基本概念
NB-IoT的基本概念主要包括物理信道、物理信道頻域結構、時域結構、覆蓋等級和聚集級別。
1.1 物理信道
NB-IoT的下行物理信道包括：
- NPBCH（Narrow-band Physical Broadcast Channel）：窄帶物理廣播信道，負責廣播必須的網絡和小區專屬配置信息（MIB消息）。
- NPDCCH（Narrow-band Physical Downlink Control Channel）：窄帶物理下行控制信道，用於傳輸DCI（Downlink Control Information）。
- NPDSCH（Narrow-band Physical Downlink Shared Channel）：窄帶物理下行共享信道，用於傳輸下行數據。
NB-IoT的上行物理信道包括：
- NPUSCH（Narrow-band Physical Uplink Shared Channel）：窄帶物理上行共享信道，用於傳輸上行數據。
- NPRACH（Narrow-band Physical Random Access Channel）：窄帶物理隨機接入信道，用於UE發送接入消息。
NB-IoT物理信道與MAC層傳輸信道對應關系如下圖所示。
NB-IoT物理信道關系圖
1.2 物理信道頻域結構
NB-IoT下行物理信道帶寬為180kHz，分為12個子載波，子載波間隔為15kHz，如下圖所示。
NB-IoT下行物理信道頻域結構圖
NB-IoT上行物理信道頻域結構
上行物理信道支持Single-tone和Multi-tone傳輸，其中Single-tone包括3.75kHz和15kHz SC-FDMA兩種，Multi-tone基於15kHz（支持3 tone，6 tone和12tone）。上行180kHz頻帶，若每個信道15kHz，則有12個子信道，若每個信道3.75kHz，則有48個子信道，如下圖所示。本版本NPUSCH支持Single-tone 15kHz傳輸方案和Multi-tone傳輸方案，NPRACH固定為Single-tone 3.75kHz。
NB-IoT上行物理信道頻域結構圖
1.3 物理信道時域結構
下行信道時域結構
NB-IoT下行信道基本調度單位為子幀，每個子幀1ms（對應2個Slot），每個系統幀包括10個子幀，每個超幀包括1024個系統幀。NB-IoT下行信道時域結構如下圖所示。
NB-IoT下行信道時域結構圖
上行信道時域結構
NB-IoT上行信道基本時域資源單位為Slot，對於3.75kHz子載波間隔，1 Slot=2ms，對於15kHz子載波間隔，1 Slot=0.5ms。NB-IoT上行信道的基本調度資源單位為RU（Resource Unit），各種場景下的RU持續時長有所不同，如下表所示。
各種場景RU持續時長表
| NPUSCH格式 |
子載波間隔 |
子載波個數 |
每RU Slot數 |
每Slot持續時長（ms） |
每RU持續時長（ms） |
場景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1(普通數傳) |
3.75kHz |
1 |
16 |
2 |
32 |
Single-tone |
| 15kHz |
1 |
16 |
0.5 |
8 |
||
| 3 |
8 |
4 |
Multi-tone |
|||
| 6 |
4 |
2 |
||||
| 12 |
2 |
1 |
||||
| 2(UCI) |
3.75kHz |
1 |
4 |
2 |
8 |
Single-tone |
| 15kHz |
1 |
4 |
0.5 |
2 |
1.4 覆蓋等級
如果對覆蓋區域內所有UE采用相同的功率和MCS，在保證可靠傳輸的前提下，將導致功耗增加、容量降低。為了兼顧覆蓋深度和容量性能，將NB-IoT小區划分為不同覆蓋等級，UE根據信號強度選擇相應的覆蓋等級進行業務傳輸，低覆蓋等級信號好，優先保證傳輸速率；高覆蓋等級信號較弱，優先保證覆蓋，數據傳輸速率降低。
1.5 聚集級別
NPDCCH上的資源按照CCE（Control Channel Element）為單位進行分配（1個CCE占用整個RB的一半頻域資源）。NB-IoT支持2個聚集級別：1和2，表示1個DCI傳輸使用的CCE個數。例如，聚集級別為2，表示1個DCI占用2個CCE資源，即占用整個RB的頻域資源。