NB-IoT系列協議--3GPP--Release 16--TS 36.300--總體描述；階段2

1.範圍

本文檔提供了E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)無線電接口協議體系結構的概述和總體描述。無線電接口協議的細節在36系列的規格中指定。對於涉及E-URAN的多連接，相對於E-UTRA和E-UTRAN的差異在3GPP TS 37.340[76]中指定。

2.定義

名稱	含義
Access Control	檢查一個UE是否被允許訪問一個封閉單元中的服務並被授予服務的過程。
Aerial UE communication	啓用天線UE功能。
Anchor carrier	在 NB-IoT中，UE假設FDD傳輸的NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB或TDD傳輸的NPSS/NSSS/NPBCH的一種載體。
Carrier frequency	單元的中心頻率。
Cell	下行和可選上行資源的組合。下行資源的載波頻率與上行資源的載波頻率之間的連接在下行資源上傳輸的系統信息中表示。
Cell Group	在雙連通性中，與MeNB或SeNB相關的一組服務單元。
CHO candidate cell	CHO的候選單元，UE爲其配置了CHO配置。
Conditional Handover (CHO)	一種切換過程，僅在滿足配置的執行條件時執行。
Control plane CIoT 5GS Optimisation	支持通過AMF在控制平面上高效傳輸用戶數據(IP、以太網和非結構化)或SMS消息，而不觸發用戶平面資源建立，如TS 24.501[91]所定義的。在本規範的上下文中，只支持控制平面CIoT 5GS優化的窄帶物聯網UE不支持用戶平面CIoT 5GS優化和NG-U數據傳輸，但可能支持其他CIoT 5GS優化。
Control plane CIoT EPS optimisation	支持通過MME在控制平面上有效傳輸用戶數據(IP、非IP或SMS)，而無需觸發數據無線承載機構的建立，如TS 24.301[20]中所定義的。在本規範的上下文中，僅支持控制平面CIoT EPS優化的窄帶物聯網UE是不支持用戶平面CIoT EPS優化和S1-U數據傳輸，但可能支持其他CIoT EPS優化的UE。
CSG Cell	廣播設置爲true的CSG指示器和特定CSG標識的單元。
CSG ID Validation	檢查通過切換消息接收到的CSG ID是否與目標E-UTRAN廣播的CSG ID相同。
CSG member cell	廣播所選PLMN、註冊PLMN或等效PLMN的標識的小區，UE的CSG白名單包括一個包含小區CSG ID和相應PLMN標識的條目。
DAPS Handover	一個切換過程，在接收到用於切換的RRC消息後維護源eNB連接，直到成功隨機訪問目標eNB後釋放源單元爲止。
DCN-ID	DCN標識標識特定的專用核心網絡(DCN)。
Dual Connectivity	RRC_CONNECTED中UE的操作方式，配置爲主單元組和輔助單元組。
en-gNB	在Option3系列的非獨立（NSA）組網架構下，和4G核心網對接的5G基站，就叫en-gNB。
E-RAB	一個E-RAB唯一地標識一個S1持有者和相應的數據無線持有者的連接。當一個E-RAB存在時，在這個E-RAB和一個在[17]中定義的非存取層的EPS載體之間有一個一對一的映射。
FeMBMS	進一步增強多媒體廣播多播服務。
FeMBMS/Unicast-mixed cell	支持MBMS傳輸和單播傳輸的小區作爲SCell。
Handover	改變RRC_CONNECTED中UE的服務單元的過程。
Hybrid cell	廣播設置爲假的CSG指示器和特定CSG標識的單元。
LTE bearer	在LTE-WLAN聚合中，一種無線協議位於eNB中僅用於使用eNB無線電資源的承載者。
LWA bearer	在LTE-WLAN聚合技術中，一種無線協議同時位於eNB和WLAN中以同時使用eNB和WLAN資源的承載者。
LWAAP PDU	在LTE-WLAN聚合中，LWAAP實體生成的一種具有DRB ID的PDU，用於在WLAN上傳輸。
Make-Before-Break HO/SeNB change	在SeNB切換或更改過程中，在初始上行傳輸到目標eNB之前，在接收到用於切換或更改SeNB的RRC消息後，維護源eNB/SeNB連接。
Master Cell Group	在雙連通性中，與MeNB相關聯的一組服務單元，由PCell和一個或多個SCells組成。
Master eNB	在雙連通性中，至少終止S1-MME的eNB。
MBMS-dedicated cell	小區專用於MBMS傳輸。
MBMS/Unicast-mixed cell	單元支持單播和MBMS傳輸。
MCG bearer	在雙連通性中，一種無線協議僅位於MeNB以僅使用MeNB資源的承載者。
Membership Verification	檢查UE是否是混合單元的成員或非成員的過程。
Multi-Connectivity	在連接模式下，多個Rx/Tx UE被配置爲利用E-UTRA和/或NR之間的無線電資源，這些無線電資源由多個不同的調度器通過非理想的回程連接而提供。
