【文章內(nèi)容簡介】 方案為可選。如果UE同時支持兩種方案，具體使用哪種方案，通過NAS信令與核心網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行協(xié)商而確定。CP方案數(shù)據(jù)通過NAS消息攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，空口承載使用SRB，不需要DRB。使用NAS層安全和包頭壓縮，不使用空口安全和空口包頭壓縮功能。UE進(jìn)入空閑態(tài)（RRC_IDLE）后，UE和基站不保留AS上下文。UE再次進(jìn)入連接態(tài)需要重新發(fā)起RRC連接建立請求。UP方案采用EUTRAN數(shù)據(jù)傳輸方案，使用DRB作為承載，并且在空口使用AS安全，區(qū)別如下：— UP方案默認(rèn)支持1個DRB，至多2個；— 當(dāng)UE傳輸完數(shù)據(jù)后，與EUTRAN不同，UE可以通過釋放連接命令中掛起指示進(jìn)入空閑態(tài)，此時基站和UE保存AS的上下文信息，當(dāng)UE再次進(jìn)入連接態(tài)時，UE可向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送RRC恢復(fù)連接請求來恢復(fù)RRC連接。 MAC子層 業(yè)務(wù)和功能NBIoT采用EUTRAN MAC層的業(yè)務(wù)和功能，區(qū)別如下：— NBIoT不支持MBMS和D2D業(yè)務(wù)，與此相關(guān)的MAC層配置NBIoT UE均不支持；— 對支持CP方案的NBIoT UE，因為數(shù)據(jù)傳輸在NAS層完成，不需要DRB承載，因此每個UE只有一個專用邏輯信道。 邏輯控制信道NBIoT支持的控制信道：— 廣播控制信道（BCCH）；— 尋呼控制信道（PCCH）；— 公共控制信道（CCCH）；— 專用控制信道（DCCH）。 邏輯業(yè)務(wù)信道NBIoT UE 支持的業(yè)務(wù)信道為DTCH （僅支持CP方案的NBIoT UE不支持該信道）。 調(diào)度和速率控制1）基本調(diào)度器下行調(diào)度NBIoT應(yīng)支持：— 下行調(diào)度信息在下行物理控制信道NPDCCH上傳輸。調(diào)度的下行數(shù)據(jù)在共享數(shù)據(jù)信道NPDSCH上傳輸；— 僅支持跨子幀調(diào)度，不支持跨載波調(diào)度。NPDCCH和NPDSCH的傳輸時長是可變的，該時長以子幀數(shù)量為單位；— 傳輸時長對于NPDCCH來說是半靜態(tài)的；對于NPDSCH來說，是作為NPDCCH上調(diào)度信息的一部分來指示的；— 相對于NPDCCH的NPDSCH開始時間被作為調(diào)度信息的一部分。2）基本調(diào)度器上行調(diào)度NBIoT應(yīng)支持：— 上行鏈路調(diào)度信息在下行物理控制信道NPDCCH上傳輸。調(diào)度的上行鏈路數(shù)據(jù)在共享數(shù)據(jù)信道NPUSCH上傳輸；— NPUSCH的傳輸時長是可變的，該時長以子幀數(shù)量為單位；— 傳輸時長對于NPDCCH來說是半靜態(tài)的；對于NPUSCH來說，是作為NPDCCH上調(diào)度信息的一部分來指示的；— 相對于NPDCCH的NPUSCH開始時間被作為調(diào)度信息的一部分。 ARQ/HARQNBIoT采用EUTRAN HARQ準(zhǔn)則，區(qū)別是NBIoT UE設(shè)計復(fù)雜度低，采用單進(jìn)程HARQ。具體支持功能如下：a) 下行：— N過程StopAndWait，N=1；— 響應(yīng)下行（重）傳輸?shù)纳闲蠥CK/NAK在NPUSCH上發(fā)送。b) 上行：— N過程StopAndWait，N=1；— 支持異步自適應(yīng)HARQ，不支持同步HARQ；— 響應(yīng)上行（重）傳輸?shù)南滦蠥CK/NAK在NPDCCH上發(fā)送，上行重傳總是根據(jù)NPDCCH上的下行ACK/NAK觸發(fā)。 