NB-IoT系列协议--3GPP--Release 16--TS 36.300--总体描述；阶段2

1.范围

本文档提供了E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)无线电接口协议体系结构的概述和总体描述。无线电接口协议的细节在36系列的规格中指定。对于涉及E-URAN的多连接，相对于E-UTRA和E-UTRAN的差异在3GPP TS 37.340[76]中指定。

2.定义

名称	含义
Access Control	检查一个UE是否被允许访问一个封闭单元中的服务并被授予服务的过程。
Aerial UE communication	启用天线UE功能。
Anchor carrier	在 NB-IoT中，UE假设FDD传输的NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB或TDD传输的NPSS/NSSS/NPBCH的一种载体。
Carrier frequency	单元的中心频率。
Cell	下行和可选上行资源的组合。下行资源的载波频率与上行资源的载波频率之间的连接在下行资源上传输的系统信息中表示。
Cell Group	在双连通性中，与MeNB或SeNB相关的一组服务单元。
CHO candidate cell	CHO的候选单元，UE为其配置了CHO配置。
Conditional Handover (CHO)	一种切换过程，仅在满足配置的执行条件时执行。
Control plane CIoT 5GS Optimisation	支持通过AMF在控制平面上高效传输用户数据(IP、以太网和非结构化)或SMS消息，而不触发用户平面资源建立，如TS 24.501[91]所定义的。在本规范的上下文中，只支持控制平面CIoT 5GS优化的窄带物联网UE不支持用户平面CIoT 5GS优化和NG-U数据传输，但可能支持其他CIoT 5GS优化。
Control plane CIoT EPS optimisation	支持通过MME在控制平面上有效传输用户数据(IP、非IP或SMS)，而无需触发数据无线承载机构的建立，如TS 24.301[20]中所定义的。在本规范的上下文中，仅支持控制平面CIoT EPS优化的窄带物联网UE是不支持用户平面CIoT EPS优化和S1-U数据传输，但可能支持其他CIoT EPS优化的UE。
CSG Cell	广播设置为true的CSG指示器和特定CSG标识的单元。
CSG ID Validation	检查通过切换消息接收到的CSG ID是否与目标E-UTRAN广播的CSG ID相同。
CSG member cell	广播所选PLMN、注册PLMN或等效PLMN的标识的小区，UE的CSG白名单包括一个包含小区CSG ID和相应PLMN标识的条目。
DAPS Handover	一个切换过程，在接收到用于切换的RRC消息后维护源eNB连接，直到成功随机访问目标eNB后释放源单元为止。
DCN-ID	DCN标识标识特定的专用核心网络(DCN)。
Dual Connectivity	RRC_CONNECTED中UE的操作方式，配置为主单元组和辅助单元组。
en-gNB	在Option3系列的非独立（NSA）组网架构下，和4G核心网对接的5G基站，就叫en-gNB。
E-RAB	一个E-RAB唯一地标识一个S1持有者和相应的数据无线持有者的连接。当一个E-RAB存在时，在这个E-RAB和一个在[17]中定义的非存取层的EPS载体之间有一个一对一的映射。
FeMBMS	进一步增强多媒体广播多播服务。
FeMBMS/Unicast-mixed cell	支持MBMS传输和单播传输的小区作为SCell。
Handover	改变RRC_CONNECTED中UE的服务单元的过程。
Hybrid cell	广播设置为假的CSG指示器和特定CSG标识的单元。
LTE bearer	在LTE-WLAN聚合中，一种无线协议位于eNB中仅用于使用eNB无线电资源的承载者。
LWA bearer	在LTE-WLAN聚合技术中，一种无线协议同时位于eNB和WLAN中以同时使用eNB和WLAN资源的承载者。
LWAAP PDU	在LTE-WLAN聚合中，LWAAP实体生成的一种具有DRB ID的PDU，用于在WLAN上传输。
Make-Before-Break HO/SeNB change	在SeNB切换或更改过程中，在初始上行传输到目标eNB之前，在接收到用于切换或更改SeNB的RRC消息后，维护源eNB/SeNB连接。
Master Cell Group	在双连通性中，与MeNB相关联的一组服务单元，由PCell和一个或多个SCells组成。
Master eNB	在双连通性中，至少终止S1-MME的eNB。
MBMS-dedicated cell	小区专用于MBMS传输。
MBMS/Unicast-mixed cell	单元支持单播和MBMS传输。
MCG bearer	在双连通性中，一种无线协议仅位于MeNB以仅使用MeNB资源的承载者。
Membership Verification	检查UE是否是混合单元的成员或非成员的过程。
Multi-Connectivity	在连接模式下，多个Rx/Tx UE被配置为利用E-UTRA和/或NR之间的无线电资源，这些无线电资源由多个不同的调度器通过非理想的回程连接而提供。