NB-IoT	窄帶物聯網允許通過E-UTRA以200 kHz的信道帶寬訪問網絡服務。
NB-IoT UE	一個使用窄帶物聯網的UE
ng-eNB	節點向UE提供E-UTRA用戶平面和控制平面協議終端，並通過NG接口連接到5GC。
Non-anchor carrier	在窄帶物聯網中，UE不假定傳輸FDD的NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB或TDD的NPSS/NSSS/NPBCH的一種載體。
NR	NR無線電訪問
NR sidelink communication	作爲一種功能，使用NR技術，在兩個或多個相鄰節點之間，使用TS 23.287[93]中定義的至少V2X通信，但不遍歷任何網絡節點。
PLMN ID Check	檢查PLMN ID是UE的RPLMN標識還是EPLMN標識的過程。
Primary PUCCH group	一組服務單元，包括PCell，其PUCCH信號與PCell上的PUCCH相關。
Primary Timing Advance Group	包含PCell的定時推進組。在本規範中，除非另有明確說明，主定時推進組也指包含PSCell的定時推進組。
ProSe-enabled Public Safety UE	一個UE, HPLMN已配置爲爲公共安全使用而授權
ProSe Per-Packet Priority	與協議數據單元相關聯的標量值，定義爲該協議數據單元的傳輸應用的優先級處理。
ProSe UE-to-Network Relay	一個UE，提供支持遠程UE連接到網絡的功能。
ProSe UE-to-Network Relay Selection	識別一個潛在的路由到網絡中繼的過程，它可以用於連接服務(例如與PDN通信)。
ProSe UE-to-Network Relay Reselection	改變以前選擇的ProSe UE-to-Network中繼和識別潛在的新的ProSe UE-to-Network中繼的過程，它可以被用於連接服務(例如與PDN通信)。
Public Safety ProSe Carrier	載波頻率用於公共安全側通信和公共安全側發現。
PUCCH group	主PUCCH組或次PUCCH組
PUCCH SCell	一個二次單元配置了PUCCH
RACH-less HO/SeNB change	在切換或更改SeNB時跳過隨機訪問程序。
Receive Only Mode	See TS 23.246 [48].
Remote UE	一種基於ProSe-enabled的公共安全UE，通過ProSe UE-to-Network的中繼與PDN通信。
SCG bearer	在雙連通性中，爲了使用SeNB資源，無線協議僅位於SeNB中的承載者。
Secondary Cell Group	在雙連通性中，與SeNB相關聯的一組服務單元，由PSCell和一個或多個scell(可選)組成。
Secondary eNB	在雙連通性中，爲UE提供額外無線電資源但不是主eNB的eNB。
Secondary PUCCH group	a group of SCells whose PUCCH signalling is associated with the PUCCH on the PUCCH SCell.一組SCells PUCCH
Secondary Timing Advance Group	定時推進組不包含PCell和PSCell
Short Processing Time	對於1毫秒的TTI長度，在UL數據傳輸和DL數據接收中具有較短處理時間的操作。
Short TTI	基於slot或subslot的TTI長度
Sidelink	UE to UE接口，用於服務器側通信、V2X側通信和側發現。旁線對應於TS 23.303[62]中定義的PC5接口。
Sidelink Control period	在單元中分配資源用於輔助控制信息和輔助數據傳輸的週期。
Sidelink communication	使用E-UTRA技術，但不遍歷任何網絡節點
Sidelink discovery	使用E-UTRA技術但不遍歷任何網絡節點。
Split bearer	在雙連通性中，一種無線協議同時位於MeNB和SeNB中以同時使用MeNB和SeNB資源的承載者。
Split LWA bearer	在LTE-WLAN聚合中，一種無線協議同時位於eNB和WLAN中以同時使用eNB和WLAN無線電資源的承載者。
Switched LWA bearer	在LTE-WLAN聚合中，無線協議同時位於eNB和WLAN但只使用WLAN無線電資源的承載者。
Timing Advance Group	由RRC配置的一組服務單元，對於配置了UL的單元，使用相同的定時參考單元和相同的定時推進值。
User plane CIoT 5GS Optimisation	支持從5GMM-IDLE模式更改爲5GMM-CONNECTED模式，而不需要使用服務請求過程。
User plane CIoT EPS optimisation	支持從EMM-IDLE模式更改爲EMM-CONNECTED模式
WLAN Termination	在WLAN端終止Xw接口的邏輯節點。

