: eNodeB收至ij RRCConnectionSetupComplete 后，向 MMlEt送 InitialUEmessage 消息，包含NASPDU、eNodeB的TAI信息和ECGI信息等。在这一步，MME3S会确定是否使用 SGi或SCE叨式传输数据。? 步骤7: MMEJ eNodeB发起上下文建立请求，UE和MME勺传输模式协商结果通过S1 消息 INITIALCONTEXTSETUPREQUEST 中的 UEUserPlaneCIoTSupportIndicator信元指示。eNB利用该指示判

39、断是否可以后续触发对该UE上下文的挂起，如果核心网没有带UEUserPlaneCIoTSupportIndicator 信元，eNB只需支持正常的建立流程，数传完成后直接释放连接，不支持 后续的用户挂起。?步骤8-9 :激活PDCE©安全机制，支持对空口加密和数据完整性保护。?步骤10-12 :建立 NB-IoTDRB承载，终端能支持 0、1还是2条DRB勺情况取决于UE的能力，该能力通过 UEcapability-NB 信元中的 multipleDRB 指示，NB-IoTDRB都仅支持NonGBRlk务，并且没有考虑对 DRBQoS 的支持。? 步骤 13: MMEEt送 Modi

40、fyBearerRequest 消息，提供eNodeB的下行传输地址给SGW SG则在可以经过eNodeB传输下 行数据给UE? 步骤14: SGWfc响应消息中给MMEI供上行传输的 SGWfc址和TEID。? 步骤15-18: UE通过eNodeB将上行数据经 SGW£送给PGWV PGV®过SGVW下行 数据经eNodeB发送给UE?步骤19:如果UE持续有一段时间没活动，则 eNodeB启动S1与RRCS接释放或RRC 连接挂起，eNodeB向MMgt送释放请求消息。? 步骤 20: MMEEt送 ReleaseAccessBearersRequest 释放SGV&

41、#177;的连接。?步骤21: SGV#放连接后，响应 ReleaseAccessBearersResponse 。? 步骤22: MM薛放S1连接，向eNodeB发送S1UEContextReleaseCommand(Cause)message 。?步骤23: eNodeB向UE发送RRCS接释放。? 步骤24: eNodeB给MMB3复释放完成。eNodeB可在消息中携带 RecommendedCellsAndENBs , MM会保存起来，在寻呼时使用。4.4RRC挂起流程(SuspendConnectionprocedure )考虑到在用户面承载建立/释放过程中的信令开销，对 NB-Io

42、T小数据包业务来说，显 得效率很低。因此 UP模式增加了一个新的重要流程，RRCS接挂起和恢复流程。即 UE在无数据传输时，RROS接并不直接释放，而是 eNB缓存UE的AS上下行信息，释放 RRCS 接，使UE进入了挂起状态(Suspend)。这个过程也称为 AS上下文缓存。eNodeB 在释放日t通知 MME UE进彳亍 Suspend, MM®入 ECM-IDLE eNodeB从 RRC- CONNECTED入 RRC-IDLE, UE进入 RRC-IDLE和 ECM-IDLE状态。虽然UE缓存了上下文信息，但是 UE仍然是进入了 IDLE态的，但是离真正的IDLE态 又有距离

43、，没有断的那么彻底，可以说这是 IDLE态的一个子态(Idle-Suspend )。这三种状态的关系可以通过下图来理解：4.5RRC恢复流程(ResumeConnectionprocedure ) ?用户发起主叫业务时：UE在MSG3寸通过RRCConnectionResumeRequest 消息通知 eNodeB退出 RRC-IDLE状态，eNodeB激?MM圆入ECM-CONNECTED?用户进行被叫业务：RRC犬态唤醒与主叫业务流程一样 ?当跨小区 Resume时候，eNB将根据 ResumeID来查找原小区(ResumeID低20bit是UECONTEXTID ,高 20bit 是 e

44、NBID )4.6CP/UP方案网络协商流程?步骤 1: NB-IoTUE 在 AttachRequest 消息中携带 PreferredNetworkbehavior信元，该信元用于表示终端所支持和偏好的CIoT优化方案：是否支持 CP传输、UP传输和正常S1-U传输，是偏向于 CP传输还是UP传输。当UE要进行non-IP传输 时，PDNtype可设置为non-IP。当UE要进行SMS专输时，在 PreferredNetworkbehavior 中设置"SMStransferwithoutCombinedAttach ”标志。如果AttachRequest中没有携带ESMmess

45、agecontainer , MM曲 Attach流程中不会建立 PDN®接。这种情况下 6、12到16、21到 24不会被执行。在 NB-IoTRAT下，UE不能发起EmergencyAttach 。? 步骤2: eNB根据RRC#数中携带的 GUMMEI selectedNetwork 和 RAT (NB-IoT 或 LTE)等信息选择 MME ?步骤12: MM曲向SGVWJ建会话上下文时，会将 RATtype(NB-IoTorLTE) 传递给SGW? 步骤15:在PG谑回创建会话响应时，如果 PDNtype 是 NonIP , PG州能接受或拒绝，不能修改为其他类型。?步骤

