某公司产品维护经理认证体系教材.docx

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1、产品维护经理认证体系教材-物联网技术中国电信维护岗位认证教材编写小组编制99目录第一章 物联网总体概述11、物联网-概念12、物联网的意义13、物联网硬件组成21.1 感知节点21.2 末稍网络21.3 核心承载网21.4 信息服务系统硬件设施24、物联网软件平台组成35、物联网-技术体系4第二章 物联网接入总体技术要求61、 NB-IOT架构62、物理层62.1 NPDSCH信道的物理层处理72.2 NPDCCH信道72.3 物理层过程82.4 上行传输方案82.5 传输信道102.6 E-UTRAN多载波操作103、高层113.1 CP方案和UP方案113.2 MAC子层113.3 RLC

2、子层123.4 PDCP子层124、RRC134.1 业务和功能135、移动性管理146、UE能力157、S1和X2接口15第三章 物联网网络技术要求201、NB-IOT网络架构202、业务要求203、功能要求203.1 控制面数据传输203.2 用户面优化数据传输（可选）214、计费要求275、接口增强要求28第四章 物联网终端设备技术要求641 概述642 UE分类652.1 工作模式要求652.2 功率等级652.3 传输能力等级653 业务663.1 承载业务663.2 定位能力664 终端设备功能664.1 物理层功能664.2 层2功能744.3 层3及NAS层功能764.4 高层

3、功能805 终端设备性能805.1 信道划分805.2 发射机指标835.3 接收机指标905.4 性能要求945.5 无线资源管理性能要求976 功耗要求977 接口要求987.1 Uu接口要求987.2 Cu接口要求988 多卡要求989 可靠性要求9810 电磁兼容要求9811 比吸收率（SAR）的要求9812 电池和充电器要求9912.1 电池性能9912.2 充电器要求99第五章 物联网平台总体技术要求1001 用户管理1002用户权限管理1053连接基础信息维护和管理1183.1客户基础资料管理1183.2客户分支机构信息管理1233.3用户基础资料管理1283.4自定义字段管理1

4、363.5卡订单1384 SIM卡关联关系管理1424.1二级用户关联关系管理1425 卡生命周期管理1505.1用户SIM卡测试流量耗尽【可测试库存】1505.2SIM卡销售【库存可激活】1525.3SIM卡销售【可测试可激活】1535.4客户SIM卡激活【可激活已激活】1555.5客户SIM卡停用【已激活已停用】1565.6客户SIM卡复机【已停用已激活】1585.7客户SIM卡失效【已停用、已激活已失效】1605.8客户补换SIM卡【已更换已失效】1626 手工卡管理1636.1查找sim卡1636.2配置和编辑 SIM 卡1647 连接实时状态和历史信息感知1767.1用户(SIM卡)

5、基础信息查询1767.2终端网络访问信息查询1838 通道访问事件自动化处置2108.1Sim卡配置2108.2Sim卡计划管理类2168.3Sim卡用量监控2368.4SIM卡安全2759 终端连接状态诊断2879.1终端连接状态实时诊断2879.2终端连接历史状态信息综合分析29910 账单管理29910.1充值29910.2查询30110.3资费计划30410.4通信计划306第一章 物联网总体概述1、物联网-概念物联网（The Internet of things）的概念是在1999年提出的，所谓物联网，简单的来说就是“物物相连的互联网”。其定义为：物联网是指将各种信息传感设备及系统（

6、如传感器网络、射频识别（RFID）、条码与二维码、红外感应器、激光扫描器全球定位系统和其它基于物-物通信模式（Machine to Machine M2M）的短程无线网络），通过各种接入网与互联网结合形成的一个巨大的智能网络，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。国际电信联盟（ITU）2005年的一份报告ITU互联网报告2005：物联网，描绘了“物联网”时代的蓝图：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。由此可见，物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。它把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大

7、坝、供水系统、油气管道等各种物体中，然后将其与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长很长的时间。2、物联网的意义物联网的出现，把我们的生活

