中国电信产品维护经理认证体系教材物联网

中国电信产品维护经理认证体系教材物联网

产品保护经理认证体系教材

一物联网技术

中国电信保护岗位认证教材编写小组编制

目录

第一章物联网总体概述............................................................1

1、物联网-概念...............................................................1

2、物联网的意义..............................................................1

3、物联网硬件构成............................................................1

1.1感知节点.............................................................1

1.2末稍网络.............................................................1

1.3核心承载网...........................................................2

1.4信息服务系统硬件设施................................................2

4、物联网软件平台构成........................................................2

5、物联网-技术体系...........................................................4

第二章物联网接入总体技术要求..................................................5

1、NB-IOT架构..............................................................5

2、物理层.....................................................................5

2.1NPDSCH信道的物理层处理............................................6

2.2NPDCCH信道.........................................................6

2.3物理层过程..........................................................7

2.4上行传输方案........................................................7

2.5传输信道............................................................9

2.6E-UTRAN多载波操作..................................................9

3、高层......................................................................10

3.1CP方案与UP方案...................................................10

3.2MAC子层............................................................10

3.3RLC子层............................................................11

3.4PDCP子层...........................................................11

4、RRC.........................................................................................................................................12

4.1业务与功能.........................................................12

5、移动性管理...............................................................13

6、UE能力...................................................................14

7、S1与X2接口............................................................14

第三章物联网网络技术要求.......................................................19

1.NB-IOT网络架构..........................................................19

2、业务要求..................................................................19

3、功能要求..................................................................19

3.1操纵面数据传输...................................................19

3.2用户面优化数据传输（可选）.......................................20

4、计费要求.................................................................26

5、接口增强要求.............................................................27

第四章物联网终端设备技术要求.................................................63

1概述.......................................................................63

2UE分类....................................................................64

2.1工作模式要求........................................................64

2.2功率等级............................................................64

