5G物聯網及NB-IoT技術詳解

第1章 5G概述 1
1.1 移動通信發展史 1
1.2 5G技術演進 3
1.3 5G應用場景 5
1.4 5G核心指標 7
1.5 5G關鍵技術 8
1.5.1 毫米波技術 8
1.5.2 大規模天線陣列 8
1.5.3 新型調制編碼技術 9
1.5.4 多載波聚合 11
1.5.5 網絡切片技術 12
1.5.6 設備到設備直接通信 14
1.5.7 超密集異構網絡 14
1.5.8 新型網絡架構 15
第2章 物聯網介紹 17
2.1 物聯網的前世今生 17
2.1.1 物聯網起源與發展 17
2.1.2 物聯網在美國—智慧地球 18
2.1.3 物聯網在中國—感知中國 18
2.2 物聯網特性與應用 19
2.2.1 物聯網特性 19
2.2.2 物聯網應用 21
2.3 物聯網技術分類 22
2.4 授權頻譜物聯網技術 24
2.4.1 3GPP物聯網之路 24
2.4.2 NB-IoT和LTE-M 26
2.5 非授權頻譜物聯網技術 28
2.5.1 Sigfox 28
2.5.2 LoRaWAN 30
2.5.3 RPMA 32
2.5.4 Weightless 33
2.5.5 HaLow 34
第3章 NB-IoT概述 35
3.1 NB-IoT特點 35
3.1.1 超強覆蓋 35
3.1.2 超低功耗 36
3.1.3 超低成本 36
3.1.4 超大容量 36
3.1.5 典型應用 36
3.2 NB-IoT模式 39
3.2.1 網絡架構 40
3.2.2 部署模式 41
3.2.3 雙工模式 43
3.3 NB-IoT頻段 43
3.4 NB-IoT信道 44
3.4.1 下行信道 44
3.4.2 上行信道 45
3.5 NB-IoT覆蓋 47
3.5.1 覆蓋增強手段 47
3.5.2 覆蓋增強等級 48
3.6 NB-IoT功耗 48
3.6.1 降低功耗機制 49
3.6.2 PSM降低功耗 49
3.6.3 eDRX降低功耗 51
3.7 NB-IoT演進增強 51
3.7.1 定位增強 51
3.7.2 多播功能 52
3.7.3 移動性增強 52
3.7.4 語音支持 52
第4章 NB-IoT物理層 53
4.1 物理層概述 53
4.2 物理信號 54
4.2.1 NPSS 54
4.2.2 NSSS 55
4.2.3 NRS 55
4.3 NPBCH 56
4.4 NPDCCH 58
4.4.1 NPDCCH搜索空間 59
4.4.2 NPDCCH盲檢次數 62
4.4.3 NPDCCH格式（DCI） 64
4.4.4 NPDCCH配置 65
4.5 NPDSCH 66
4.5.1 NPDSCH時頻資源 66
4.5.2 NPDSCH時域重復 66
4.6 NPRACH 67
4.6.1 NPRACH跳頻 68
4.6.2 NPRACH格式 69
4.6.3 NPRACH配置 70
4.6.4 MSG3調度 72
4.7 NPUSCH 73
4.7.1 NPUSCH子載波 73
4.7.2 NPUSCH格式 75
4.7.3 NPUSCH配置 77
4.7.4 DM-RS 78
4.8 發送GAP 79
4.8.1 DL發送GAP 79
4.8.2 UL發送GAP 80
第5章 NB-IoT基本過程 81
5.1 NB-IoT移動性管理過程 81
5.1.1 小區重選簡化 81
5.1.2 小區選擇准則 81
5.1.3 小區測量准則 82
5.1.4 小區重選准則 82
5.2 RRC連接管理過程 83
5.2.1 NB-IoT協議棧 83
5.2.2 RRC狀態變化 84
5.2.3 RRC消息列表 85
5.2.4 RRC連接建立過程 86
5.2.5 RRC連接暫停過程 88
5.2.6 RRC連接恢復過程 90
5.3 NB-IoT系統信息過程 92
5.3.1 系統信息分類 92
5.3.2 MIB-NB信息調度 93
5.3.3 SIB1-NB信息調度 93
5.3.4 SIBx-NB信息調度 95
5.3.5 SIBx-NB信息更新 96
5.4 NB-IoT隨機接入過程 97
5.4.1 隨機接入等級 97
5.4.2 隨機接入時序 98
5.4.3 隨機接入步驟 99
5.5 NB-IoT附着過程 103
5.6 NB-IoT多載波配置 105
5.6.1 NB-IoT載波類型 105
5.6.2 Anchor PRB配置 106
第6章 NB-IoT數據傳輸 108
6.1 數據傳輸概述 108
6.2 SMS數據傳輸過程 110
6.2.1 附着過程中單次SMS數據包傳輸 110
6.2.2 附着過程后多次SMS數據包傳輸 112
6.3 EPS控制面數據傳輸 113
6.3.1 EPS控制面數據傳輸概述 113
6.3.2 終端觸發控制面數據傳輸過程 114
6.3.3 尋呼觸發控制面數據傳輸過程 116
6.4 EPS用戶面數據傳輸 117
6.4.1 傳統LTE用戶面數據傳輸過程 117
6.4.2 EPS用戶面優化數據傳輸過程 118
6.4.3 EPS用戶面優化失敗回落過程 120
6.5 NB-IoT數據調度過程 121
6.5.1 下行數據調度 121
6.5.2 上行數據調度 125
6.5.3 SR、BSR和DV 131
6.5.4 鏈路自適應（LA） 134
6.6 NB-IoT功率管理過程 136
6.6.1 上行功率控制 136
6.6.2 功率余量報告 138
6.6.3 下行功率分配 138
第7章 NB-IoT消息解析 139
7.1 系統信息解析 139
7.1.1 MIB-NB 139
7.1.2 SIB1-NB 140
7.1.3 SIB2-NB 141
7.1.4 SIB3-NB 144
7.1.5 SIB4-NB 145
7.1.6 SIB5-NB 145
7.1.7 SIB14-NB 146
7.2 MAC層消息解析 146
7.2.1 DCI Format N0 147
7.2.2 DCI Format N1 147
7.2.3 Random Access Response 147
7.3 RRC消息解析 148
7.3.1 RRC Connection Request 148
7.3.2 RRC Connection Setup 149
7.3.3 RRC Connection Setup Complete 151
7.3.4 DL Information Transfer 151
7.3.5 UL Information Transfer 152
7.3.6 RRC Connection Release 152
7.4 S1AP消息解析 153
7.4.1 Initial UE Message 153
7.4.2 Initial Context Setup Request 154
7.4.3 Initial Context Setup Response 157
7.4.4 Downlink NAS Transport 158
7.4.5 Uplink NAS Transport 159
7.4.6 Paging 160
7.4.7 UE Context Release Command 161
7.4.8 UE Context Release Complete 162
7.5 NAS消息解析 163
7.5.1 Attach Request 163
7.5.2 Authentication Request 173
7.5.3 NAS Security Mode Command 175
7.5.4 Activate Default EPS Bearer Context Request 176
7.5.5 Detach Request 179
7.5.6 Control Plane Service Request 181
7.5.7 Data Transport 183
7.6 終端能力消息解析 187
7.6.1 UE Capability Enquiry 188
7.6.2 UE Capability Information 188
附錄A 縮略語 190
附錄B IETF-RFC規范 197
附錄C 3GPP規范 198
附錄D GSMA規范 200
參考文獻 203