DRXNBIoT采用EUTRAN系統(tǒng)RRC_CONNECTED態(tài)的DRX配置，區(qū)別是出于節(jié)電考慮及UE處于連接態(tài)較短。NBIoT空閑態(tài)時：— 默認(rèn)尋呼DRX最小周期是128幀（），最長周期是1024幀（）。— 尋呼的eDRX最小周期是2個超幀（），最長周期是1024個超幀（，一個超幀等于1024幀）。 RLC子層NBIoT在EUTRAN RLC子層基礎(chǔ)上做了如下改動：— 不支持RLC UM；— 對于支持UP優(yōu)化方案的UE，支持RLC重建立：發(fā)生RLF后，可通過RRC 重建立流程來完成RRC連接；對于支持CP優(yōu)化的UE，不支持RLC重建：發(fā)生RLF后，UE進(jìn)入空閑態(tài)，沒有RRC重建立流程。 PDCP子層NBIoT在EUTRAN PDCP子層基礎(chǔ)上做了如下改動：— CP方案使用NAS消息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，安全在NAS層實現(xiàn)，沒有AS安全，數(shù)據(jù)傳輸在PDCP層是透傳的。對只支持CP方案的UE，PDCP被旁路；— 對于支持UP方案的UE，需要AS安全，當(dāng)AS安全激活后，PDCP子層用戶面的主要業(yè)務(wù)和功能包括：l 頭壓縮和解壓縮：僅ROHC；l 用戶數(shù)據(jù)傳輸；l 對于RLC AM模式，在PDCP重建過程中將上層PDUs按序遞交；l 對于RLC AM模式，在PDCP重建過程中對底層SDUs進(jìn)行重復(fù)檢測；l 加密解密；l 基于定時器的上行SDU丟棄?！?對于既支持CP方案又支持UP方案的UE，在AS安全被激活前，使用CP方案配置，即不使用PDCP；當(dāng)AS安全被激活后，則與僅支持UP方案的UE一樣，使用PDCP子層用戶面的業(yè)務(wù)和功能。 RRC 業(yè)務(wù)和功能NBIoT采用EUTRAN RRC層的業(yè)務(wù)和功能，區(qū)別是：— 對NBIoT UE，在AS安全被激活前，支持一個新的專用SRB（SRB1bis，與SRB1相比，僅沒有PDCP層的配置）；在AS安全被激活后，僅支持一個UE專用SRB（SRB1）；— 對支持UP方案的 UE，支持：— 掛起/恢復(fù)RRC連接；— 默認(rèn)支持一個DRB，可選支持至多2個DRB。a) RRC協(xié)議和狀態(tài)遷移當(dāng)UE處于RRC_IDLE狀態(tài)時，如果該UE支持UP方案，則該UE在收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)指標(biāo)的掛起指示后釋放連接，并保存AS上下文，用于恢復(fù)RRC連接。b) CIoT信令減少優(yōu)化方案i. 概述NBIoT使用哪種CIoT信令減少優(yōu)化方案，是通過UE與MME間的NAS信令進(jìn)行協(xié)商配置的。在AS安全被激活前，不使用PDCP。非錨點載波可以在RRC連接建立期間被配置。ii. CP方案（控制面CIoT EPS優(yōu)化）僅支持CP方案（見3GPP TS ）的RRC連接建立的特征如下：— 上行NAS信令消息或承載數(shù)據(jù)的上行NAS消息可在上行RRC容器消息（UL RRC container message）中被傳輸。下行NAS信令或下行NAS數(shù)據(jù)可在下行RRC容器消息（DL RRC container message）中被傳輸；— 不支持RRC連接重配和RRC連接重建立；— 不使用無線數(shù)據(jù)承載（DRB）；— 不使用AS安全；— 在AS中，不同數(shù)據(jù)類型間沒有區(qū)別（如IP、非IP或SMS）。對同時支持CP和UP的方案。