深入NB-IoT IV——NB-IoT协议栈&物理层(二)

上一篇讲述了NB-IoT上行物理层,本文继续介绍下行物理层。

下行物理信号分为:NRS、NSS、NPRS;

下行物理信道分为:NPBCH、NPDSCH、NPDCCH;

一、NRS:Narrowband Reference Signal 窄带参考信号

为了提高覆盖、新增NRS,故NB-IoT的CRS包括两部分:一部分是原LTE CRS,另一部分是新增的NRS。在普通CP下,NRS的位置:时域位置:天线口2000和2001的参考信号在每个Slot的第6个和第7个OFDM符号处;频域位置:单端口每6个子载波插入一个参考信号。双端口每三个子载波插入一个参考信号。频域位置除了与天线端口(防止小区内不同天线间干扰)、时域位置有关,还与小区物理ID有关,以使相邻同频小区之间参考信号位置错开,避免干扰。

二、NSS:Narrowband Synchronization Signal 窄带同步信号

NPSS/NSSS用于UE和基站间的同步,同步信号包括NPSS(NB主同步信号)和NSSS(NB辅助同步信号)两种。NPSS用于小区检测、子帧和符号级的同步,载波和频率采样的频率同步;NSSS用于无线帧级别时间同步和物理小区指示;NPSS发送周期为10ms,固定在每个无线帧的#5子帧发送;NSSS发送周期为20ms,固定在20ms周期最后无线帧的#9子帧发送。UE与网络进行同步,需要解调NPSS和NSSS的信息。

三、NPBCH:Narrowband Physical Broadcast Channel 窄带物理广播信道

NPBCH主要用于广播MIB消息,周期为640ms,8次重复,固定在每个无线帧的#0发送。每个80ms周期内,传输的数据相同,但是编码不同。MIB消息长度不超过34 bits,加上CRC校验16 bits,实际传输数据不超过50 bits,信道编码和速率匹配之后输出1600 bits。

四、NPDCCH:Narrowband Physical Downlink Control Channel 窄带物理下行控制信道

1)NPDCCH和NPDSCH是共享资源的,其时频域位置在何处?复用方式又如何?(NPDCCH和NPDSCH之间,TDM复用,覆盖等级1和覆盖2的NPDCCH之间,通过TDM复用;覆盖等级0的NPDCCH之间,也可以使用FDM模式)

2)补充:NPDSCH的部分子帧是承载NB-SIB1消息的,NB-SIB1资源固定映射在4号子帧,根据周期和重复次数以及PCID确定具体占用的帧号,避让LTE传统PDCCH资源。

3)NPDCCH资源映射单位NCCE:一个PRB对内下面6个子载波分配各NCCE0,上面6个子载波分配给NCCE1。

4)NPDCCH调度:一句话阐明NB-IoT与LTE调度上的不同:NPDSCH跨子帧调度。

5)NPDCCH CCE搜素空间:NPDCCH和LTE一样,存在公共搜素空间和UE专用搜索空间。

6)NPDCCH调度周期:

NPDCCH调度周期 NPDCCH Period T = Rmax*G,且2048>T≥4。周期因子 G:{1.5,2,4,8,16,32,48,64};最大重复次数 Rmax:{1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048},各覆盖等级NPDCCH的Rmax和G单独配置,得到每个覆盖等级的周期(Period0,Period1,Period2),用于控制每个覆盖等级NPDCCH资源。

五、NPDSCH:Narrowband Physical Downlink Shared Channel 窄带物理下行共享信道

下行采用QPSK调整方式;下行传输块TB分配;频域12子载波(180kHz);时域1ms(1 子帧);下行单次调度最多分配10个子帧,承载680bits 数据。NPDSCH两种调度模式:

连续模式:UE接收到NPDCCH的DCIN1/DCIN2下行调度在子帧n结束,那么UE会在至少隔4个下行子帧开始接收N(N=Nrep*Nsf)个连续下行子帧的NPDSCH数据。

非连续模式:注意:如果下行资源被分配给一个增强覆盖类型终端设备的NPDCCH和其调度的NPDSCH连续占用,此时在上述载波上的其他终端设备,尤其是非增强覆盖类型终端设备的下行业务传输会被阻塞,并且其他终端设备的上行授权也会被阻塞,进而导致上行资源的浪费,故会引入一个Gap。

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