2.3传输能力等级.......................................................64

3业务.......................................................................65

3.1承载业务..........................................................65

3.2定位能力............................................................65

4终端设备功能..............................................................65

4.1物理层功能........................................................65

4.2层2功能............................................................73

4.3层3及NAS层功能.................................................75

4.4高层功能............................................................79

5终端设备性能..............................................................79

5.1信道划分..........................................................79

5.2发射机指标..........................................................82

5.3接收机指标..........................................................89

5.4性能要求............................................................93

5.5无线资源管理性能要求...............................................96

6功耗要求..................................................................96

7接口要求...................................................................97

7.1Uu接口要求.......................................................97

7.2Cu接口要求.........................................................97

8多卡要求..................................................................97

9可靠性要求................................................................97

10电磁兼容要求.............................................................97

11比汲取率（SAR）的要求....................................................97

12电池与充电器要求.........................................................97

12.1电池性能...........................................................97

12.2充电器要求.........................................................98

第五章物联网平台总体技术要求.................................错误!未定义书签。

1用户管理.................................................错误!未定义书签。

2用户权限管理.............................................错误!未定义书签。

3连接基础信息保护与管理..................................错误!未定义书签。

3.1客户基础资料管理..................................错误!未定义书签。

3.2客户分支机构信息管理..............................错误!未定义书签。

3.3用户基础资料管理..................................错误!未定义书签。

3.4自定义字段管理....................................错误!未定义书签。

3.5卡订单.............................................错误!未定义书签。

4SIM卡关联关系管理......................................错误!未定义书签。

4.1二级用户关联关系管理..............................错误!未定义书签。

5卡生命周期管理...........................................错误!未定义书签。

5.1用户SLM卡测试流量耗尽【可测试库存】...........错误!未定义书签。

5.2SIM卡销售【库存今可激活】........................错误!未定义书签。

5.3SIM卡销售【可测试）可激活】......................错误!未定义书签。

5.4客户SIM卡激活【可激活今已激活】.................错误!未定义书签。

5.5客户SIU卡停用【已激活分己停用】.................错误!未定义书签。

5.6客户SIM卡复机【已停用今已激活】.................错误!未定义书签。

5.7客户SIM卡失效【已停用、己激活分己失效】.......错误!未定义书签。

5.8客户补换SIM卡【已更换分已失效】................错误!未定义书签。

6手工卡管理...............................................错误!未定义书签。

6.1查找sim卡........................................错误!未定义书签。

6.2配置与编辑SIM卡................................错误!未定义书签。

7连接实时状态与历史信息感知..............................错误!未定义书签。

7.1用户（SIM卡：）基础信息查询..........................错误!未定义书签。

