NB-IoT 物理层相关

写在前面

        本文作为简单说明，详细需具体查阅文档。

       

1. 关于 PRB 的理解

       RB（Resource Block），用于描述某些物理信道到资源元素的映射，它有两个概念：VRB（Vitural Resource Block）与 PRB（Physical Resource Block）。在 LTE 中，mac 层分配资源时，按照 VRB 进行分配，VRB 映射到 PRB 上。

       PRB，物理资源块，在时域中被定义为 N-symbol 个连续的 OFDM 符号；以 LTE 为例，在频域中被定义为 N-sc 个子载波（N-symbol 与 N-sc 的值见下表，来源见参考文献 1）。因此一个物理资源块可以被理解为由 N-symbol*N-sc 个资源元素组成，对应时域上的一个时隙或是频域上180KHz 。

        注：由上表可看出，一个时隙中 OFDM 符号的数量取决于循环前缀长度和子载波间隔。

2. NB-IoT 频率部署方案

        对于频带，使用与 LTE 相同的频带数字，见下表（参考文献7）：

        NB-IoT 占用180KHz的频带资源，对应 LTE 传输中的一个资源块。NB-IoT支持三种频率部署方案（参见参考文献5）：

        （1）In-band（带内部署）：将 NB-IoT 部署在 LTE 有效带宽内，占用其一个 PRB，需要注意的是，由于不能占用 LTE 的同步信道，NB-IoT 只能占用部分PRB。与现有 LTE UE 相似，NB-IoT UE 只在100KHz栅格上搜索载波（满足整数倍频率栅格的使 UE 初始同步的NB-IoT 载波称为锚定载波），因此锚定载波只能位于相隔5个180KHz带宽的 PRB 内。在不同 LTE 带宽下用于 NB-IoT 同步所使用的 PRB 索引表如下（见参考文献6）；

        （2）Guard band（保护带部署）：将 NB-IoT 部署在 LTE 的边缘保护带内，不占用任何 PRB ，需要预留和 LTE 之间的保护频带；

        （3）Stand alone（独立部署）：部署在任何空闲的 180KHz 频谱上，适用于部署在重耕后的 GSM 频段。由于 GSM 带宽为 200KHz，NB-IoT 需要在其两侧留有 10KHz 的保护间隔。

        频率部署方案示意图如下：

3. NB-IoT 上下行传输方案

3.1 NB-IoT 上行

       NB-IoT 上行采用 SC-FDMA 多址方式，传输方式有两种：多载波方式（Multiton）和单载波方式（Singleton）。多载波方式与 LTE 具有相同的 15KHz 子载波间隔、0.5ms 时隙、1ms 子帧长度，每个时隙包含7个 SC-FDMA 符号；单载波方式配置 15KHz 和 3.75KHz 两种子载波间隔，由于每时隙符号数需保持不变，3.75KHz 的时隙延长至 2ms（子帧长度延长至 4ms）。示意图如下：

3.2 NB-IoT 下行

       NB-IoT 下行采用 OFDMA 多址方式，在频域中仅使用1个LTE PRB，即12个15KHz子载波，共计180KHz。子载波间隔为 15KHz，时隙 0.5ms ，子帧 1ms ，每个时隙包含 7个符号。此外，当进行带内部署时，NB-IoT 与其他 LTE PRB 之间的物理信道保持正交。

4. NB-IoT 物理层帧结构