NB-IoT	窄带物联网允许通过E-UTRA以200 kHz的信道带宽访问网络服务。
NB-IoT UE	一个使用窄带物联网的UE
ng-eNB	节点向UE提供E-UTRA用户平面和控制平面协议终端，并通过NG接口连接到5GC。
Non-anchor carrier	在窄带物联网中，UE不假定传输FDD的NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB或TDD的NPSS/NSSS/NPBCH的一种载体。
NR	NR无线电访问
NR sidelink communication	作为一种功能，使用NR技术，在两个或多个相邻节点之间，使用TS 23.287[93]中定义的至少V2X通信，但不遍历任何网络节点。
PLMN ID Check	检查PLMN ID是UE的RPLMN标识还是EPLMN标识的过程。
Primary PUCCH group	一组服务单元，包括PCell，其PUCCH信号与PCell上的PUCCH相关。
Primary Timing Advance Group	包含PCell的定时推进组。在本规范中，除非另有明确说明，主定时推进组也指包含PSCell的定时推进组。
ProSe-enabled Public Safety UE	一个UE, HPLMN已配置为为公共安全使用而授权
ProSe Per-Packet Priority	与协议数据单元相关联的标量值，定义为该协议数据单元的传输应用的优先级处理。
ProSe UE-to-Network Relay	一个UE，提供支持远程UE连接到网络的功能。
ProSe UE-to-Network Relay Selection	识别一个潜在的路由到网络中继的过程，它可以用于连接服务(例如与PDN通信)。
ProSe UE-to-Network Relay Reselection	改变以前选择的ProSe UE-to-Network中继和识别潜在的新的ProSe UE-to-Network中继的过程，它可以被用于连接服务(例如与PDN通信)。
Public Safety ProSe Carrier	载波频率用于公共安全侧通信和公共安全侧发现。
PUCCH group	主PUCCH组或次PUCCH组
PUCCH SCell	一个二次单元配置了PUCCH
RACH-less HO/SeNB change	在切换或更改SeNB时跳过随机访问程序。
Receive Only Mode	See TS 23.246 [48].
Remote UE	一种基于ProSe-enabled的公共安全UE，通过ProSe UE-to-Network的中继与PDN通信。
SCG bearer	在双连通性中，为了使用SeNB资源，无线协议仅位于SeNB中的承载者。
Secondary Cell Group	在双连通性中，与SeNB相关联的一组服务单元，由PSCell和一个或多个scell(可选)组成。
Secondary eNB	在双连通性中，为UE提供额外无线电资源但不是主eNB的eNB。
Secondary PUCCH group	a group of SCells whose PUCCH signalling is associated with the PUCCH on the PUCCH SCell.一组SCells PUCCH
Secondary Timing Advance Group	定时推进组不包含PCell和PSCell
Short Processing Time	对于1毫秒的TTI长度，在UL数据传输和DL数据接收中具有较短处理时间的操作。
Short TTI	基于slot或subslot的TTI长度
Sidelink	UE to UE接口，用于服务器侧通信、V2X侧通信和侧发现。旁线对应于TS 23.303[62]中定义的PC5接口。
Sidelink Control period	在单元中分配资源用于辅助控制信息和辅助数据传输的周期。
Sidelink communication	使用E-UTRA技术，但不遍历任何网络节点
Sidelink discovery	使用E-UTRA技术但不遍历任何网络节点。
Split bearer	在双连通性中，一种无线协议同时位于MeNB和SeNB中以同时使用MeNB和SeNB资源的承载者。
Split LWA bearer	在LTE-WLAN聚合中，一种无线协议同时位于eNB和WLAN中以同时使用eNB和WLAN无线电资源的承载者。
Switched LWA bearer	在LTE-WLAN聚合中，无线协议同时位于eNB和WLAN但只使用WLAN无线电资源的承载者。
Timing Advance Group	由RRC配置的一组服务单元，对于配置了UL的单元，使用相同的定时参考单元和相同的定时推进值。
User plane CIoT 5GS Optimisation	支持从5GMM-IDLE模式更改为5GMM-CONNECTED模式，而不需要使用服务请求过程。
User plane CIoT EPS optimisation	支持从EMM-IDLE模式更改为EMM-CONNECTED模式
WLAN Termination	在WLAN端终止Xw接口的逻辑节点。