8、拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。在物联网的世界里，物物相连、天罗地网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年，美国技术评论提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。这里的传感网也就是物联网。 “物联网”是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约

9、成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 物联网的发展，也是以移动技术为代表的普适计算和泛在网络发展的结果，带动的不仅仅是技术进步，而是通过应用创新进一步带动经济社会形态、创新形态的变革，塑造了知识社会的流体特性，推动面向知识社会的下一代创新（创新2.0）形态的形成1。移动及无线技术、物联网的发展，使得创新更加关注用户体验，用户体验成为下一代创新的核心。开放创新、共同创新、大众创新、用户创新成

10、为知识社会环境下的创新新特征，技术更加展现其以人为本的一面，以人为本的创新随着物联网技术的发展成为现实。在我国高校中，物联网当前的聚焦点在北京邮电大学、重庆邮电大学和南京邮电大学。作为“感知中国”的中心，无锡市2009年9月与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议，标志中国“物联网”进入实际建设阶段。3、物联网硬件组成物联网是以数据为中心的面向应用的网络，主要完成信息感知、数据处理、数据回传，以及决策支持等功能，其硬件平台可由传感网、核心承载网和信息服务系统等几个大的部分组成。其中，传感网包括感知节点（数据采集、控制）和末稍网络（汇聚节点、接入网关等）；核心承载网为物联网业务的基础

11、通信网络；信息服务系统硬件设施主要负责信息的处理和决策支持。1.2.3.1231.1 感知节点感知节点由各种类型的采集和控制模块组成，如温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、RFID读写器、二维码识读器等，完成物联网应用的数据采集和设备控制等功能。感知节点的组成包括4个基本单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成，如RFID、二维码识读设备、温感设备）、处理单元（由嵌入式系统构成，包括CPU微处理器、存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成，实现末梢节点间以及它们与会聚节点间的通信），以及电源/供电部分。感知节点综合了传感器技术、嵌入式计算技术、智能组网技术及无

12、线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到接入层的基站节点和接入网关，最终到达信息应用服务系统。1.2 末稍网络末稍网络即接入网络，包括汇聚节点、接入网关等，完成应用末稍感知节点的组网控制和数据汇聚，或完成向感知节点发送数据的转发等功能。也就是在感知节点之间组网之后，如果感知节点需要上传数据，则将数据发送给汇聚节点（基站），汇聚节点收到数据后，通过接入网关完成和承载网络的连接；当用户应用系统需要下发控制信息时，接入网关接收到承载网络

13、的数据后，由汇聚节点将数据发送给感知节点，完成感知节点与承载网络之间的数据转发和交互功能。感知节点与末稍网络承担物联网的信息采集和控制任务，构成传感网，实现传感网的功能。1.3 核心承载网核心承载网可以有很多种，主要承担接入网与信息服务系统之间的数据通信任务。根据具体应用需要，承载网可以是公共通信网，如2G、3G、4G移动通信网，WiFi，WiMAX，互联网，以及企业专用网，甚至是新建的专用于物联网的通信网。1.4 信息服务系统硬件设施物联网信息服务系统硬件设施由各种应用服务器（包括数据库服务器）组成，还包括用户设备（如PC、手机）、客户端等，主要用于对采集数据的融合/汇聚、转换、分析，以及对

14、用户呈现的适配和事件的触发等。对于信息采集，由于从感知节点获取的是大量的原始数据，这些原始数据对于用户来说只有经过转换、筛选、分析处理后才有实际价值。对这些有实际价值的信息，由服务器根据用户端设备进行信息呈现的适配，并根据用户的设置触发相关的通知信息；当需要对末端节点进行控制时，信息服务系统硬件设施生成控制指令并发送，以进行控制。针对不同的应用将设置不同的应用服务器 4、物联网软件平台组成在构建一个信息网络时，硬件往往被作为主要因素来考虑，软件仅在事后才考虑。现在人们已不再这样认为了。网络软件目前是高度结构化、层次化的，物联网系统也是这样，既包括硬件平台也包括软件平台系统，软件平台是物联网的神

