NB-IoT技术描述 Multi-tone

Multi-tone

3GPP TS 36.211 R13协议定义了NB-IoT上行支持Single-tone和Multi-tone传输，Single-tone作为UE的必备功能，Multi-tone为可选功能。Multi-tone包括3tone、6tone和12tone这3种场景，分别代表eNodeB可一次分配3、6或12个15kHz子载波用于UE上行数据传输。对于覆盖较好场景下的UE，上行数据传输采用Multi-tone传输可以获得更高的吞吐率，有助于降低UE上行数据传输时延和功耗。

Multi-tone特性开关由参数下的子开关“MULTITONE_SWITCH”指定，其交互流程如下图所示。

图  Multi-tone交互流程图

 

1. 当Multi-tone特性开启后，eNodeB通过SIB2消息中NPRACH参数nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart-r13指示Multi-tone UE发送NPRACH的起始位置。
2. 支持Multi-tone的UE在指定的NPRACH资源上发起随机接入请求。
3. eNodeB对于在Multi-tone NPRACH资源发起随机接入请求的UE（NPRACH重复次数不高于32次）分配Multi-tone MSG3的资源，否则按照Single-tone给UE分配MSG3资源。
4. 如果UE支持Multi-tone，在MSG3中通过RRCConnectionRequest中携带multiToneSupport消息。
5. eNodeB根据收到的MSG3获知UE是否支持Multi-tone。对于支持Multi-tone的UE可以分配多个子载波用于MSG5的上行数据传输，分配的子载波个数由eNodeB根据UE上报的PHR（Power Headroom Report）、待分配资源的起始偏置及是否与NPRACH资源冲突等多项因素决定。
6. UE按照eNodeB分配的上行资源进行上行数据传输和后续的上行业务资源调度。

说明：

MSG3固定为88bit，采用Multi-tone调度还是Single-tone调度时延差异不大。另外NPRACH资源分2段（一段用于Multi-tone UE发送RACH请求，一段用于Single-tone UE发送RACH请求），会降低Single-tone UE的接入能力。因此，本版本固定nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart-r13为one，即MSG3均采用Single-tone发送。eNodeB只能通过MSG3消息的交互来识别支持Multi-tone的UE以及指示后续的上行数据传输的资源调度。