3.縮寫

縮寫	全稱
1xCSFB	Circuit Switched Fallback to 1xRTT
5GC	5G Core Network
ABS	Almost Blank Subframe
AC	Access Category
ACK	Acknowledgement
ACLR	Adjacent Channel Leakage Ratio
AM	Acknowledged Mode
AMBR	Aggregate Maximum Bit Rate
ANDSF	Access Network Discovery and Selection Function
ANR	Automatic Neighbour Relation
ARP	Allocation and Retention Priority
ARQ	Automatic Repeat Request
AS	Access Stratum
AUL	Autonomous Uplink
BCCH	Broadcast Control Channel
BCH	Broadcast Channel
BL	Bandwidth reduced Low complexity
BR-BCCH	Bandwidth Reduced Broadcast Control Channel
BSR	Buffer Status Report
C/I	Carrier-to-Interference Power Ratio
CA	Carrier Aggregation
CAZAC	Constant Amplitude Zero Auto-Correlation
CBC	Cell Broadcast Center
CC	Component Carrier
CG	Cell Group
CHO	Conditional Handover
CIF	Carrier Indicator Field
CIoT	Cellular Internet of Things
CMAS	Commercial Mobile Alert Service
CMC	Connection Mobility Control
C-plane	Control Plane
C-RNTI	Cell RNTI
CoMP	Coordinated Multi Point
CP	Cyclic Prefix
CQI	Channel Quality Indicator
CRC	Cyclic Redundancy Check
CRE	Cell Range Extension
CRS	Cell-specific Reference Signal
CSA	Common Subframe Allocation
CSG	Closed Subscriber Group
CSI	Channel State Information
CSI-IM	CSI interference measurement
CSI-RS	CSI reference signal
DAPS	Dual Active Protocol Stack
DC	Dual Connectivity
DCCH	Dedicated Control Channel
DCN	Dedicated Core Network
DeNB	Donor eNB
DFTS	DFT Spread OFDM
DL	Downlink
DMTC	Discovery Signal Measurement Timing Configuration
DRB	Data Radio Bearer
DRS	Discovery Reference Signal
DRX	Discontinuous Reception
DTCH	Dedicated Traffic Channel
DTX	Discontinuous Transmission
DwPTS	Downlink Pilot Time Slot
E-CID	Enhanced Cell-ID (positioning method)
E-RAB	E-UTRAN Radio Access Bearer
E-UTRA	Evolved UTRA
E-UTRAN	Evolved UTRAN
EAB	Extended Access Barring
ECGI	E-UTRAN Cell Global Identifier
ECM	EPS Connection Management
EDT	Early Data Transmission
EHC	Ethernet Header Compression
eHRPD	enhanced High Rate Packet Data
eIMTA	Enhanced Interference Management and Traffic Adaptation
EMM	EPS Mobility Management
eNB	E-UTRAN NodeB
EPC	Evolved Packet Core
EPDCCH	Enhanced Physical Downlink Control Channel
EPS	Evolved Packet System
ETWS	Earthquake and Tsunami Warning System
FDD	Frequency Division Duplex
FDM	Frequency Division Multiplexing
G-RNTI	Group RNTI
GBR	Guaranteed Bit Rate
GERAN	GSM EDGE Radio Access Network
GNSS	Global Navigation Satellite System
GP	Guard Period
GRE	Generic Routing Encapsulation
GSM	Global System for Mobile communication
GUMMEI	Globally Unique MME Identifier
GUTI	Globally Unique Temporary Identifier
GWCN	GateWay Core Network
GWUS	Group Wake Up Signal
H-SFN	Hyper System Frame Number
HARQ	Hybrid ARQ
(H)eNB	eNB or HeNB
HO	Handover
HPLMN	Home Public Land Mobile Network
HRPD	High Rate Packet Data
HSDPA	High Speed Downlink Packet Access
ICIC	Inter-Cell Interference Coordination
IDC	In-Device Coexistence
IP	Internet Protocol
ISM	Industrial, Scientific and Medical
KPAS	Korean Public Alert System
L-GW	Local Gateway
LAA	Licensed-Assisted Access
LB	Load Balancing
LBT	Listen Before Talk
LCG	Logical Channel Group
LCR	Low Chip Rate
LCS	LoCation Service
LHN	Local Home Network
LHN ID	Local Home Network ID
LIPA	Local IP Access
LMU	Location Measurement Unit