iii. UP方案（用戶面CIoT EPS優(yōu)化）UP方案（見3GPP TS ）的RRC連接建立的特征如下：— 在RRC連接釋放時使用RRC連接掛起流程，eNB可要求UE進(jìn)入RRC_IDLE態(tài)后保存包括UE能力的AS上下文；— 從RRC_IDLE到RRC_CONNECTED狀態(tài)遷移時使用RRC連接恢復(fù)過程，之前存儲在UE以及eNB的信息被用于恢復(fù)RRC連接；在恢復(fù)連接的消息中，UE向基站提供恢復(fù)連接ID，用于基站獲取存儲的上下文并恢復(fù)RRC連接；— 在恢復(fù)掛起過程中時，安全繼續(xù)保持。在RRC恢復(fù)連接過程中，不支持更新密鑰。在RRC重建立和RRC恢復(fù)流程中，shortMACI被UE用作認(rèn)證令牌。eNB也提供NCC給UE，并且UE會重啟COUNT計數(shù)器；— 不支持從RRC_IDLE到RRC CONNECTED狀態(tài)遷移時的CCCH和DTCH復(fù)用；— 非錨點載波可以在RRC連接重建立、恢復(fù)或重配置，以及RRC連接建立時進(jìn)行配置。iv. 系統(tǒng)消息NBIoT系統(tǒng)消息使用了新的系統(tǒng)消息調(diào)度機(jī)制和系統(tǒng)消息變更通知機(jī)制；NBIoT系統(tǒng)消息被分為NB主消息塊（MasterInformationBlockNB，MIBNB）和許多系統(tǒng)消息塊（SystemInformationBlocksNB，SIBsNB），具體包括：— MIBNB包含UE初始接入網(wǎng)絡(luò)時最基本最頻繁傳輸?shù)膮?shù)，例如幀號、工作模式等，以及SIB1NB的調(diào)度；— SIB1NB，小區(qū)接入/選擇，以及其它SIB調(diào)度；— SIB2NB，無線資源配置信息；— SIB3NB，同頻和異頻小區(qū)重選信息；— SIB4NB，同頻小區(qū)重選相關(guān)的相鄰小區(qū)信息；— SIB5NB，異頻小區(qū)重選相關(guān)的相鄰小區(qū)信息；— SIB14NB，接入控制；— SIB16NB，GPS時間和UTC信息。NBIoT的MIBNB和SIB1NB使用分別為640ms和2560ms的固定調(diào)度周期。其它的SI消息由SIB1NB靈活調(diào)度。對NBIoT，MIB包含了所有獲取SIB1的必須信息，SIB1包含了所有用于獲取其它SI消息的必須信息。并且，不要求NBIoT UE在RRC_CONNECTED去檢測SIB的改變。若網(wǎng)絡(luò)希望NBIoT UE獲取改變的SIB，可通過釋放NBIoT UE到RRC_IDLE態(tài)來讀取系統(tǒng)消息。MIB和SIB信道映射關(guān)系同EUTRAN。v. 接入控制NBIoT采用Access Barring接入控制機(jī)制。根據(jù)NAS層信息區(qū)分優(yōu)先級，高優(yōu)先級/警報/異常報告接入由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，低優(yōu)先級接入不需要網(wǎng)絡(luò)控制。移動性管理a) 概述NBIoT移動性管理：— 不支持切換、測量報告、interRAT移動性；— 支持ECM_IDLE狀態(tài)下的移動性管理；— 支持尋呼和控制面建立；— 支持隨機(jī)接入；— 支持無線鏈路失敗；— 支持無線接入網(wǎng)絡(luò)共享。b) ECMIDLE狀態(tài)的小區(qū)重選對NBIoT，小區(qū)重選也就是UE選擇應(yīng)該駐留的小區(qū)。與EUTRAN相比，主要區(qū)別是NBIoT對于異頻小區(qū)重選不使用基于優(yōu)先級的小區(qū)重選。具體小區(qū)重選準(zhǔn)則如下：— 同頻重選基于小區(qū)的排序（可能存在小區(qū)特殊偏置）；— 異頻重選基于頻率的排序（可能存在頻率特殊偏置）；— 支持盲重定向用于負(fù)載均衡。c) ECMCONNECTED狀態(tài)當(dāng)UE上下文恢復(fù)時的路徑轉(zhuǎn)換當(dāng)恢復(fù)UE上下文的eNB與掛起UE上下文的eNB不相同時，路徑轉(zhuǎn)換流程將用于要求MME恢復(fù)UE上下文和在核心網(wǎng)相應(yīng)的承載上下文，并更新下行路徑。