7.2终端网络访问信息查询.............................错误!未定义书签。

8通道访问事件自动化处置..................................错误!未定义书签。

8.1Sim卡配置..........................................错误!未定义书签。

8.2Sim卡计划管理类...................................错误!未定义书签。

8.3Sim卡用量监控.....................................错误!未定义书签。

8.4SIM卡安全..........................................错误!未定义书签。

9终端连接状态诊断........................................错误!未定义书签。

9.1终端连接状态实时诊断.............................错误!未定义书签。

9.2终端连接历史状态信息综合分析....................错误!未定义书签。

10账单管理................................................错误!未定义书签。

10.1充值.............................................错误!未定义书签。

10.2查询.............................................错误!未定义书签。

10.3资费计划.........................................错误!未定义书签。

10.4通信计划.........................................错误!未定义书签。

第一章物联网总体概述

1、物联网-概念

亳无疑问，假如“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，

不谈什么隐私权与辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人

们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长很长的时间。

2、物联网的意义

物联网的出现，把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，

物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（RFID）

技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别与信息的互联与共享。能够说，物联

网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网。

在我国高校中，物联网当前的聚焦点在北京邮电大学、重庆邮电大学与南京邮电大学。

作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究与产业进

展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。

3、物联网硬件构成

物联网是以数据为中心的面向应用的网络，要紧完成信息感知、数据处理、数据回传，

与决策支持等功能，其硬件平台可由传感网、核心承载网与信息服务系统等几个大的部分构

成。其中，传感网包含感知节点（数据采集、操纵）与末稍网络（汇聚节点、接入网关等）；

核心承载网为物联网业务的基础通信网络：信息服务系统硬件设施要紧负责信息的处理与决

策支持。

1.1感知节点

感知节点由各类类型的采集与操纵模块构成，如温度传感器、声音传感器、振动传感器、

压力传感器、RFID读写器、二维码识读器等，完成物联网应用的数据采集与设备操纵等功

能。

感知节点的构成包含4个基本单元：传感单元（由传感器与模数转换功能模块构成，如

RFID,二维码识读设备、温感设备）、处理单元（由嵌入式系统构成，包含CPU微处理器、

存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由无线通信模块构成，实现末梢节点间与它们与

会聚节点间的通信），与电源/供电部分。感知节点综合了传感器技术、嵌入式计算技术、

智能组网技术及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器

协作地实时监测、感知与果集各类环境或者监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息训行处

理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到接入层的基站节点

与接入网关，最终到达信息应用服务系统。

1.2末稍网络

末稍网络即接入网络，包含汇聚节点、接入网关等，完成应用末稍感知节点的组网操纵

与数据汇聚，或者完成向感知节点发送数据的转发等功能。也就是在感知节点之间组网之后，

假如感知节点需要上传数据，则将数据发送给汇聚节点（基站），汇聚节点收到数据后，通

过接入网关完成与承载网络的连接；当用户应用系统需要下发操纵信息时.，接入网关接收到

承载网络的数据后，由汇聚节点将数据发送给感知节点，完成感知节点与承载网络之间的数

据转发与交互功能。

感知节点与末稍网络承担物联网的信息采集与操纵任务，构成传感网，实现传感网的功

能a

1.3核心承载网

核心承载网能够有很多种，要紧承担接入网与信息服务系统之间的数据通信任务。根据

具体应用需要，承载网能够是公共通信网，如2G、3G、4G移动通信网，WiFi,WiMAX,互联

网，与企业专用网，甚至是新建的专用于物联网的通信网。

1.4信息服务系统硬件设施

物联网信息服务系统硬件设施由各类应用服务器（包含数据库服务器）构成，还包含用

户设备（如PC、手机）、客户端等，要紧用于对采集数据的融合/汇聚、转换、分析，与对

用户呈现的适配与事件的触发等。关于信息采集，由于从感知节点获取的是大量的原始数据，

这些原始数据关于用户来说只有通过转换、筛选、分析处理后才有实际价值。对这些有实际

价值的信息，由服务器根据用户端设备进行信息呈现的适配，并根据用户的设置触发有关的

通知信息；当需要对末端节点进行操纵时，信息服务系统硬件设施生成操纵指令并发送，以

进行操纵。针对不一致的应用将设置不一致的应用服务器

4、物联网软件平台构成

在构建一个信息网络时，硬件往往被作为要紧因素来考虑，软件仅在事后才考虑。现在

人们已不再这样认为了。网络软件目前是高度结构化、层次化的，物联网系统也是这样，既

包含硬件平台也包含软件平台系统，软件平台是物联网的神经系统。不一致类型的物联网，

其用途是不一致的，其软件系统平台也不相同，但软件系统的实现技术与硬件平台密切有关。

相对硬件技术而言，软件平台开发及实现更具有特色。通常来说，物联网软件平台建立在分

层的通信协议体系之上，通常包含数据感知系统软件、中间件系统软件、网络操作系统（包

含嵌入式系统）与物联网管理与信息中心（包含机构物联网管理中心、国家物联网管理中心、