15、经系统。不同类型的物联网，其用途是不同的，其软件系统平台也不相同，但软件系统的实现技术与硬件平台密切相关。相对硬件技术而言，软件平台开发及实现更具有特色。一般来说，物联网软件平台建立在分层的通信协议体系之上，通常包括数据感知系统软件、中间件系统软件、网络操作系统（包括嵌入式系统）以及物联网管理和信息中心（包括机构物联网管理中心、国家物联网管理中心、国际物联网管理中心及其信息中心）的管理信息系统（Management Information System，MIS）等。4.1.2.3.4.4.1. 数据感知系统软件数据感知系统软件主要完成物品的识别和物品EPC 码的采集和处理，主要由企业生产的物品

16、、物品电子标签、传感器、读写器、控制器、物品代码（EPC）等部分组成。存储有EPC 码的电子标签在经过读写器的感应区域时，其中的物品EPC 码会自动被读写器捕获，从而实现EPC信息采集的自动化，所采集的数据交由上位机信息采集软件进行进一步处理，如数据校对、数据过滤、数据完整性检查等，这些经过整理的数据可以为物联网中间件、应用管理系统使用。对于物品电子标签，国际上多采用EPC标签，用PML语言来标记每一个实体和物品。4.2. 物联网中间件系统软件中间件是位于数据感知设施（读写器）与在后台应用软件之间的一种应用系统软件。中间件具有两个关键特征：一是为系统应用提供平台服务，这是一个基本条件；二是需要

17、连接到网络操作系统，并且保持运行工作状态。中间件为物联网应用提供一系列计算和数据处理功能，主要任务是对感知系统采集的数据进行捕获、过滤、汇聚、计算，数据校对、解调、数据传送、数据存储和任务管理，减少从感知系统向应用系统中心传送的数据量。同时，中间件还可提供与其他RFID 支撑软件系统进行互操作等功能。引入中间件使得原先后台应用软件系统与读写器之间非标准的、非开放的通信接口，变成了后台应用软件系统与中间件间，读写器与中间件之间的标准的、开放的通信接口。一般，物联网中间件系统包含有读写器接口、事件管理器、应用程序接口、目标信息服务和对象名解析服务等功能模块。（1）读写器接口。物联网中间件必须优先为

18、各种形式的读写器提供集成功能。协议处理器确保中间件能够通过各种网络通信方案连接到RFID 读写器。RFID 读写器与其应用程序间通过普通接口相互作用的标准，大多数采用由EPC-global 组织制定的标准。（2）事件管理器。事件管理器用来对读写器接口的RFID数据进行过滤、汇聚和排序操作，并通告数据与外部系统相关联的内容。（3）应用程序接口。应用程序接口是应用程序系统控制读写器的一种接口；此外，需要中间件能够支持各种标准的协议（例如，支持RFID以及配套设备的信息交互和管理），同时还要屏蔽前端的复杂性，尤其是前端硬件（如RFID读写器等）的复杂性。（4）目标信息服务。目标信息服务由两部分组成：

19、一是目标存储库，用于存储与标签物品有关的信息并使之能用于以后查询；另一个是拥有为提供由目标存储库管理的信息接口的服务引擎。（5）对象名解析服务。对象名解析服务（ONS）是一种目录服务，主要是将对每个带标签物品所分配的唯一编码，与一个或者多个拥有关于物品更多信息的目标信息服务的网络定位地址进行匹配。4.3. 网络操作系统物联网通过互联网实现物理世界中的任何物品的互联，在任何地方、任何时间可识别任何物品，使物品成为附有动态信息的智能产品，并使物品信息流和物流完全同步，从而为物品信息共享提供一个高效、快捷的网络通信及云计算平台。4.4. 物联网信息管理系统物联网也要管理，类似于互联网上的网络管理。目

