NB-IoT的小区搜索及系统消息接收

NB-IoT_001

NB-IoT的小区搜索及系统消息接收

一、小区搜索

小区搜索内容整理从寻找频点(RF SCAN)开始，到找到相应的小区标识号cellID结束。

1、关于NB-IoT的频谱

工作模式：NB-IoT有几种工作模式：stand-alone,in-band,guard-band；其中stand-alone是指单独进行分配频率，而in-band和guard-band两种模式和LTE公用频谱，in-band又可以分为samePCI(physical cell id)和differentPCI两种，模式指示存在在MIB-NB中。

带宽：设计上NB-IoT占用LTE模式的一个PRB，亦即12*15kHz = 180kHz，理解上实际影响到的带宽(12+1)*15kHz = 195kHz,协议上指示stand-alone带宽为200kHz，而in-band/guard-band为180kHz。同样协议上分配了相应的频点号ARFCN,频带之间的间隔即channelRaster为100kHz。

2、PCI(physical cell ID)的获取

类似于LTE小区获取，NB-IoT的小区同样可以利用同步信道获取cell ID。

NPSS: Narrowband primary synchronization signal,固定发送在每帧10ms周期的subframe#5，不同于LTE的工作模式，NPSS只存在一种发送序列。

NSSS: Narrowband secondary synchronization signal，固定在每两帧中第一个10ms的subframe#9，在NSSS的发送序列中，需要检测到u、p，两个参数分别依赖PCID mod 126和PCID/126得到的,通过这两个参数即可得到PCID(和LTE类似存在504个小区标识）。NSSS的发送，循环移位的方式产生的序列构成80ms的发送周期，亦即存在四种不同的发送序列。

注:(NPSS,NSSS发送时遇到RS的位置，不发送，但是序列的index照常计算。)

二、NPBCH的接收

在检测到PCID后，才能解析NPBCH，此信道上承载着MIB-NB消息。NPBCH的周期为640ms，在每帧的subframe#0上进行发送，1600bits分成200bits的8组，每组重复8次发送，从SFN mod 8为0作为一个周期的起始。

关于数据的生成理解：transport block：34bits,CRC length为16bits，经过1/2 TBCC 生成数据(34+16)*3 = 150 bits，再经过sub-block interleaver 32 * ceil(150/32) = 32*5 = 160bits，再扩展到1600bits，分割成200bits，每个重复8次。

由于重复发送，所以每块数据都可以解码，并且NPBCH/NSSS的接收可以确定SFN的后6bits的值。NB-IoT最多存在两个antenna-ports，需要通过检测NPBCH上加扰的CRC Mask来确定出来。

注：为兼容inband模式避开PHICH等控制信道，映射到RE时从symbol 3初始进行发送。

三、系统消息的接收

关于SIB-type1的接收和SI-message的接收，都是映射到NPDSH的物理信道上进行发送,而它们的接收都需要得到一些相应的调度信息后，才能知道其发送位置、数据量大小等必要信息。不同于LTE模式，不需要解析SI-RNTI，SIB-type1的数据量大小是由MIB中指示的，而SI-message的大小是通过SIB-Type1中指示的。

1、SIB-Type1的接收

SIB-Type1的发送周期为256，亦即SFN mod 256 为0时，为一个周期的开始。需要根据MIB-NB中的重复次数，及PCID组和计算得到发送的起始SFN，一次发送固定在8个连续的奇数或偶数帧的subrame#4上，而重复次数同样得到256之内重复的小周期。

2、SI-Message的接收

在解析完SIB-Type1的信息后，即可得到SI-window length，每个SI的SI-period、offset等相应信息，根据这些信息得到SI-message的调度位置,从而进行解析，而不同的TB-Size会占用不同长度的子帧(2或8个连续子帧，当然需要避开NPSS、NSSS/NPBCH等信道计算，50、120使用2subframes，其他使用8subframes)。

四、系统消息的内容分类

1、MIB-NB SIB1的调度信息，操作模式类型，及in-band对应LTE小区信息，AB控制位等；

2、SIB-Type1 PLMN、TAC、cellID、barred信息、小区选择以及SI-message的调度信息等；

3、SIB2 公共的资源配置，频点等相关信息；

4、SIB3 小区选择重选等相关信息；

5、SIB4 同频小区列表；

6、SIB5 异频小区列表及相关信息；

7、SIB14 AB相关信息；

8、SIB15 MBMS Service Area Identities（SAI）相关的载波频点；

9、SIB16 GPS和UTC(Coordinated Universal Time)相关信息；

10、SIB20 使用SC-PTM的MBMS控制信息；

11、SIB22 non-anchor载波上公共资源paging和RA的相关资源配置；

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