国际物联网管理中心及其信息中心）的管理信息系统（ManagementInformationSystem,

MIS）等。

4.1.数据感知系统软件

数据感知系统软件要紧完成物品的识别与物品EPC码的采集与处理，要紧由企业生产的

物品、物品电子标签、传感器、读写器、操纵器、物品代码（EPC）等部分构成。存储有EPC

码的电子标签在通过读写器的感应区域时，其中的物品EPC码会自动被读写器捕获，从而

实现EPC信息采集的自动化，所采集的数据交由上位机信息采集软件进行进一步处理，如数

据校对、数据过滤、数据完整性检查等，这些通过整理的数据能够为物联网中间件、应用管

理系统使用。关于物品电子标签，国际上多使用EPC标签，用PML语言来标记每一个实体与

物品。

4.2.物联网中间件系统软件

中间件是位于数据感知设施（读写器）与在后台应住软件之间的一种应用系统软件。中

间件具有两个关键特征：一是为系统应用提供平台服务，这是一个基本条件；二是需要连接

到网络操作系统，同时保持运行工作状态。中间件为物联网应用提供一系列计算与数掂处理

功能，要紧任务是对感知系统采集的数据进行捕获、过滤、汇聚、计算，数据校对、解调、

数据传送、数据存储与任务管理，减少从感知系统向应月系统中心传送的数据量。同时，中

间件还可提供与其他RFID支撑软件系统进行互操作等功能。引入中间件使得原先后台应用

软件系统与读写器之间非标准的、非开放的通信接口，变成了后台应用软件系统与中间件间，

读写器与中间件之间的标准的、开放的通信接口。

通常，物联网中间件系统包含有读写器接口、事件管理器、应用程序接口、目标信息服

务与对象名解析服务等功箱模块。

（1）读写器接口。物联网中间件务必优先为各类形式的读写器提供集成功能。协议处理

器确保中间件能够通过各类网络通信方案连接到RFID读写器。RFID读写器与其应用程序

间通过普通接口相互作用的标准，大多数使用由EPC-global组织制定的标准。

（2）事件管理器。事件管理器用来对读写器接口的RFID数据进行过滤、汇聚与排序操

作，并通告数据与外部系统有关联的内容。

（3）应用程序接口。应用程序接口是应用程序系统操纵读写器的一种接口；此外，需要

中间件能够支持各类标准的协议（比如，支持RFID与配套设备的信息交互与管理），同时

还要屏蔽前端的复杂性，特别是前端硬件（如RFID读写器等）的复杂性。

（4）目标信息服务。目标信息服务由两部分构成：一足目标存储库，用于存储与标签物

品有关的信息并使之能用于以后查询：另一个是拥有为提供由目标存储库管理的信息接口的

服务引擎。

（5）对象名解析服务，对象名解析服务（0NS）是一种目录服务，要紧是将对每个带标

签物品所分配的唯一编码，与一个或者者多个拥有关于物品更多信息的目标信息服务的网络

定位地址进行匹配。

4.3.网络操作系统

物联网通过互联网实现物理世界中的任何物品的互联，在任何地方、任何时间可识别任

何物品，使物品成为附有动态信息的〃智能产品“，并使物品信息流与物流完全同步，从而为

物品信息共享提供一个高效、快捷的网络通信及云计算平台。

4.4.物联网信息管理系统

物联网也要管理，类似于互联网上的网络管理。目前，物联网大多数是基于SNMP建设的

管理系统，这与通常的网络管理类似，提供对象名解析服务（ONS）是重要的。ONS类似于

互联网的DNS,要有授权，同时有•定的构成架构。它能把每一种物品的编码进行解析，再

通过URL服务获得有关物品的进一步信息。

物联网管理机构（包含企业物联网信息管理中心、国家物联网信息管理中心与国际物联

网信息管理中心）的信息管理系统软件：企业物联网信息管理中心负责管理本地物联网，它

是最基本的物联网信息服务管理中心，为本地用户单位提供管理、规划及解析服务。国家物

联网信息管理中心负责制定与公布国家总体标准，负责与国际物联网互联，同时对现场物联

网管理中心进行管理。国际物联网信息管理中心负责制定与公布国际框架性物联网标港，负

责与各个国家的物联网互我，同时对各个国家物联网信息管理中心进行协调、指导、管理等

工作

5、物联网-技术体系

物联网是一种非常复杂、形式多样的系统技术应用。我们将物联网的要紧技术体系按照

四个层次建立了模型。在这个技术体系中，物联网的技术沟成要紧表达现在感知层、传输层、

支撑层与应用层四个层次上。

感知层：感知层是物联网的皮肤与五官，要紧进行识别物体，采集信息。包含多种进展

成熟度差异性很大的技术，如二维码标签与识读器、RFID标签与读写器、摄像头、GPS、传

感器、终端、传感器网络、短距离通信与实时定位等。RFID技术正是能够让物品“开口说

话”的一种技术。在“物骐网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，

通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品（商品）的识别，继而通过

开放性的计算机网络实现信息交换与共享，实现对物品。勺“透明”管理。而传感器网络感知

要紧通过各类类型的传感器对物质属性、环境状态、行为杰势等静、动态的信息进行大规模、

分布式的信息获取与状态识别，针对具体感知任务，常使用协同处理的方式对多种类、多角

度、多尺度的信息进行在线计算、并与网络中的其他单元共享资源进行交互与信息传输。假

如再扩展一步，有些应用中还需要通过执行器对感知结昊做出反应，对整个过程进行智能操

纵。

传输层：其要紧功能是直接通过现有的互联网或者移动通信网（如全球移动通讯系统GSM、

时分同步的码分多址技术TD5CDMA）、无线接入网（微波存取全球互通WiMAX）、无线同域

网（无线保真Wi-Fi）、互联网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入与传输。

支撑层：在高性能计算技术的支撑下，将网络内大量或者海量的信息资源通过计算整合

成•个能够互联互通的大型智能网络，为上层服务管理与大规模行业应用建立起•个高效、

可靠与可信的支撑技术平台。该层的要紧技术包含智能处理、分布式并行计算、云计算技术、

海量存储与数据挖掘、管理系统及数据库与综合设计验证等等。比如，通过能力超级强大的

中心计算及存储机群（如云计算平台、高性能并行计算平台等）与智能信息处理技术，对网

络内的海量信息进行实时的高速处理，对数据进行智能化的挖掘、管理、操纵与存储。

应用层：根据用户的需求能够构建面向各类行业实际应用的管理平台与运行平台，并根

据各类应用的特点集成后关的内容服务。显然，为了更好地提供准确的信息服务，这里务必

结合不一致行业的专业知识与业务模型，以完成更加精细与准确的智能化信息管理。比如，

当对自然灾害、环境污染等进行预测预警时，就需要有关生态、环保等等多学科领域的专门

知识与行业专家的经验。

物联网各层次间既相定独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体

应用，各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计能够是千差万别的，

也不一定所有层次的技术都需要使用。即使在同一个层次上，能够选择的技术都需要使用。

即使在同一个层次上，能够选择的技术方案也能够进行按需配置。但是，优化的协同操纵与

资源共享首先需要一个合理、优化的顶层系统设计来为应用系统提供必要的整体性能保障。