20、前，物联网大多数是基于SNMP建设的管理系统，这与一般的网络管理类似，提供对象名解析服务（ONS）是重要的。ONS类似于互联网的DNS，要有授权，并且有一定的组成架构。它能把每一种物品的编码进行解析，再通过URL服务获得相关物品的进一步信息。物联网管理机构（包括企业物联网信息管理中心、国家物联网信息管理中心以及国际物联网信息管理中心）的信息管理系统软件：企业物联网信息管理中心负责管理本地物联网，它是最基本的物联网信息服务管理中心，为本地用户单位提供管理、规划及解析服务。国家物联网信息管理中心负责制定和发布国家总体标准，负责与国际物联网互联，并且对现场物联网管理中心进行管理。国际物联网信息管理中

21、心负责制定和发布国际框架性物联网标准，负责与各个国家的物联网互联，并且对各个国家物联网信息管理中心进行协调、指导、管理等工作5、物联网-技术体系物联网是一种非常复杂、形式多样的系统技术应用。我们将物联网的主要技术体系按照四个层次建立了模型。在这个技术体系中，物联网的技术构成主要体现现在感知层、传输层、支撑层以及应用层四个层次上。感知层：感知层是物联网的皮肤和五官，主要进行识别物体，采集信息。包括多种发展成熟度差异性很大的技术，如二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络、短距离通信以及实时定位等。RFID技术正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联

22、网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。而传感器网络感知主要通过各种类型的传感器对物质属性、环境状态、行为态势等静、动态的信息进行大规模、分布式的信息获取与状态识别，针对具体感知任务，常采用协同处理的方式对多种类、多角度、多尺度的信息进行在线计算、并与网络中的其他单元共享资源进行交互与信息传输。如果再扩展一步，有些应用中还需要通过执行器对感知结果做出反应，对整个过程进行智能控制。 传输层：其主要功能是直接通过现有的互联网或移动通信网

23、（如全球移动通讯系统 GSM、时分同步的码分多址技术 TDSCDMA）、无线接入网（微波存取全球互通 WiMAX）、无线局域网（无线保真 Wi-Fi）、互联网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。支撑层：在高性能计算技术的支撑下，将网络内大量或海量的信息资源通过计算整合成一个可以互联互通的大型智能网络，为上层服务管理和大规模行业应用建立起一个高效、可靠和可信的支撑技术平台。该层的主要技术包括智能处理、分布式并行计算、云计算技术、海量存储与数据挖掘、管理系统及数据库以及综合设计验证等等。例如，通过能力超级强大的中心计算及存储机群（如云计算平台、高性能并行计算平台等）和智能信息处理技术

24、，对网络内的海量信息进行实时的高速处理，对数据进行智能化的挖掘、管理、控制与存储。应用层：根据用户的需求可以构建面向各类行业实际应用的管理平台和运行平台，并根据各种应用的特点集成相关的内容服务。显然，为了更好地提供准确的信息服务，这里必须结合不同行业的专业知识和业务模型，以完成更加精细和准确的智能化信息管理。例如，当对自然灾害、环境污染等进行预测预警时，就需要相关生态、环保等等多学科领域的专门知识和行业专家的经验。物联网各层次间既相对独立又紧密联系。为了实现整体系统的优化功能服务于某一具体应用，各层间资源需要协同分配与共享。以应用需求为导向的系统设计可以是千差万别的，也不一定所有层次的技术都需

25、要采用。即使在同一个层次上，可以选择的技术都需要采用。即使在同一个层次上，可以选择的技术方案也可以进行按需配置。但是，优化的协同控制与资源共享首先需要一个合理、优化的顶层系统设计来为应用系统提供必要的整体性能保障。第二章 物联网接入总体技术要求1、 NB-IOT架构NB-IoT无线接入网络架构如图1所示。NB-IoT支持与LTE共同部署和独立组网部署方式。图1 NB-IoT总体架构NB-IoT无线接入网由一个或多个基站（eNB）组成，基站通过S1接口连接到核心网EPC，其中NB-IoT基站也可以连接至物联网专有EPC。NB-IoT基站之间可以通过X2接口连接。在S1-Flex配置中，每个基站在