LPPa	LTE Positioning Protocol Annex
LTE	Long Term Evolution
LWA	LTE-WLAN Aggregation
LWAAP	LTE-WLAN Aggregation Adaptation Protocol
LWIP	LTE WLAN Radio Level Integration with IPsec Tunnel
LWIP-SeGW	LWIP Security Gateway
MAC	Medium Access Control
MBMS	Multimedia Broadcast Multicast Service
MBR	Maximum Bit Rate
MBSFN	Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network
MCCH	Multicast Control Channel
MCE	Multi-cell/multicast Coordination Entity
MCG	Master Cell Group
MCH	Multicast Channel
MCS	Modulation and Coding Scheme
MDT	Minimization of Drive Tests
MeNB	Master eNB
MGW	Media Gateway
MIB	Master Information Block
MIMO	Multiple Input Multiple Output
MME	Mobility Management Entity
MMTEL	Multimedia telephony
MO-EDT	Mobile Originated Early Data Transmission
MPDCCH	MTC Physical Downlink Control Channel
MSA	MCH Subframe Allocation
MSI	MCH Scheduling Information
MSP	MCH Scheduling Period
MT-EDT	Mobile Terminated Early Data Transmission
MTC	Machine-Type Communications
MTCH	Multicast Traffic Channel
MTSI	Multimedia Telephony Service for IMS
N2	Reference point between the NG-RAN and the AMF
NACK	Negative Acknowledgement
NAS	Non-Access Stratum
NB-IoT	Narrow Band Internet of Things
NCC	Next Hop Chaining Counter
NCGI	NR Cell Global Identifier
NCR	Neighbour Cell Relation
NG-RAN	NG Radio Access Network
NH	Next Hop key
NNSF	NAS Node Selection Function
NPBCH	Narrowband Physical Broadcast channel
NPDCCH	Narrowband Physical Downlink Control channel
NPDSCH	Narrowband Physical Downlink Shared channel
NPRACH	Narrowband Physical Random Access channel
NPUSCH	Narrowband Physical Uplink Shared channel
NPRS	Narrowband Positioning Reference Signal
NPSS	Narrowband Primary Synchronization Signal
NR	NR Radio Access
NRT	Neighbour Relation Table
NSSS	Narrowband Secondary Synchronization Signal
OFDM	Orthogonal Frequency Division Multiplexing
OFDMA	Orthogonal Frequency Division Multiple Access
OPI	Offload Preference Indicator
OTDOA	Observed Time Difference Of Arrival (positioning method)
P-GW	PDN Gateway
P-RNTI	Paging RNTI
PA	Power Amplifier
PAPR	Peak-to-Average Power Ratio
PBCH	Physical Broadcast CHannel
PBR	Prioritised Bit Rate
PCC	Primary Component Carrier
PCCH	Paging Control Channel
PCell	Primary Cell
PCFICH	Physical Control Format Indicator CHannel
PCH	Paging Channel
PCI	Physical Cell Identifier
PDCCH	Physical Downlink Control CHannel
PDCP	Packet Data Convergence Protocol
PDN	Packet Data Network
PDSCH	Physical Downlink Shared CHannel
PDU	Protocol Data Unit
PHICH	Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel
PHY	Physical layer
PLMN	Public Land Mobile Network
PMCH	Physical Multicast CHannel
PMK	Pairwise Master Key
PPPP	ProSe Per-Packet Priority
PPPR	ProSe Per-Packet Reliability
PRACH	Physical Random Access CHannel
PRB	Physical Resource Block
ProSe	Proximity based Services
PSBCH	Physical Sidelink Broadcast CHannel
PSC	Packet Scheduling
PSCCH	Physical Sidelink Control CHannel
PSCell	Primary SCell
PSDCH	Physical Sidelink Discovery CHannel
PSK	Pre-Shared Key
PSM	Power Saving Mode
PSSCH	Physical Sidelink Shared CHannel
pTAG	Primary Timing Advance Group
PTW	Paging Time Window
PUCCH	Physical Uplink Control CHannel
PUR	Preconfigured Uplink Resource
PUSCH	Physical Uplink Shared CHannel
PWS	Public Warning System