第二章物联网接入总体技术要求

1、NB-IOT架构

NB・loT无线接入网络架构如图1所示。NB-loT支持与LTE共同部署与独立组网部署方式。

图1NB-loT总体架构

NB-loT无线接入网由一个或者多个基站（eNB）构成，基站通过S1接口连接到核心网

EPC,其中NB-loT基站也能够连接至物联网专有EPCONB-loT基站之间能够通过X2接口连

接。在Si-Flex配置中，每个基站在一个池区域内与所有的EPC节点连接。基站通过空中接

口（即Uu接口）与UE通信。

在图1中所涉及到的设备实体包含：

-用户设备（UE）：它包含移动设备（ME）与通用用户识别模块（USIM）；

-基站（eNB）：为一个小区或者多个小区服务的无线收发信设备。

2、物理层

1）概述

NB-loT的物理层设计在E-UTRAN物理层的基础上做了如卜.改动：

—每个NB-loT载波只使用一个PRBo

下行只支持E-UTRAN中的15kHz子载波间隔,

上行引入单子载波传输（single-tonetransmission）,如今在15kHz子载波间隔的基

础上，额外引入3.75kHz子载波间隔。在3.75kHz子载波间隔的情况下，窄带时隙

（NB-slot）长度定义为2ms（同时E-UTRAN的subframe与frame概念不再适用）。

一上行引入多子载波传输（multi-tonetransmission）,支持15kHz的子载波间隔。

—NPUSCH子载波间隔为15kHz时，只支持LTE常规循环前缀。

—NPRACH使用单子载波跳频传输方式。

只支持FDD。UE只支持半双工方式。

支持LTEin-band、LTEguard-bandsiandalonc三种工作模式。

NB-loT的物理层信道包含：

a）窄带物理广播信道（NPBCH）：

NPBCH的传输周期是640ms,包含8个80ms长的独立编码块；

-NPBCH在每个无线帧的子帧。上发送；

-640ms的定时通过UE盲检获得，而非显式的信令指示。

b）窄带物理下行共享信道（NPDSCH）：承载DL-SCH与PCH。

c）窄带物理下行操纵信道（NPDCCH）：

—承载PCH与DL-SCH的调度信息；

-承载UL6CH及上行操纵信息的调度信息。

d）窄带物理上行共享信道（NPUSCH）：承载UL-SCH及上行操纵信息。

e）窄带物理随机接入信道（NPRACH）：承载随机接入前导。

2）下行传输方案

基于OFDM的基本传输方案

NBloT使用EUTRAN下行传输方案，区别如下：

—频域每个NB-loT载波只包含一个PRB；

一只使用15kHz子载波间隔；

—只支持UE半双工操作。

基站能够配置多个NB-loT载波。

2.1NPDSCH信道的物理层处理

NPDSCH物理层处理使用E-UTRAN的PDSCH信道物理层处理方案，区别在信道编

码：NPDSCH使用咬尾卷积码（LTE的PDSCH为Turbo码编码）。

2.2NPDCCH信道

NPDCCH物理层处理使用E-UTRAN的PDCCH物理层处理方案，区别如下：

—关于inband工作模式，在SIB1-NB里指示一个子帧里NPDCCH不可占用的OFDM

符号数：

—NPDCCH与NPDSCH用TDM方式共享下行可用的NB-loT子帧。

NPDCCH信道在一个PRB对中能够定义两个CCE,每个CCE占用6个子载波。

NPDCCH支持聚合级别1与2,而且支持基于聚合级别2的重复发送。

NPDCCH支持C-RNTI,临时C-RNTI,P-RNTI与RA-RNTL

1）下行窄带参考信号（NRS）与窄带同步信号（NPSS与NSSS）

NB-loT下行窄带参考信号是由插入到下行NB-loT天线端口0与1的每个时隙（除了非

NB-loT子帧，与传输NPSS与NSSS的子帧外）的最后两个OFDM符号位置上的已知参考符

号构成，见图2。每个下行NB-loT天线端口传输一个窄带参考信号。下行NB-loT天线端口

数目能够是1或者者2。

|LTECRS

l.7TPIX：CH

NB-RSPon0

NB-RSPoriI

图2NB-loT下行窄带参考信号（NRS）

物理层通过NSSS提供504个唯一的小区标识。在in-band工作模式下，需要指示该小

区标识是否与E-UTRAN小区标识一致。在与E-UTRAN小区标识一致的情况下，UE能够假设

NB-loT下行天线端口数目与E-UTRANCRS天线端口数目一致，并将E-UTRAN下行CRS信号

用于辅助NPDSCH、NPDCCH的解调。在与E-UTRAN小区标识不一致的情况下，在MIB-NB

中指示E-UTRANCRS天线瑞口数。

2）下行多天线传输

NB-2T支持1个或者2个天线端口的下行传输。当使用2个天线端口时，下行使用空频

块码（SpaceFrequencyBlockCode,SFBOo

2.3物理层过程

1）链路自习惯

NB-loT使用E-UTRAN下行链路自习惯过程。此外，NB-loT还能够通过在物理层重复发

送一个码字的方式实现链路自习惯。

2）小区搜索

小区搜索是基于窄带主同步信号（NPSS）与窄带辅同步信号（NSSS）进行的。窄带主

同步信号在NB-loT载波的每个无线帧第6个子帧的第1个到第11个子载波上传输，窄带辅

同步信号在NB-loT载波的每隔一个无线帧的第10个子帧上的全部12个子载波上传输，

3）物理层测量定义

物理层测最支持E-UTRAN内部测最（同频、异频）。

为了进行E-UTRAN内部的测量，应支持至少两个基本的UE测量：

窄带参考信号接收功率（NRSRP）,用于同频RRCJDLE、异频RRC」DLE与

同频RRC.CONNECTED；

-窄带参考信号接收质量（NRSRQ）,用于同频RRCJDLE。

2.4上行传输方案

1）基本传输方案

NB-loT上行定义了单子载波（single-tone）传输与多子载波（multi-tone）传输方式。

单子载波传输除了没有定义资源块外，使用E-UTRAN上行SC-FDMA传输方案，支持两

种子载波间隔：3.75kHz与15kHz。关于15kHz子载波间隔，定义了12个连续的子载波。

关于3.75kHz子载波间隔，定义了48个连续的子载波。

子载波间隔是3.75kHz的单子载波传输，定义了一个2ms时长的窄带时隙（NB-Slot）,

其中包含7个符号。窄带时隙的边界与E-UTRANFStype1的子帧边界对齐。如今一个符号

的长度是8192TS外加256TS的循环前缀，余下的2304Ts用作保护间隔。

多子载波传输除了没有定义资源块外，使用E-UTRAN上行SC-FDMA传输方案。支持

15kHz的子载波间隔，定义了12个连续的子载波。这些子载波能够组合成3个、6个或者者

12个连续的子载波。

NPUSCH传输的最小调度单位是资源单位（resourceunit）。时域上，对单子载波传输，

3.75kHz子载波间隔时资源单位为32ms,15kHz子载波间隔时资源单元为8ms。对多子载波

传输，3个子载波时为4ms,6个子载波时为2ms,12个子载波时为1ms。

NPUSCH支持两种格式：格式1与格式2。格式1用于传输上行数据，可使用单子载波

传输或者多子载波传输方式。格式2用于传输上行操纵信息（UCI）,只使用单子载波传输方

式。

一个UL-SCH传输块能够由多个资源单位构成..