26、一个池区域内和所有的EPC节点连接。基站通过空中接口（即Uu接口）与UE通信。在图1中所涉及到的设备实体包括： 用户设备（UE）：它包括移动设备（ME）和通用用户识别模块（USIM）； 基站（eNB）：为一个小区或多个小区服务的无线收发信设备。2、物理层1）概述NB-IoT的物理层设计在E-UTRAN物理层的基础上做了如下改动： 每个NB-IoT载波只使用一个PRB。 下行只支持E-UTRAN中的15kHz子载波间隔。 上行引入单子载波传输（single-tone transmission），此时在15kHz子载波间隔的基础上，额外引入3.75kHz子载波间隔。在3.75kHz子载波间隔的情况

27、下，窄带时隙（NB-slot）长度定义为2ms（同时E-UTRAN的subframe和frame概念不再适用）。 上行引入多子载波传输（multi-tone transmission），支持15kHz的子载波间隔。 NPUSCH子载波间隔为15kHz时，只支持LTE常规循环前缀。 NPRACH使用单子载波跳频传输方式。 只支持FDD。UE只支持半双工方式。 支持LTE in-band、LTE guard-band、standalone三种工作模式。NB-IoT的物理层信道包括：a) 窄带物理广播信道（NPBCH）： NPBCH的传输周期是640ms，包含8个80ms长的独立编码块； NPBCH

28、在每个无线帧的子帧0上发送； 640ms的定时通过UE盲检获得，而非显式的信令指示。b) 窄带物理下行共享信道（NPDSCH）：承载DL-SCH和PCH。c) 窄带物理下行控制信道（NPDCCH）： 承载PCH和DL-SCH的调度信息； 承载UL-SCH及上行控制信息的调度信息。d) 窄带物理上行共享信道（NPUSCH）：承载UL-SCH及上行控制信息。e) 窄带物理随机接入信道（NPRACH）：承载随机接入前导。2）下行传输方案基于OFDM的基本传输方案NB-IoT采用E-UTRAN下行传输方案，区别如下： 频域每个NB-IoT载波只包含一个PRB； 只使用15kHz子载波间隔； 只支持UE

29、半双工操作。基站可以配置多个NB-IoT载波。5.452.1 NPDSCH信道的物理层处理NPDSCH物理层处理采用E-UTRAN的PDSCH信道物理层处理方案，区别在信道编码：NPDSCH使用咬尾卷积码（LTE的PDSCH为Turbo码编码）。2.2 NPDCCH信道NPDCCH物理层处理采用E-UTRAN的PDCCH物理层处理方案，区别如下： 对于inband工作模式，在SIB1-NB里指示一个子帧里NPDCCH不可占用的OFDM符号数； NPDCCH和NPDSCH用TDM方式共享下行可用的NB-IoT子帧。NPDCCH信道在一个PRB对中可以定义两个CCE，每个CCE占用6个子载波。NP

30、DCCH支持聚合级别1和2，而且支持基于聚合级别2的重复发送。NPDCCH支持C-RNTI，临时C-RNTI，P-RNTI和RA-RNTI。1） 下行窄带参考信号（NRS）和窄带同步信号（NPSS和NSSS）NB-IoT下行窄带参考信号是由插入到下行NB-IoT天线端口0和1的每个时隙（除了非NB-IoT子帧，以及传输NPSS和NSSS的子帧外）的最后两个OFDM符号位置上的已知参考符号组成，见图2。每个下行NB-IoT天线端口传输一个窄带参考信号。下行NB-IoT天线端口数目可以是1或者2。图 2 NB-IoT下行窄带参考信号（NRS）物理层通过NSSS提供504个唯一的小区标识。在in-b

