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NB-IoT模块的物理层下行控制信道技术细节

更新时间:2018-07-30
摘要:

   NB-IoT的物理层下行控制信道为NPDCCH,与LTE系统的PDCCH类似,也是承载下行控制信息DCI的。由于NB-IoT系统仅支持1个PRB大小的子帧,此时现有LTE系统中的下行控制信道不再适用,需要重新设计。另外,NPDCCH与NPDSCH复用方式也直接决定了下行整体工作机制,标准制定过程中讨论的主流方案有子帧间TDM方式复用Pl,子帧内支持FDM方式复用[2]和子帧内两者均以控制信道单元复用[31,最终标准中采用了TDM方式,主要考虑下行支持子载波级的资源粒度并不能带来覆盖提升,也不会带来显著的调度增益,反会带来调度的复杂度和资源碎片化问题。

  下行控制信息

  由于NB-IoT对支持的业务信道传输模式进行了简化,仅支持单端口传输或发送分集方式传输,因此NB-IoT系统中DCI格式相对千LTE系统中众多的DCI格式来说进行了简化,上行调度授权仅支持一种格式FormatNO,下行调度授权仅支持一种格式FormatNl。另外对于调度Paging消息的下行授权定义了一种新的格式FormatN2,为了更好地简化终端处理流程,减少终端功耗,当没有来自高层的寻呼消息时,可以在DCIFormatN2中直接指示系统消息更新。NB-IoT支持的DCI格式和相应的功能如下表所示。

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  对于所有覆盖类型和操作模式,用于下行调度的DCIFormatNl和用于上行调度的DCIFormatNO具有相同的Size。DCIFormatNO和DCIFormatNI中包含的比特域分别如表5-5和表5-6所示,并且为了保证二者具有相同的比特数目,需要在比特数目不等时补充填充比特。实际上目前Rl3版本NB-IoT在用于调度上行数据时和调度下行数据时是具有相等的比特数目的,都是23bits。只有在FormatNl用于连接态调度NPRACH接入时需要补充填充比特。DCIFormatN2中包含的比特域如表5-7所示。

   图片稳恒NB-IoT

图片稳恒NB-IoT

  对于DCIFormatNO,功能为调度指示NPUSCH传输时使用的频域位置、时域位置和调制编码方式等。另外,需要说明的是DCI子帧重复次数表示承载DCIFormatNO的NPDCCH重复次数,,该比特域引入的主要原因是在跨子帧调度时,为避免重复传输解调正确的NPDCCH导致所调度的业务信道解调时刻提前而造成解调错误。

  在标准制定过程中,也讨论过通过联合编码相关的比特域来降低DCISize,例如,通过定义调度窗方式来联合编码调度定时和资源分配[45-]'联合编码调制编码方案和冗余版本但最后标准中考虑简化实现以及开销节省不明显,均采用了独立编码各个比特域的方式。

图片稳恒NB-IoT

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  与LTE系统中DCIFormatIA相比,同样具有PDCCHorder功能,即调度PRACH传输。不同的在于NB-IoT系统中增加了NPDCCHorder指示,主要是考虑NB-IoT系统的DCIsize相对于LTE的DCIsize来说比较小,直接使用比特域内容进行区分容易发生误检,因此增加1bit指示是否为NPDCCHorder。

  在指示为NPDCCHorder时,即PDCCHorder触发的随机接入时,需要指示NPRACH初始重复次数以及指示特定的子载波序号,以确定NPRACH传输资源。同时相对于调度NPDSCH时的比特数目而言剩余的比特需要置1,保证DCIFormatNO与DCIFormatN1的比特数目一致。当DCIFormatN1承载POSCH调度信息时。

  另外,调度随机接入响应RAR消息并不使用独立的DCIFormat,也使用Forn沮NI。对于FormatNI在使用RA-RNTI加扰时,新数据指示和HARQ-ACK资源作为保留位。

图片稳恒NB-IoT

  对于DCIFormatN2,通过1bit标识位Flag区分是用于调度承载Paging消息的NPDSCH的DLGrant,还是仅携带系统消息更新的直接指示。

  在Flag=O指示为直接指示时,即后续没有NPDSCH时,需要指示系统消息更新指示等共计8bits信息。同时相对于调度NPDSCH时的比特数目而言剩余的比特位保留,保证与FormatNI在Flag=l时的比特数目一致,其中预留比特数为6。

  在Flag=l指示有承载Paging消息的NPDSCH时,资源分配、调制编码方案与FormatNl中比特大小和含义是相同的。重复次数确定NPDSCH传输的时间长度为4bits指示集合{l,2,4,8,16,32,64,128,192,256,384,512,768,1024,1536,2048}中之一。