2）物理层处理

NPUSCH的物理层史理使用匚-UTRAN的PUSCH物理层处理过程，区别在于调制方

式：

—单子载波传输使用n/2-BPSK与Ji/4-QPSK；

-多子载波传输使用QPSK。

3）上行操纵信息（UCI）

上行操纵信息包含对的

NPDSCHACK/NAK0

对NPDSCH的ACK/NAK使用单子载波传输方式，其所占用的时频资源由下行操纵资源

调度。

4）上行参考信号

用于单子载波NPUSCH（格式1）解调的上行窄带解调参考信号，在15kHz子载波间隔

的情况下在每个时隙的第4个符号上传输，在3.75kHz子载波间隔的情况下在每个NB-slot

的第5个符号上传输。

用于多子载波NPUSCH（格式1）解调的上行窄带解调参考信号，在每个slot的第4个

符号上传输。

用于NPUSCH（格式2）解调的上行窄带解调参考信号，在15kHz子载波间隔的情况下

在每个slot的第3、4、5个符号上传输，在3.75kHz子载波间隔的情况下在每个NB-slot的

第1、2、3个符号上传输。

对每个资源单位（RU）,单子载波传输的.匕亍窄带解调参考信号的长度是16个符号，

多子载波传输的上行窄带解调参考信号的长度是所分配的子载波数目。

对单子载波NPUSCH传输，多个上行窄带解调参考信号可通过如下的方法获得：

一不一致的基本序列；

一个共同的Gold序列。

对多子载波NPUSCH传输，多个上行窄带解调参考信号可通过如下的方法获得：

一不一致的基本序列；

-同一个序列的不一致移位。

5）随机接入前导信号

物理层随机接入前导信号使用3.75kHz子载波间隔，单子载波传输，以4个符号组为单

位多次重复传输。每个符号组包含1个循环前缀与5个等长符号。在随机接入前导信号内，

符号组以1个或者者6个子载波为单位在频域进行跳频;随机接入前导信号不一致重复传输

之间进行伪随机跳频。为支持不一致小区半径，定义了两个循环前缀长度。

6）物理层过程

・链路自习惯

NB-loT使用E-UTRAN上行链路自习惯过程。此外，NB-loT还能够通过在物理层重复发

送一个码字的方式实现链路自习惯。

•上行功率操纵

NB-loT使用E-UTRAN上行功率操纵方案，但不使用上行闭环功控。

2.5传输信道

1）概述

NB-loT支持E-UTRAN定义如下传输信道：BCH、PCH、DL-SCH.UL-SCH、RACH。

2）传输信道与窄带物理信道的映射

图3与图4描述了传输信道与窄带物理信道之间的映射关系：

图3下行传输信道与下行物理信道之间的映射

UL-SCHRACH

-o——。-上行传输信道

-O——。-上行物理信道

NPUSCHNPRACH

图4上行传输信道与上行物理信道之间的映射

2.6E-UTRAN多载波操作

NB-loT支持多载波操作。不支持E-UTRAN的CA.