31、and工作模式下，需要指示该小区标识是否和E-UTRAN小区标识一致。在和E-UTRAN小区标识一致的情况下，UE可以假设NB-IoT下行天线端口数目和E-UTRAN CRS天线端口数目一致，并将E-UTRAN下行CRS信号用于辅助NPDSCH、NPDCCH的解调。在和E-UTRAN小区标识不一致的情况下，在MIB-NB中指示E-UTRAN CRS天线端口数。2）下行多天线传输NB-IoT支持1个或2个天线端口的下行传输。当使用2个天线端口时，下行使用空频块码（Space Frequency Block Code，SFBC）。2.3 物理层过程1）链路自适应NB-IoT采用E-UTRAN下行链

32、路自适应过程。此外，NB-IoT还可以通过在物理层重复发送一个码字的方式实现链路自适应。2）小区搜索小区搜索是基于窄带主同步信号（NPSS）和窄带辅同步信号（NSSS）进行的。窄带主同步信号在NB-IoT载波的每个无线帧第6个子帧的第1个到第11个子载波上传输，窄带辅同步信号在NB-IoT载波的每隔一个无线帧的第10个子帧上的全部12个子载波上传输。3）物理层测量定义物理层测量支持E-UTRAN内部测量（同频、异频）。为了进行E-UTRAN内部的测量，应支持至少两个基本的UE测量： 窄带参考信号接收功率（NRSRP），用于同频RRC_IDLE、异频RRC_IDLE和同频RRC_CONNECTE

33、D； 窄带参考信号接收质量（NRSRQ），用于同频RRC_IDLE。2.4 上行传输方案1）基本传输方案NB-IoT上行定义了单子载波（single-tone）传输和多子载波（multi-tone）传输方式。单子载波传输除了没有定义资源块外，采用E-UTRAN上行SC-FDMA传输方案，支持两种子载波间隔：3.75 kHz和15 kHz。对于15 kHz子载波间隔，定义了12个连续的子载波。对于3.75 kHz子载波间隔，定义了48个连续的子载波。子载波间隔是3.75 kHz的单子载波传输，定义了一个2ms时长的窄带时隙（NB-Slot），其中包含7个符号。窄带时隙的边界和E-UTRAN FS

34、 type 1的子帧边界对齐。此时一个符号的长度是8192Ts外加256Ts的循环前缀，余下的2304Ts用作保护间隔。多子载波传输除了没有定义资源块外，采用E-UTRAN上行SC-FDMA传输方案。支持15kHz的子载波间隔，定义了12个连续的子载波。这些子载波可以组合成3个、6个或者12个连续的子载波。NPUSCH传输的最小调度单位是资源单位（resource unit）。时域上，对单子载波传输，3.75kHz子载波间隔时资源单位为32ms，15kHz子载波间隔时资源单元为8ms。对多子载波传输，3个子载波时为4ms，6个子载波时为2ms，12个子载波时为1ms。NPUSCH支持两种格式：

35、格式1和格式2。格式1用于传输上行数据，可采用单子载波传输或多子载波传输方式。格式2用于传输上行控制信息（UCI），只采用单子载波传输方式。一个UL-SCH传输块可以由多个资源单位组成。2）物理层处理NPUSCH的物理层处理采用E-UTRAN的PUSCH物理层处理过程，区别在于调制方式： 单子载波传输使用/2-BPSK和/4-QPSK； 多子载波传输使用QPSK。3）上行控制信息（UCI）上行控制信息包括对NPDSCH的ACK/NAK。对NPDSCH的ACK/NAK使用单子载波传输方式，其所占用的时频资源由下行控制资源调度。4）上行参考信号用于单子载波NPUSCH（格式1）解调的上行窄带解调参

36、考信号，在15kHz子载波间隔的情况下在每个时隙的第4个符号上传输，在3.75kHz子载波间隔的情况下在每个NB-slot的第5个符号上传输。用于多子载波NPUSCH（格式1）解调的上行窄带解调参考信号，在每个slot的第4个符号上传输。用于NPUSCH（格式2）解调的上行窄带解调参考信号，在15kHz子载波间隔的情况下在每个slot的第3、4、5个符号上传输，在3.75kHz子载波间隔的情况下在每个NB-slot的第1、2、3个符号上传输。对每个资源单位（RU），单子载波传输的上行窄带解调参考信号的长度是16个符号，多子载波传输的上行窄带解调参考信号的长度是所分配的子载波数目。对单子载波NP