QAM	Quadrature Amplitude Modulation
QCI	QoS Class Identifier
QoE	Quality of Experience
QoS	Quality of Service
R-PDCCH	Relay Physical Downlink Control CHannel
RA-RNTI	Random Access RNTI
RAC	Radio Admission Control
RACH	Random Access Channel
RANAC	RAN-based Notification Area code
RAT	Radio Access Technology
RB	Radio Bearer
RBC	Radio Bearer Control
RCLWI	RAN Controlled LTE-WLAN Interworking
RF	Radio Frequency
RIBS	Radio-interface based synchronization
RIM	RAN Information Management
RLC	Radio Link Control
RMTC	RSSI Measurement Timing Configuration
RN	Relay Node
RNA	RAN-based Notification Area
RNAU	RAN-based Notification Area Update
RNC	Radio Network Controller
RNL	Radio Network Layer
RNTI	Radio Network Temporary Identifier
ROHC	Robust Header Compression
ROM	Receive Only Mode
RRC	Radio Resource Control
RRM	Radio Resource Management
RU	Resource Unit
S-GW	Serving Gateway
S-RSRP	Sidelink Reference Signal Received Power
S1-MME	S1 for the control plane
SAE	System Architecture Evolution
SAP	Service Access Point
SBCCH	Sidelink Broadcast Control Channel
SC-FDMA	Single Carrier – Frequency Division Multiple Access
SC-MCCH	Single Cell Multicast Control Channel
SC-MTCH	Single Cell Multicast Transport Channel
SC-N-RNTI	Single Cell Notification RNTI
SC-PTM	Single Cell Point To Multiploint
SC-RNTI	Single Cell RNTI
SCC	Secondary Component Carrier
SCell	Secondary Cell
SCG	Secondary Cell Group
SCH	Synchronization Channel
SCTP	Stream Control Transmission Protocol
SD-RSRP	Sidelink Discovery Reference Signal Received Power
SDAP	Service Data Adaptation Protocol
SDF	Service Data Flow
SDMA	Spatial Division Multiple Access
SDU	Service Data Unit
SeGW	Security Gateway
SeNB	Secondary eNB
SFN	System Frame Number
SI	System Information
SI-RNTI	System Information RNTI
S1-U	S1 for the user plane
SIB	System Information Block
SIPTO	Selected IP Traffic Offload
SIPTO@LN	Selected IP Traffic Offload at the Local Network
SL-BCH	Sidelink Broadcast Channel
SL-DCH	Sidelink Discovery Channel
SL-RNTI	Sidelink RNTI
SL-SCH	Sidelink Shared Channel
SPDCCH	Short PDCCH
SPID	Subscriber Profile ID for RAT/Frequency Priority
SPT	Short Processing Time
SPUCCH	Short PUCCH
SR	Scheduling Request
SRB	Signalling Radio Bearer
sTAG	Secondary Timing Advance Group
STCH	Sidelink Traffic Channel
SU	Scheduling Unit
TA	Tracking Area
TAG	Timing Advance Group
TB	Transport Block
TCP	Transmission Control Protocol
TDD	Time Division Duplex
TDM	Time Division Multiplexing
TEID	Tunnel Endpoint Identifier
TFT	Traffic Flow Template
TM	Transparent Mode
TMGI	Temporary Mobile Group Identity
TNL	Transport Network Layer
TTI	Transmission Time Interval
U-plane	User plane
UAC	Unified Access Control
UDC	Uplink Data Compression
UE	User Equipment
UL	Uplink
UM	Unacknowledged Mode
UMTS	Universal Mobile Telecommunication System
UpPTS	Uplink Pilot Time Slot
UTRA	Universal Terrestrial Radio Access
UTRAN	Universal Terrestrial Radio Access Network
V2I	Vehicle-to-Infrastructure
V2N	Vehicle-to-Network
V2P	Vehicle-to-Pedestrian
V2V	Vehicle-to-Vehicle
V2X	Vehicle-to-Everything
VRB	Virtual Resource Block
WLAN	Wireless Local Area Network
WT	WLAN Termination
WUS	Wake Up Signal
X2-C	X2-Control plane
X2 GW	X2 GateWay
X2-U	X2-User plane
Xw-C	Xw-Control plane
Xw-U	Xw-User plane