在RRC_CONNECTED状态，UE能够通过UE特定的RRC信令被重定向到非锚点载波上进

行（而且只进行）单播传输。假如没有给UE配置非锚点载波，所有的传输都只会发生在锚

点载波上。

3、高层

3.1CP方案与UP方案

NB-loT有两种数据传输方案，一种是CP方案（操纵面CloTEPS优化），另一种是UP方

案（用户面QoTEPS优化）。CP方案对UE与网络均为必选，UP方案为可选。假如UE同时

支持两种方案，具体使用哪种方案，通过NAS信令与核心网设备进行协商而确定。

CP方案数据通过NAS消息携带数据进行传输，空口承载使用SRB,不需要DRB。使用

NAS层安全与包头压缩，不使用空口安全与空口包头压缩功能。UE进入空闲态（RRQJDLE）

后,UE与基站不保留AS上下文。UE再次进入连接态需要重新发起RRC连接建立请求。

UP方案使用E-UTRAN数据传输方案，使用DRB作为承载，同时在空口使用AS安全，

区别如下：

UP方案默认支持1个DRB,至多2个；

—当UE传输完数据后，与E-UTRAN不一致，UE能够通过释放连接命令中挂起指

示进入空闲态,如今基站与UE储存AS的上下文信息，当UE再次进入连接态时，

UE可向网络侧发送RRC恢复连接请求来恢复RRC连接。

3.2MAC子层

3.2.1业务与功能

NB-loT使用E-UTRANMAC层的业务与功能，区别如下：

NB-loT不支持MBMS与D2D业务，与此育美的MAC层配置NB-loTUE均不支

持；

对支持CP方案的NB-IoTUE,由于数据传输在NAS层完成，不需要DRB承载,

因此每个UE只有一个专用逻辑信道。

3.2.2逻辑操纵信道

NB-loT支持的操纵信道：

—广播操纵信道（BCCH）；

—寻呼操纵信道（PCCH）；

—公共操纵信道（CCCH）；

—专用操纵信道（DCCH）o

3.2.3逻辑业务信道

NB-loTUE支持的业务信道为DTCH（仅支持CP方案的NB-loTUE不支持该信道），

3.2.4调度与速率操纵

1）基本调度器下行调度

NB-loT应支持：

下行调度信息在下行物理操纵信道NPDCCH上传输。调度的下行数据在共享数据

信道NPDSCH上传输；

—仅支持跨子帧调度，不支持跨载波调度。NPDCCH与NPDSCH的传输时长是可变

的，该时长以子帧数量为单位；

传输时长关于NPDCCH来说是半静态的：关于NPDSCH来说，是作为NPDCCH

上调度信息的一部分来指示的；

—相关于NPDCCH的NPDSCH开始时间被作为调度信息的一部分。

2）基本调度器上行调度

NB-loT应支持：

-上行徒路调度信息在下行物理操纵信道NPDCCH上传输。调度的上行链路数据在

共享数据信道NPUSCH上传输；

—NPUSCH的传输时长是可变的，该时长以子帧数量为单位；

传输时长关于NPDCCH来说是半静态的；关于NPUSCH来说，是作为NPDCCH

上调度信息的一部分来指示的；

相关于NPDCCH的NPUSCH开始时间被作为调度信息的一部分。

3.2.5ARQ/HARQ

NB-loT使用E-UTRANHARQ准贝I，区另IJ是NB-loTUE设计复杂度低,使用单进程HARQ。

具体支持功能如下：

a）下行：

lN过程StohAnd-Wait,N=1；

—响应下行（重）传输的上行ACK/NAK在NPUSCH上发送。

b）上行：

-N过程Sto1>And-Wait,N=1；

—支持异步自习惯HARQ,不支持同步HARQ；

—响应上行（重）传输的下行ACK/NAK在NPDCCH上发送，上行重传总是根

据NPDCCH上的下行ACK/NAK斛!发。

3.2.6DRX