46、17: MMEJ用 S1-APDownlinkNAStransportmessage 发送 AttachAccept 给eNB,消息中携带有SupportedNetworkBehaviour ,指示它所支持和偏好的CIoT优化方案。如果 AttachRequest 中没有携带ESMmessagecontainer , AttachAccept 消息不会包含PDNt目关参数。8 .覆盖优化8.1弱覆盖？RSRP5.2SINR 差？每一个 SINR5.3重叠覆盖问题点？重叠覆盖定义：主服务小区和邻区差值在6dB以内的小区数大等于 4个（移动目前要求4个，联通要求3个）？5.4覆盖指标要求：指标项？

47、目标基准综合覆盖率RSRP>=-84&SINR>=-5比>95%?平均 SINR (dB)?>6?平均小区重选时长<1s重叠覆盖率5%10%9 .重选优化NB-IOT 支持：1 、空闲态同频、异频小区重选2 、重定向NB-IOT 不支持：1、空闲态异系统重选连接态切换重选时间超过2s,甚至拖死为重选问题，重选时支持最多测量6个小区，当前只有满足同频/异频测量规则时，才对邻区进行测量与邻区测量信息显示，而不会实时对邻区进 行测量与显示。系统消息 3下发重选门限参数：重选优先级参数名称总体概述单个参数解释同优先级同频测量启动门限（2分贝）21S 小于-82开启

48、测量；邻区大于4DB开始重选RSRP 达到-82开启测量（62-21 ） *2=82; 62是最小接入电平小区重选迟滞值（分贝）4dB*0.5迟滞4DB进行切换最低接收电平（2毫瓦分贝）-62本到-82开启测量，邻区大于本小区 4DB开始重选。高优先级一直测量一直测量，邻区大于-102开始重选一直测量异频频点高优先级重选门限（2分贝）11邻区达到-102开始重选最低接收电平（2毫瓦分贝）-62（-62+11 ） *2=-102低优先级异频频点低优先级重选门限（2分贝）11S 小于-110开启测量；本小区小于-124,邻区大-102开始重选（-62+11 ） *2=-102 ;邻区需大于-102

49、最低接收电平（2毫瓦分贝）-62服务频点低优先级重选门限（2分贝）0（0-62） *2=-124 ;本小区小于-124最低接收电平（2毫瓦分贝）-62异频/异系统测量启动门限(2分贝)7(7-62) *2=110;本小于-110才开始测量6.1重选时延统计方法：起始：？RRC_DBG_READING_S旧S_FOR_NCELL?结束：？LL1_SIB1_DATA_IND?6.2判断小区重选是否成功：过滤RRC_DBG_IDLE_RESELECTING_TO_CEL果看至U这条log并且观察UE选至IJ了不 同的PCI说明小区重选成功；6.3重选成功率统计：RRC_DBG_READING_SIB

50、S_FOR_NCEL次数?RRC_DBG_IDLE_RESELECTING_TO_CELL4 成功次数6.4脱网重搜时延统计：统计从源/、区LL1_OUT_OF_SYNC_IN咖至U目的/、区?RRCConnectionSetupComplete? 消息的时间；7.参数优化：覆盖等级门限1 、参数描述该参数为NB-IoT小区的覆盖等级使能开关，通过开关设置NB-IoT小区最大可支持3个覆盖等级，分别对应0dB、10dB和20dB 的覆盖增强。2 、设置建议建议NB-IoT小区开启三个覆盖等级(CoverageLevelType ),即覆盖等级0 、1、2三个参数均应设置为1或开启。SIB1重复

51、次数1 、参数描述该参数表示NB-IoT小区消息周期内的重复次数。SIB1重复次数越大，SIB1消息的解调正确率越高，搜网时延越小，但消耗的时域资源越大；反之解调正确率越 低，搜网时延越大。2 、设置建议3GPP协议定义的该项参数名称为"schedulingInfoSIBI -r13"。该参数建议设置为16次。SIB2周期1 、参数描述该参数表示NB-IoT小区S旧2消息的传输周期。该参数设置越大，单位时间内的传输 次数越少、系统资源占用越少，但可能导致终端读取该系统消息块的时延增大；该参数配 置越小则效果相反。2 、设置建议该参数建议设置为RF512（512无线帧）。同频重选测量门限配置标示1 、参数描述该参数相当于一个开关使能，表示是否配置同频测量门限。如果取值为“是”，则为 终端配置同频测量门限，由终端根据门限判断是否进行同频测量，具体描述见TS36.304。2 、设置建议该参数建议设置为“是” 同频小区重选指示1 、参数描述该参数表示当最高等级的小区被禁止或者最高等级的小区被终端视为禁止时，是否允 许NB-IoT终端重选与本小区同频的邻区。2 、设置建议该参数建议设置为“允许同频重选”的模式。加密算法优先级3 、参数描述空口接入层（AS）加密算法主要确保NB-IoT终