國之重器出版工程：窄帶物聯網(NB-IoT)標準與關鍵技術（簡體書）

本書對LTE R13 NB-IoT的整體協議做了比較詳盡和全面系統的描述，涉及網絡架構、物理層的各類信道、空口控制面、空口用戶面、關鍵過程、射頻指標和後續演進。不僅講述協議中涉及的關鍵技術，而且對重要的、但未被採納的候選技術也進行了對比，呈現部分標準化的過程。書中還配有大量的性能分析。

戴博，哈爾濱工業大學碩士畢業，2006年至今在中興通訊從事4G和5G關鍵技術研究。興趣方向包括物理信道設計、資源調度、上下行同步、節能、物聯網等。

袁弋非，清華大學本科和碩士畢業，美國卡內基梅隆大學博士畢業，2000―2008年在朗訊（後合併為阿爾卡特朗訊）從事3G和4G關鍵技術研究。2008年至今在中興通訊擔任無線標準技術總監，負責4G和5G的關鍵技術研究和標準推進。興趣方向包括多天線技術、信道編碼、資源調度、非正交多址、窄帶物聯網等。2010年入選***“千人計劃”。

餘媛芳，女，碩士，曾擔任3GPP2 TSG-AC WG3副組長，中興通訊無線通信標準專家，主要從事3G/4G/5G無線通信技術研究及標準推進。

第 1章 背景及概述 1
1.1 NB-IoT背景簡介 2
1.2 NB-IoT WI目標 5
1.3 NB-IoT系統需求 6
1.4 NB-IoT標準進展 7
1.5 NB-IoT市場動態 7

第 2章 NB-IoT網絡架構 8
2.1 引言 9
2.2 總體框架概述 10
2.3 協議棧架構 12
2.3.1 基於SGi的控制面優化協議棧 13
2.3.2 基於T6的控制面優化協議棧 13
2.4 網絡接口 14
2.5 網元實體 20

第3章 NB-IoT空口控制面協議 25
3.1 概述 26
3.2 RRC架構 27
3.3 連接控制 28
3.3.1 RRC連接建立過程 30
3.3.2 RRC連接恢復過程 32
3.3.3 RRC釋放/掛起過程 35
3.3.4 RRC連接重建立過程 36
3.3.5 RRC連接重配過程 37
3.3.6 無線資源配置 38
3.3.7 無線鏈路失敗檢測及操作 39

第4章 NB-IoT空口用戶面協議 41
4.1 媒體接入控制MAC 42
4.1.1 概述 42
4.1.2 關鍵過程 42
4.2 無線鏈路控制層RLC 49
4.2.1 概述 49
4.2.2 服務模式 50
4.3 分組數據彙聚協議層PDCP 51
4.3.1 概述 51
4.3.2 主要功能 52
4.3.3 數據傳輸過程 53

第5章 物理層下行鏈路 55
5.1 概述 56
5.1.1 多址方式 56
5.1.2 幀結構 56
5.1.3 下行資源單元 57
5.1.4 下行物理信道 57
5.1.5 下行物理信號 58
5.2 同步信號 58
5.2.1 引言 58
5.2.2 信號結構 58
5.2.3 同步序列 60
5.3 物理廣播信道 72
5.3.1 信道結構 72
5.3.2 處理過程 74
5.4 物理下行控制信道 76
5.4.1 引言 76
5.4.2 下行控制信息 77
5.4.3 物理下行控制信道格式 80
5.4.4 處理過程 81
5.4.5 搜索空間 82
5.5 物理下行共享信道 86
5.5.1 引言 86
5.5.2 信道結構 87
5.5.3 處理過程 88
5.5.4 傳輸模式 89
5.6 下行參考信號 90
5.6.1 窄帶參考信號 90
5.6.2 小區專有參考信號 93
5.6.3 RRM測量 94
5.7 下行信號生成 95
5.7.1 中心頻點 95
5.7.2 信號生成公式 99
5.8 DL Gap 100
5.8.1 引言 100
5.8.2 方案描述 102


