NB-IoT技術描述 Multi-tone

Multi-tone

3GPP TS 36.211 R13協議定義了NB-IoT上行支持Single-tone和Multi-tone傳輸，Single-tone作為UE的必備功能，Multi-tone為可選功能。Multi-tone包括3tone、6tone和12tone這3種場景，分別代表eNodeB可一次分配3、6或12個15kHz子載波用於UE上行數據傳輸。對於覆蓋較好場景下的UE，上行數據傳輸采用Multi-tone傳輸可以獲得更高的吞吐率，有助於降低UE上行數據傳輸時延和功耗。

Multi-tone特性開關由參數下的子開關“MULTITONE_SWITCH”指定，其交互流程如下圖所示。

圖  Multi-tone交互流程圖

 

1. 當Multi-tone特性開啟后，eNodeB通過SIB2消息中NPRACH參數nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart-r13指示Multi-tone UE發送NPRACH的起始位置。
2. 支持Multi-tone的UE在指定的NPRACH資源上發起隨機接入請求。
3. eNodeB對於在Multi-tone NPRACH資源發起隨機接入請求的UE（NPRACH重復次數不高於32次）分配Multi-tone MSG3的資源，否則按照Single-tone給UE分配MSG3資源。
4. 如果UE支持Multi-tone，在MSG3中通過RRCConnectionRequest中攜帶multiToneSupport消息。
5. eNodeB根據收到的MSG3獲知UE是否支持Multi-tone。對於支持Multi-tone的UE可以分配多個子載波用於MSG5的上行數據傳輸，分配的子載波個數由eNodeB根據UE上報的PHR（Power Headroom Report）、待分配資源的起始偏置及是否與NPRACH資源沖突等多項因素決定。
6. UE按照eNodeB分配的上行資源進行上行數據傳輸和后續的上行業務資源調度。

說明：

MSG3固定為88bit，采用Multi-tone調度還是Single-tone調度時延差異不大。另外NPRACH資源分2段（一段用於Multi-tone UE發送RACH請求，一段用於Single-tone UE發送RACH請求），會降低Single-tone UE的接入能力。因此，本版本固定nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart-r13為one，即MSG3均采用Single-tone發送。eNodeB只能通過MSG3消息的交互來識別支持Multi-tone的UE以及指示后續的上行數據傳輸的資源調度。