37、USCH传输，多个上行窄带解调参考信号可通过如下的方法获得： 不同的基本序列； 一个共同的Gold序列。对多子载波NPUSCH传输，多个上行窄带解调参考信号可通过如下的方法获得： 不同的基本序列； 同一个序列的不同移位。5）随机接入前导信号物理层随机接入前导信号使用3.75kHz子载波间隔，单子载波传输，以4个符号组为单位多次重复传输。每个符号组包含1个循环前缀和5个等长符号。在随机接入前导信号内，符号组以1个或者6个子载波为单位在频域进行跳频；随机接入前导信号不同重复传输之间进行伪随机跳频。为支持不同小区半径，定义了两个循环前缀长度。6）物理层过程 链路自适应NB-IoT采用E-UTRAN上

38、行链路自适应过程。此外，NB-IoT还可以通过在物理层重复发送一个码字的方式实现链路自适应。 上行功率控制NB-IoT采用E-UTRAN上行功率控制方案，但不采用上行闭环功控。2.5 传输信道1）概述NB-IoT支持E-UTRAN定义如下传输信道：BCH、PCH、DL-SCH、UL-SCH、RACH。2）传输信道与窄带物理信道的映射图3和图4描述了传输信道与窄带物理信道之间的映射关系： BCH PCH DL-SCH 下行传输信道 NPBCH NPDSCH NPDCCH 下行物理信道 图 3 下行传输信道与下行物理信道之间的映射 UL-SCH RACH 上行传输信道NPUSCH NPRACH 上

39、行物理信道 图 4 上行传输信道与上行物理信道之间的映射2.6 E-UTRAN多载波操作NB-IoT支持多载波操作。不支持E-UTRAN的CA。在RRC_CONNECTED状态，UE可以通过UE特定的RRC信令被重定向到非锚点载波上进行（而且只进行）单播传输。如果没有给UE配置非锚点载波，所有的传输都只会发生在锚点载波上。3、 高层6.63.1 CP方案和UP方案NB-IoT有两种数据传输方案，一种是CP方案（控制面CIoT EPS优化），另一种是UP方案（用户面CIoT EPS优化）。CP方案对UE和网络均为必选，UP方案为可选。如果UE同时支持两种方案，具体使用哪种方案，通过NAS信令与核

40、心网设备进行协商而确定。CP方案数据通过NAS消息携带数据进行传输，空口承载使用SRB，不需要DRB。使用NAS层安全和包头压缩，不使用空口安全和空口包头压缩功能。UE进入空闲态（RRC_IDLE）后，UE和基站不保留AS上下文。UE再次进入连接态需要重新发起RRC连接建立请求。UP方案采用E-UTRAN数据传输方案，使用DRB作为承载，并且在空口使用AS安全，区别如下： UP方案默认支持1个DRB，至多2个； 当UE传输完数据后，与E-UTRAN不同，UE可以通过释放连接命令中挂起指示进入空闲态，此时基站和UE保存AS的上下文信息，当UE再次进入连接态时，UE可向网络侧发送RRC恢复连接请求

41、来恢复RRC连接。3.2 MAC子层3.2.1 业务和功能NB-IoT采用E-UTRAN MAC层的业务和功能，区别如下： NB-IoT不支持MBMS和D2D业务，与此相关的MAC层配置NB-IoT UE均不支持； 对支持CP方案的NB-IoT UE，因为数据传输在NAS层完成，不需要DRB承载，因此每个UE只有一个专用逻辑信道。3.2.2 逻辑控制信道NB-IoT支持的控制信道： 广播控制信道（BCCH）； 寻呼控制信道（PCCH）； 公共控制信道（CCCH）； 专用控制信道（DCCH）。3.2.3 逻辑业务信道NB-IoT UE 支持的业务信道为DTCH （仅支持CP方案的NB-IoT U