第6章 物理層上行鏈路 104
6.1 概述 105
6.1.1 多址方式 105
6.1.2 幀結構 105
6.1.3 上行資源單元 106
6.1.4 上行物理信道 108
6.1.5 上行物理信號 108
6.2 物理上行共享信道格式1 108
6.2.1 引言 108
6.2.2 信道結構 108
6.2.3 處理過程 109
6.3 物理上行共享信道格式2 110
6.3.1 引言 110
6.3.2 信道結構 111
6.3.3 處理過程 111
6.4 物理隨機接入信道 112
6.4.1 信道結構 112
6.4.2 隨機接入序列結構 119
6.4.3 隨機接入信號生成 120
6.4.4 資源配置 121
6.4.5 功率控制 122
6.5 上行參考信號 124
6.5.1 引言 124
6.5.2 時頻結構 124
6.5.3 序列 127
6.5.4 序列組跳變 132
6.6 SC-FDMA信號生成 132
6.7 UL Gap 134
6.7.1 引言 134
6.7.2 方案描述 134
6.8 峰均比降低 135

第7章 NB-IoT關鍵過程 140
7.1 總體流程 141
7.1.1 附著 141
7.1.2 去附著 146
7.1.3 跟蹤區域更新 149
7.1.4 業務請求 153
7.1.5 控制面數據傳輸 154
7.1.6 用戶面數據傳輸 160
7.1.7 控制面方案用戶面方案切換 163
7.1.8 非IP數據傳輸 165
7.2 系統消息的調度 173
7.2.1 系統消息的類型和結構 173
7.2.2 MIB-NB的內容與調度 174
7.2.3 SIB1-NB的內容與調度 175
7.2.4 SI message的調度 179
7.2.5 系統消息的有效性與更新通知 180
7.2.6 SIB14-NB的更新 181
7.3 隨機接入過程 181
7.3.1 基於競爭的隨機接入過程 182
7.3.2 基於非競爭的隨機接入過程 190
7.4 尋呼過程 190
7.4.1 尋呼機制增強 190
7.4.2 尋呼的相關計算 192
7.5 接納控制 193
7.5.1 LTE系統ACB接入控制機制 194
7.5.2 LTE系統EAB機制 195
7.5.3 LTE系統Backoff機制 197
7.5.4 NB-IoT接入控制機制 197
7.6 多載波處理 201
7.6.1 引言 201
7.6.2 載波類型定義 202
7.6.3 Anchor載波選擇 203
7.6.4 使用條件 204
7.6.5 使用策略 204
7.7 安全機制 205
7.7.1 NB-IoT密鑰架構 206
7.7.2 安全激活 207
7.8 終端能力信息傳遞 212
7.9 小區選擇和重選 214
7.9.1 PLMN選擇策略 215
7.9.2 選擇了新的PLMN後的小區選擇策略 216
7.9.3 空閒模式的測量策略 218
7.9.4 小區重選策略 218
7.9.5 UE進入連接模式時的小區選擇 219
7.9.6 UE離開連接模式時的小區選擇 219
7.9.7 處於正常駐留狀態的UE的行為 219
7.9.8 處於任何小區選擇狀態的UE的行為 219
7.10 HARQ過程 220
7.10.1 下行HARQ過程 220
7.10.2 上行HARQ過程 232
7.11 NAS信息的傳輸 242

第8章 NB-IoT射頻指標分析 243
8.1 共存分析 244
8.1.1 NB-IoT共存仿真場景 245
8.1.2 NB-IoT共存仿真結果 250
8.2 NB-IoT BS射頻指標 254
8.2.1 NB-IoT BS發射機射頻指標 254
8.2.2 NB-IoT BS接收機射頻指標 259
8.3 NB-IoT UE射頻指標 268
8.3.1 NB-IoT UE發射機射頻指標 268
8.3.2 NB-IoT UE接收機射頻指標 277

第9章 後續演進 282
9.1 R14 RAN WI簡介 283
9.1.1 定位增強 283
9.1.2 多播傳輸增強 284
9.1.3 多載波增強 284
9.1.4 移動性增強 284
9.1.5 低功率終端 285
9.2 R14 SA WI簡介 285
9.3 未來發展 285

縮略語 287
參考文獻