d) 尋呼和控制面建立NBIoT采用EUTRAN尋呼相關(guān)配置，其主要區(qū)別如下：— 對NBIoT，僅通過BCCH配置DRX；— 空閑態(tài)使用eDRX時，（）?！?UE在RRC_IDLE狀態(tài)時，在錨點載波上接收尋呼。e) 隨機(jī)接入過程N(yùn)BIoT采用EUTRAN隨機(jī)接入流程，其主要區(qū)別是：— 不支持切換觸發(fā)的隨機(jī)接入過程；— 不支持RRC_CONNECTED狀態(tài)，以定位為目的的隨機(jī)接入過程；— 不支持基于非競爭的隨機(jī)接入過程。對NBIoT UE，基于競爭的隨機(jī)接入流程：— 在錨點載波，執(zhí)行隨機(jī)接入流程；— 在恢復(fù)RRC連接的流程中，攜帶恢復(fù)ID用于恢復(fù)RRC連接；— 在建立RRC連接流程中，包含關(guān)于后續(xù)在SRB或DRB上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小的指示信息。 UE能力對NBIoT，多子載波（multitone）UE能力指示（IOT比特）和多PRB（multicarrier） UE能力指示（IOT比特）應(yīng)在RRCConnectionRequest消息發(fā)送。對支持UP方案的UE，不支持RATTypes和切換過程。對支持CP方案的UE，在MME收到INITIAL UE MESSAGE消息后，MME可通過初始化連接建立指示過程給eNB提供UE無線能力。若該過程未包括UE無線能力，可觸發(fā)eNB 從UE獲取UE無線能力，并在UE CAPABILITY INFO INDICATION消息中給MME提供該能力。NBIoT支持的UE能力有：ueCategoryNBr13（UE類別NB），supportedROHCProfilesr13(支持ROHC特性)，maxNumberROHCContextSessionsr13（支持最大ROHC上下文會話數(shù)目），multiToner13（支持NPUSCH multitone傳輸），multiCarrierr13（支持多載波），multipleDRBr13(UP方案下支持多DRB)，supportedBandListr13（多頻帶），multiNSPmaxr13（多頻帶最大功率配置）， powerClassNB20dBmr13（支持功率類型20dBm），accessStratumReleaser13（接入層版本）。 S1和X2接口a) 概述NBIoT S1用戶面接口(S1U)定義為eNB和SGW之間的接口。S1控制面接口(S1MME)定義為eNB和MME之間的接口。NBIoT S1接口應(yīng)滿足如下規(guī)范要求：— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS 。NBIoT X2接口定義為eNB之間的接口。NBIoT X2接口應(yīng)滿足如下規(guī)范要求：— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS ；— 3GPP TS 。b) S1接口i. S1接口要求概述NBIoT S1接口在原有LTE S1接口功能基礎(chǔ)上針對控制面EPS優(yōu)化方案，更新EPC觸發(fā)S1 UE上下文釋放流程、下行NAS傳輸流程，同時新增連接建立指示流程；針對用戶面EPS優(yōu)化方案新增UE上下文恢復(fù)功能。不支持原有ECMCONNECTED態(tài)UE移動性功能、公共預(yù)警消息傳送功能、S1 cdma2000隧道功能。ii. S1 UE上下文釋放流程（EPC觸發(fā)）EPC通過向EUTRAN發(fā)送S1 UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息發(fā)起UE上下文釋放流程。eNB釋放所有相關(guān)信令和數(shù)據(jù)傳輸資源。具體流程見圖5。eNB通過S1 UE Context Release Co