NB-loT使用E-UTRAN系统RRC_CONNECTED态的DRX配置，区别是出于节电考虑及UE

处于连接态较短，NB-loT使用最长周期为9.216s的DRX>

NB-loT空闲态时:

—默认寻呼DRX最小周期是128帧（1.28s）,最长周期是1024帧（10.24s）。

寻呼的eDRX最小周期是2个超帧（20.48s）,最长周期是1024个超帧（约为2.91h,

一个超帧等于1024帧）。

3.3RLC子层

NB-loT在E-UTRANRLC子层基础上做了如下改动：

—不支持RLCUM；

—关于支持UP优化方案的UE,支持RLC重建立：发生RLF后，可■通过RRC重建

立流程来完成RRC连接；关于支持CP优化的UE,不支持RLC重建：发生RLF

后，UE进入空闲态，没有RRC重建立流程。

3.4PDCP子层

NB-loT在E-UTRANPDCP子层基础上做了如下改动：

—CP方案使用NAS消息进行数据传输，安全在NAS层实现，没有AS安全，数据

传输在PDCP层是透传的。对•只支持CP方案的UE,PDCP被旁路；

—关于支持UP方案的UE,需要AS安全，当AS安全激活后，PDCP子层用户面的

要紧业务与功能包含：

•头压缩与解压缩：仅ROHC；

•用户数据传输；

•关于RLCAM模式，在PDCP重建过程中将上层PDUs按序递交；

•关于RLCAM模式，在PDCP重•建过程中对底层SDUs进行重复检测：

•加密解密；

•基于定时器的上行SDU丢弃。

—关于既支持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；当AS安全被激活后，则与仅支持UP方案的UE一样，使

用PDCP子层用户面的业务与功能。

4、RRC

4.1业务与功能

NB-loT使用E-UTRANRRC层的业务与功能,区别是:

对NB-IoTUE,在AS安全被激活前，支持一个新的专用SRB(SRBIbis,与SRBI

相比，仅没有PDCP层的配置)：在AS安全被激活后，仅支持一个UE专用SRB

(SRB1)；

—对支持UP方案的UE,支持：

—挂起/恢复RRC连接；

—默认支持一个DRB,可选支持至多2个DRB。

a)RRC协议与状态迁移

当UE处于RRCJDLE状态时,假如该UE支持UP方案，则该UE在收到网络侧指标的挂

起指示后释放连接，并储存AS上下文，用于恢复RRC连接。

b)QoT信令减少优化方案

i.概述

NB-loT使用哪种QoT信令减少优化方案，是通过UE与MME间的NAS信令进行协商配

置的。在AS安全被激活前，不使用PDCP。非锚点载波能够在RRC连接建立期间被配置。

ii.CP方案(操纵面CloTEPS优化)

仅支持CP方案(见3GPPTS24.301V13.8.0)的RRC连接建立的特征如下：

-上行NAS信令消息或者承载数据的上行NAS消息可在上行RRC容器消息(UL

RRCcontainermessage)中被传输。下行NAS信令或者下行NAS数据可在下行

RRC容器消息(DLRRCcontainermessage)中被传输；

—不支持RRC连接重配与RRC连接重建立；

-不使用无线数据承载(DRB)；

—不使用AS安全；

—在AS中，不一致数据类型间没有区别(如IP、非IP或者SMS)。

对同时支持CP与UP的方案,见8.3.3。

iii.UP方案(用户面万案EPS优化)

UP方案(见3GPPTS24.301V13.8.0)的RRC连接建立的特征如下：

在RRC连接释放时使用RRC连接挂起流程，eNB可要求UE进入RRC」DLE态

后储存包含UE能力的AS上下文；

从RRCJDLE至I]RRC_CONNECTED状态迁移时使用RRC连接恢复过程，之前存

储在UE与e