42、E不支持该信道）。3.2.4 调度和速率控制1）基本调度器下行调度NB-IoT应支持： 下行调度信息在下行物理控制信道NPDCCH上传输。调度的下行数据在共享数据信道NPDSCH上传输； 仅支持跨子帧调度，不支持跨载波调度。NPDCCH和NPDSCH的传输时长是可变的，该时长以子帧数量为单位； 传输时长对于NPDCCH来说是半静态的；对于NPDSCH来说，是作为NPDCCH上调度信息的一部分来指示的； 相对于NPDCCH的NPDSCH开始时间被作为调度信息的一部分。2）基本调度器上行调度NB-IoT应支持： 上行链路调度信息在下行物理控制信道NPDCCH上传输。调度的上行链路数据在共享数据信道

43、NPUSCH上传输； NPUSCH的传输时长是可变的，该时长以子帧数量为单位； 传输时长对于NPDCCH来说是半静态的；对于NPUSCH来说，是作为NPDCCH上调度信息的一部分来指示的； 相对于NPDCCH的NPUSCH开始时间被作为调度信息的一部分。3.2.5 ARQ/HARQNB-IoT采用E-UTRAN HARQ准则，区别是NB-IoT UE设计复杂度低，采用单进程HARQ。具体支持功能如下：a) 下行： N过程Stop-And-Wait，N=1； 响应下行（重）传输的上行ACK/NAK在NPUSCH上发送。b) 上行： N过程Stop-And-Wait，N=1； 支持异步自适应HAR

44、Q，不支持同步HARQ； 响应上行（重）传输的下行ACK/NAK在NPDCCH上发送，上行重传总是根据NPDCCH上的下行ACK/NAK触发。3.2.6 DRXNB-IoT采用E-UTRAN系统RRC_CONNECTED态的DRX配置，区别是出于节电考虑及UE处于连接态较短，NB-IoT采用最长周期为9.216s的DRX。NB-IoT空闲态时： 默认寻呼DRX最小周期是128帧（1.28s），最长周期是1024帧（10.24s）。 寻呼的eDRX最小周期是2个超帧（20.48s），最长周期是1024个超帧（约为2.91h，一个超帧等于1024帧）。3.3 RLC子层NB-IoT在E-UTRAN

45、 RLC子层基础上做了如下改动： 不支持RLC UM； 对于支持UP优化方案的UE，支持RLC重建立：发生RLF后，可通过RRC 重建立流程来完成RRC连接；对于支持CP优化的UE，不支持RLC重建：发生RLF后，UE进入空闲态，没有RRC重建立流程。3.4 PDCP子层NB-IoT在E-UTRAN PDCP子层基础上做了如下改动： CP方案使用NAS消息进行数据传输，安全在NAS层实现，没有AS安全，数据传输在PDCP层是透传的。对只支持CP方案的UE，PDCP被旁路； 对于支持UP方案的UE，需要AS安全，当AS安全激活后，PDCP子层用户面的主要业务和功能包括：l 头压缩和解压缩：仅RO

46、HC；l 用户数据传输；l 对于RLC AM模式，在PDCP重建过程中将上层PDUs按序递交；l 对于RLC AM模式，在PDCP重建过程中对底层SDUs进行重复检测；l 加密解密；l 基于定时器的上行SDU丢弃。 对于既支持CP方案又支持UP方案的UE，在AS安全被激活前，使用CP方案配置，即不使用PDCP；当AS安全被激活后，则与仅支持UP方案的UE一样，使用PDCP子层用户面的业务和功能。4、 RRC5、4.1 业务和功能NB-IoT采用E-UTRAN RRC层的业务和功能，区别是： 对NB-IoT UE，在AS安全被激活前，支持一个新的专用SRB（SRB1bis，与SRB1相比，仅没有PDCP层的配置）；在AS安全被激活后，仅支持一个UE专用SRB（SRB1）； 对支持UP方案的 UE，支持： 挂起/恢复RRC连接； 默认支持一个DRB，可选支持至多2个DRB。a) RRC协议和状态迁移