Page 34 - 网络电信2018年7月刊下

解 决 方 案
图3 保护带部署方式
解 决 方 案
15kHz，支持3、6、12个子载波的传输。
功率方面，独立部署可独立设置发射功率，例如20W;带内
部署和保护带部署的功率与LTE功率有关系，通过设置NB-IoT窄
带参考信号（NRS）与LTE公共参考信号（CRS）的功率差来设定
NB-IoT的功率，目前协议定义的可设置NRS比CRS最大高9dB，实
际大小需根据设备的发射能力而定。
NB-IoT网络规划中建议采用独立部署方式（简称SA），首
先，SA不依赖LTE，未来FDD规模商用，考虑FDD演进需求，使用
SA可避免频繁调整，最大化利用优质频谱资源；其次，使用SA
可规避带内GSM/NB-IoT/FDD三模间，及带外与铁路和联通频点
间干扰；另外，SA方式可独立对发射功率及相关功率控制进行
设置，有利于NB-IoT网络性能优化。
二、NB-IoT功控机制
1、主要物理信道
NB-IoT对物理层做了简化，保留了LTE网络中的广播信道、
下行控制信道、下行共享信道、随机接入信道以及上行共享信
道，取消了PCFICH、PHICH和PUCCH信道。
NB-IoT系统对于上行信道NPUSCH有功控机制，对于随机接
入信道采取一种步长逐步抬升的功控机制，简化掉了PUCCH信道
和SRS信号。
NPUSCH信道有两种模式，如表1所示。
表1 NPUSCH信道模式
解 决 方 案
NPUSCH格式1，用于承载UL-SCH；格式2，用于承载上行控
制信息。
2、功控计算原理及影响因素分析
NB-IoT功控计算原理为：若分配NPUSCHRU重复次数大于2，则
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NB-IoT主要是间歇性的小分组业务，因此取消了LTE采取复
杂的功控调度算法，从上述计算公式可以看出，功控的机制较
为简单，影响发射功率的因素仅取决于分配载波资源数量，初
始参数设置以及路径损耗这3个因素。另外，公式中没有考虑到
网内干扰抬升的问题，物联网间歇式小分组业务的特性导致上
行干扰不会是主要矛盾，即使稍微受到一些干扰，通过资源分
配调度算法把上行分配的子载波资源以及MCS同时降下来，既能
保证相对稳定的数据传输，也能同时降低功耗。
三、NB-IoT低功耗技术
NB-IoT通过简化物理层设计降低实现复杂度，上行Single-
tone模式峰值均比低，下行采用Tail-biting卷积码，降低解
码复杂度，对移动性要求较低，不要求连接态测量及互操作，
不要求异系统测量及互操作，减少了测量对象，从而降低功
耗。而NB-IoT实现低功耗性能，主要采用两种技术：PSM(Power
Saving Mode)和eDRX（ExtendedDRX）。
1、技术介绍
（1）PSM
PSM(Power Saving Mode，节电模式）是3GPPR12版本引入
的技术，即在Idle态下再新增加一个新的状态PSM（Idle的子状
态），在该状态下，关闭信号的收发和接入层相关功能，相当
于部分关机状态（但核心网侧还保留用户上下文，用户进入空
闲态/连接态时无需再附着/PDN建立），从而减少天线、射频、
信令处理等功耗。
在PSM状态时，下行不可达，DDN到达MME后，MME通知SGW
缓存用户下行数据并延迟触发寻呼；上行有数据/信令需要发送
时，触发终端进入连接态。
终端何时进入PSM状态，以及在PSM状态驻留的时长由核
心网和终端协商。如果设备支持PSM，在附着或TAU（Tracking
Area Update）过程中，向网络申请一个激活定时器(T3324，
0～255s)，当设备从连接状态转移到空闲后，该定时器开始运
行，当定时器超时后，设备进入PSM省电模式。
进入PSM模式后设备不再接收寻呼消息，但设备仍然注册在
网络中。UE进入PSM模式后，只有在UE需要发送MO数据，或者周
期TAU/RAU定时器T3412超时后需要执行周期TAU/RAU时，才会退
出PSM模式，TAU最大周期为310h，默认为54min。
PSM的优点是可进行长时间睡眠，缺点是对MT（被叫）业
务响应不及时，主要应用于表类等对下行实时性要求不高的业
务。
（2）eDRX技术
eDRX（Extended Discontinues Reception，非连续接收）
原理如图4所示，是3GPPR13版本引入的技术，是对原DRX技术的
增强，主要原理为支持更长周期的寻呼监听，从而达到节电目
的。
传统的1.28/2.56s的DRX寻呼间隔对IoT终端的电量消耗较
网络电信 二零一八年七月