1、Technology 技术 41 中国电信集团江苏省公司陆强 解读NB-IoT R14版本的七大变化 3GPP Release 13 核心协议已于 2016 年 6 月 22 日冻结，距今已有一年多。 3GPP Release 14 核心协议将于 2017 年 8 月冻结。 3GPP Release 13核心协议已于2016 年6月22日冻结， 距今已有一年多， 而 3GPP Release 14核心协议将于2017年8月 冻结。 那么R14版本的NB-IoT协议有哪 些革新？ 之前盛传 ， R14版本的NB-IoT 将 支 持 切 换 、定 位 等 重 要 功 能 ，进 展 又 如 何？ 这
2、些革新会对当前的NB-IoT产业带 来什么样的影响？ 为了回答以上问题， 本 文在此对R14版本的N B-IoT变更情况进 行详细介绍。 低发射功率终端 NB-IoT R13版本中规定UE的最大 发射功率为23dBm， 在NB-IoT R14版本中 新引入了 一个低功率级别的UE， 最大发射 功 率 为 1 4 d B m 。引 入 的 目 的 是 为 了 降 低 某 些对待机时间有较高要求的终端功耗， 从 而 增 加 待 机 时 间 ，同 时 降 低 终 端 成 本 。对 于低功率UE， 最大路径损耗MCL=164- (23-14)=155dB， 降低了低功耗UE的最大 覆盖能力。 为了使低
3、 功率终端能 够正常 接入网 络， NB-IoT R14版本对小区选择和接入 相关参数进行了修改， 增加了重复次数和 功率偏置。 覆盖增强授权功能 N B - I o T 支 持 3 个 覆 盖 等 级 ，分 别 为 CEL0： MCL=144； CEL1： MCL=154； CEL2： MCL=164。 其中CEL0是正常覆盖 级别， CEL1和CEL2是增强覆盖级别， 主 要通过上行满功率发射以及多次重复来 实现覆盖增强， 终端占用了更多的网络无 线资源。 因此从网络运营 （收费） 的角度 来 看 ，运 营 商 希 望 能 对 覆 盖 增 强 功 能 进 行 授权使用， 并可以实现针对覆盖
4、增强授权 的差异化计费。 普通签约终端只能使用CEL0正常 覆盖等级接入； 签约覆盖增强授权的 用户， 可以使用CEL1和CEL2覆盖增强 场景进行接入。 此功能涉及UE、 Enb、 MME和HSS等网元， 包括NAS层和S1、 Uu等接口。 非锚点载波增强 NB-IoT R13版本承载NPSS/ NSSS、 NPBCH、 SIB、 SI和Paging等信 道频点被称为anchor carrier， 其他载波则 被称为non-anchor carrier。 UE在IDLE 模式驻留于anchor carrier， 通过RRC连 接建立消息 （ CarrierConfigDedicated- N
5、B） ， 重配置到non-anchor carrier。 如 果没有进行载波重配， 则UE默认驻留于 anchor carrier。 PRACH信道只能配置在 anchor carrier上。 NB-IoT R14版本允许NPRACH 信道和Paging信道配置在non-anchor carrier。 新增SIB22-NB系统信息， 用于广 图1 UE类别 无线通信Technology 技术 42 无线通信 播non-anchor carrier相关配置， 小区最多 配置15个non-anchor carrier （R14 ） 。 新的UE类别：Category类别 NB2的终端 N B-Io
6、T R14版本引入Category类别 NB2的终端， Category NB2的UE 上 下行最 大 支 持 2 5 3 6 b i t 的 T B S ，对 C a t e g o r y N B 2 的 UE， 支持2个HARQ进程， 通过UE能力 中的twoHARQ-Processes-r14字段指示， 如图1所示。 新的NB2终端， 其峰值速率将提升 到79.2kbit/s， 在无线网络良好的情况下 ， 可支持较大的数据分组传输。 支持CP模式下的RRC重建 （实现业务态切换） N B - I oT 在 C P 模 式 、A S 层 安 全 性 未 激 活 情 况 下，支 持 RRC
7、 connectionreestablishment， 恢复SRB1bis和数据传输。 SystemInformationBlockType2-NB通过 cp-reestablishment字段指示小区是否允 许重建， 当发生无线链路失败时 ， UE请 求RRC connection reestablishment。 当eNB收到CP模式下RRC connection reestablishment Request后， 在 S 1 接 口上 把 U E 相 关 信 息（s -T M S I U L - NAS-MAC UL-NAS-Count等） 发送 给MME。 MME校验UL-MAC信息，
8、 如果通过则生成DL-NAS-MAC， 下 发给基站。 由基站下发RRC connection reestablishment， 包括dl-NAS-MAC。 UE 收到RRC connection reestablishment消息 后， 会校验dl-NAS-MAC。 如果校验失 败， 则认为恢复失败， 离开RRC连接状 态， 如果校验成功， UE使用配置的专用 图2 CP模式下的RRC重建 图3 NB-IoT空闲态定位总体流程 无线资源， UE恢复SRB1Bis， 具体流程如 图2所示。 精确定位 NB-IoT R14版本支持多种精确定位 方式， 其定位的实现沿用E-UTRAN的定 位架构和
9、协议。 支持的定位方式有两种， 如图3所示。 一是E-CID定位， E-CID定位方法 是根据UE所在eNB的地理位置， 以及 无线资源的相关测量， 得到UE位置的估 计。 此类定位不需要终端支持但精度不 高， 一般误差可能达到数百米。 二是OTDOA定位， 需要UE和eNB支 持PRS， 基站使用新的专用定位参考信号 NB-IoT NPRS， UE通过测量3个及以上的 基站位置来精确定位， 也即三角定位。 支持多播业务（MBMS） N B - I o T R 1 4 版 本 引 入 了 M B M S ，可 用 于终端软件更新、 下行广播数据等。 NB-IoT R14版本仅支持IDLE态的UE接收广播业 务， 处于连接态的UE不能接收广播业务。 NB-IoT R14使用单小区SC-PTM方式发送 广 播 业 务 ，不 支 持 M B S F N 。编辑 程琳琳