4.總體架構

4.1 概述

E-UTRAN由eNBs組成，提供E-UTRA用戶平面(PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制平面(RRC)協議終端。eNBs通過X2接口相互連接。eNBs也通過S1接口連接到EPC(進化的包核心)，更具體地通過S1-MME接口連接到MME(移動管理實體)，並通過S1- u接口連接到服務網關(S-GW)。S1接口支持MMEs /服務網關和eNBs之間的多對多關係。E-UTRAN體系結構如下：

4.2 功能劃分

eNB承載以下功能:
-無線電資源管理功能:無線電承載控制、無線電訪問控制、連接移動性控制、上行、下行和靠邊的資源動態分配(調度);
-IP和以太網報頭壓縮、上行數據解壓和用戶數據流加密;
-選擇一個MME在UE附件時，沒有路由到一個MME，可以從UE提供的信息確定;
-將用戶平面數據路由至服務網關;
-調度和傳輸傳呼信息(來自MME);
-調度和傳輸廣播信息(由MME或O&M發出);
-測量和測量報告配置移動和調度;
-調度和傳輸來自MME的PWS(包括ETWS和CMAS)消息;
-CSG處理;
-上行鏈路上的傳送級別數據包標記;
-無UE移動性的S-GW重新定位，定義爲TS 23.401 [17];
-SIPTO@LN處理;
-爲用戶平面CIoT EPS優化維護安全和無線電配置，如TS 24.301[20]中定義的;
-可選註冊X2 GW(如果使用)。

4.3 無線電協議體系結構

4.3.1 概述

給出了E-UTRAN的用戶平面和控制平面的無線協議體系結構。

4.3.2 用戶面

下圖顯示了用戶平面的協議棧，其中PDCP、RLC和MAC子層(在網絡端以eNB終止)執行用戶平面列出的功能，例如頭壓縮、加密、調度、ARQ和HARQ。對於窄帶物聯網，在通過NAS傳輸數據時不使用用戶平面。

4.3.2 控制面

下圖爲控制平面的協議棧，其中:
-PDCP子層(在網絡端以eNB終止)執行控制平面列出的功能，例如加密和完整性保護;
-RLC和MAC子程序(在網絡端以eNB終止)執行與用戶平面相同的功能;
-RRC(在網絡端以eNB終止)執行以下功能：
–廣播;
–分頁;
–RRC連接管理;
–RB控制;
–移動功能;
–UE測量報告和控制，NB-IoT除外。
-NAS控制協議(在網絡端以MME終止)執行以下功能：
–EPS無記名管理層;
–驗證;
–ECM-IDLE移動處理;
–ECM-IDLE中的分頁發起;
–安全控制。

4.4 NB-IoT

NB-IoT使用優化的物理層提供對網絡服務的訪問，功耗非常低(例如，全載波帶寬爲180 kHz，副載波間距可爲3.75 kHz或15 kHz)。

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