NB-IoT上行物理层技术.docx

NB-IoT上行物理层技术 相比LTE的上行物理信道，NB-IoT的上行物理信道可谓简化了很多，因此一些流程机制也改变很多。由于不需要在上行信道中传输CSI或者SR，因此在上行信道结构设计中也不需要专门保留上行控制共享信道。NB-IoT上行信道包含两种物理信道，一个是窄带物理上行共享信道（NPUSCH），另外一个是窄带物理随机接入信道（NPRACH），控制信息可以通过NPUSCH复用传输，这意味着NPUSCH不仅承载上行数据业务，同时也肩负了类似LTE中PUCCH承载一些上行反馈信息的功能。另外，由于没有了上行资源调度的概念，同时为了简化帧结构，作为全频段信道估计用的Sounding Reference Signal(SRS)也被省略掉了，上行物理信号只保留了窄带解调参考信号，这样不仅简化了物理层流程，同时也将有限的带宽资源尽可能预留给了数据传输。 NPUSCH（Narrowband Physical uplink shared channel） 上行传输有两种模式，一种是single-tone,另一种是multi-tone。对于single-tone传输模式，可以有两种子载波间隔3 NB-IoT（ Narrow Band Internet of Things）是一种专为物联网设计的低功耗广域网络技术，其上行物理层相较于传统的LTE上行物理层进行了大幅简化，旨在提高能效和降低成本。在NB-IoT的上行链路中，不再需要传输信道状态信息(CSI)或调度请求(SR)，因此，上行控制共享信道不再保留，这有助于减少复杂性和资源消耗。 NB-IoT上行物理信道主要包含两个部分：窄带物理上行共享信道(NPUSCH)和窄带物理随机接入信道(NPRACH)。NPUSCH用于传输数据和部分控制信息，类似于LTE中的PUCCH，它不再需要单独的信道来承载控制信息。NPRACH则用于设备的随机接入过程，是连接建立的初始步骤。 NPUSCH有两种传输模式：single-tone和multi-tone。在single-tone模式下，子载波间隔可以选择3.75kHz或15kHz。如果采用3.75kHz，NPUSCH包含48个连续子载波；如果选择15kHz，则包含12个连续子载波。更小的子载波间隔可以提供更好的抗多径干扰能力，但计算效率和频带兼容性也是需要考虑的因素。single-tone模式的最小调度单位是2ms的时隙，与FDD LTE的子帧对齐，每个时隙包含7个OFDM符号。 multi-tone模式则允许按照3、6或12个连续子载波进行数据传输，与LTE的PRB资源调度不同，NB-IoT的NPUSCH资源单位是灵活的时频资源组合，称为资源单元(Resource Unit, RU)。NPUSCH有两种传输格式：格式1用于传输UL-SCH，承载用户数据或信令，可以是single-tone或multi-tone；格式2则承载上行控制信息，如ACK/NAK。 在NPUSCH的调度中，控制信息不再通过单独的信道传送，而是与数据一起复用在NPUSCH中。DCI格式N0用于指示RU的数量、连续子载波数量以及重复发送次数，UE通过解析DCI N0来确定上行传输的起始时间和占用的频率资源。 这种简化的设计使得NB-IoT能够支持大规模的物联网设备连接，同时降低了功耗和成本，尤其适合于低速率、低功耗的应用场景，如智能抄表、环境监测等。然而，这种简化也意味着在某些性能指标（如高速移动下的传输效率）上可能不如LTE系统。NB-IoT的上行物理层技术是对传统蜂窝网络的一种优化和创新，旨在满足物联网设备的独特需求。