3.缩写

缩写	全称
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.总体架构

4.1 概述

E-UTRAN由eNBs组成，提供E-UTRA用户平面(PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制平面(RRC)协议终端。eNBs通过X2接口相互连接。eNBs也通过S1接口连接到EPC(进化的包核心)，更具体地通过S1-MME接口连接到MME(移动管理实体)，并通过S1- u接口连接到服务网关(S-GW)。S1接口支持MMEs /服务网关和eNBs之间的多对多关系。E-UTRAN体系结构如下：

4.2 功能划分

eNB承载以下功能:
-无线电资源管理功能:无线电承载控制、无线电访问控制、连接移动性控制、上行、下行和靠边的资源动态分配(调度);
-IP和以太网报头压缩、上行数据解压和用户数据流加密;
-选择一个MME在UE附件时，没有路由到一个MME，可以从UE提供的信息确定;
-将用户平面数据路由至服务网关;
-调度和传输传呼信息(来自MME);
-调度和传输广播信息(由MME或O&M发出);
-测量和测量报告配置移动和调度;
-调度和传输来自MME的PWS(包括ETWS和CMAS)消息;
-CSG处理;
-上行链路上的传送级别数据包标记;
-无UE移动性的S-GW重新定位，定义为TS 23.401 [17];
-SIPTO@LN处理;
-为用户平面CIoT EPS优化维护安全和无线电配置，如TS 24.301[20]中定义的;
-可选注册X2 GW(如果使用)。

4.3 无线电协议体系结构

4.3.1 概述

给出了E-UTRAN的用户平面和控制平面的无线协议体系结构。

4.3.2 用户面

下图显示了用户平面的协议栈，其中PDCP、RLC和MAC子层(在网络端以eNB终止)执行用户平面列出的功能，例如头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ。对于窄带物联网，在通过NAS传输数据时不使用用户平面。

4.3.2 控制面

下图为控制平面的协议栈，其中:
-PDCP子层(在网络端以eNB终止)执行控制平面列出的功能，例如加密和完整性保护;
-RLC和MAC子程序(在网络端以eNB终止)执行与用户平面相同的功能;
-RRC(在网络端以eNB终止)执行以下功能：
–广播;
–分页;
–RRC连接管理;
–RB控制;
–移动功能;
–UE测量报告和控制，NB-IoT除外。
-NAS控制协议(在网络端以MME终止)执行以下功能：
–EPS无记名管理层;
–验证;
–ECM-IDLE移动处理;
–ECM-IDLE中的分页发起;
–安全控制。

4.4 NB-IoT

NB-IoT使用优化的物理层提供对网络服务的访问，功耗非常低(例如，全载波带宽为180 kHz，副载波间距可为3.75 kHz或15 kHz)。

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