NB-IoT从原理到实践

本书以一个无线网络工程师的视角，用通俗易懂的语言解读了窄带物联网（NB-IoT）的重要特性、基本原理、关键技术和网络规划。在阐述的过程中，重点介绍了NB-IoT 与LTE 的联系与差异，方便具备LTE 技术基础的读者快速完成知识导入。书中通过对一些关键过程的详细分析，将散落在各层协议的相关知识点有机串联起来，使得知识全面化、体系化。在内容编排上，将整体知识以讲座的形式进行科学切分，方便读者阅读学习。本书主要读者对象为移动通信领域从事技术研究、产品开发、网络优化、网络维护、网络规划人员，也可供高等院校师生参考。

吴细刚，2007年毕业于北京邮电大学，后加入中国移动通信集团湖南有限公司，先后从事2／3／4G的网络维护优化工作，曾多次在中国移动、湖南移动举办的技能竞赛中获奖，获评“中国移动技木专家”称号，享受公司技木专家待遇，具有过硬的理论和实践功底。2010年开始企业内训工作，被聘为公司内训师，开发并主讲多门课程均获好评，获得湖南省工会颁发的“名师奖”荣誉，致力于用通俗的语言阐述复杂的技木原理。
2016年开办公众号“吴老师聊通信”陆续发布相关技术文章，获得多方好评，因此结集成书，旨在共同进步。

四大特性篇
第1讲NB-IoT的笑傲江湖.2
1.1物联网的前世今生.2
1.1.1何为物联网？.2
1.1.2物联网的应用场景.3
1.1.3物联网技术的众生相.4
1.2NB-IoT的笑傲江湖.6
1.2.1NB是什么.7
1.2.2NB与不同门派的SB.8
1.2.3NB与同门师兄弟的SB大战.9
1.2.4NB与同门不同宗派间的SB.10
第2讲NB-IoT强覆盖之降龙掌.11
2.1第一招飞龙在天.11
2.2第二招六龙回旋.13
2.3第三招亢龙有悔.15
2.415K能达到20db增益吗？.16
2.5链路预算表.17
第3讲NB-IoT小功耗之前戏要做足.18
3.1DRX概述.18
3.2场景一：IDLEDRX.19
3.3场景二：CONNECTDRX.21
3.4场景三：INACTIVETIMER.23
3.5小结.24
第4讲NB-IoT小功耗之太极拳.25
4.1PSM(PowerSavingMode).25
4.2eDRX(ExtendedDRX).28
4.3PSM和eDRX的关系.29
第5讲NB-IoT低成本之葵花宝典1.31
5.1采用FDD半双工，降低器件复杂度.31
5.2新硬件结构，裁剪不必要的硬件.35
第6讲NB-IoT低成本之葵花宝典2.37
6.1根据终端窄带特性，简化信道及物理层.37
6.2新空口协议栈，阉割芯片运算能力.38
6.3产业链及运营等影响成本的因素.40
6.4芯片成本进展.41
6.5低成本小结.42
第7讲NB-IoT大连接之乾坤大挪移.43
7.1NB-IoT的用户密度估算.43
7.2单小区50K用户如何做到？.45
7.3实际容量估算.47
7.4关于容量的一些思考.48
物理信道篇
第8讲NB-IoT工作带宽为多少，这是个问题！.50
8.1LTE带宽分析.50
8.2NB是200K？.52
8.3NB是180K？.53
8.4为什么大家都在谈GSM退频给NB用？.54
第9讲NB-IoT三种部署方式.56
9.1你到底叫啥名？.56
9.2三种部署方式.56
9.3NB-IoTChannelRaster.58
9.4三种部署方式性能比较.60
9.5终端如何区分部署方式？.62
第10讲NB-IoT物理层结构.63
10.1下行物理层结构.63
10.1.1频域分析.64
10.1.2时域分析.64
10.2上行物理层结构.66
10.2.1频域分析.66
10.2.2时域分析.68
10.3上行资源单元RU.69
第11讲NB-IoT下行主同步信号NPSS.72
11.1练好基本功――Zadoff-ChuSequence.72
11.2NPSS信号作用和资源映射.75
11.3NPSS信号的生成.77
第12讲NB-IoT下行辅同步信号NSSS.80
12.1NSSS信号作用和资源映射.80
12.2NSSS信号的生成.83
12.3NB同步信号与LTE比较.86
第13讲NB-IoT下行参考信号NRS.87
13.1LTE中下行参考信号RS.87
13.2NRS信号的生成及作用.89
13.3NRS资源映射.90
13.4遇到的挑战.92
13.5NRS与CRS比较.93
第14讲NB-IoT下行NPBCH信道.94
14.1信号与信道的区别.94
14.2系统消息简介.94
14.3NPBCH中内容解码.96
14.4NPBCH的处理过程.98
14.5NPBCH资源映射.100
14.6NPBCH与PBCH比较.101
第15讲NB-IoT下行控制信道NPDCCH.102
15.1NPDCCH的DCI格式和功能.102
15.2NPDCCH资源映射.105
15.3NPDCCH的处理过程.108
15.4NPDCCH的搜索空间.108
15.4.1搜索空间分类.108
15.4.2搜索空间起始位置及盲检次数.109
15.5DLGAP配置.111
15.6NPDCCH与PDCCH比较.112
第16讲NB-IoT下行共享信道NPDSCH.113
16.1DCIFormatN1字段解析.113
16.2NPDSCH资源映射.118
16.3NPDSCH的处理过程.118
16.4SIB1-NB的传输.119
第17讲NB-IoT上行随机接入信道NPRACH.122
17.1NPRACH信道结构.122
17.2覆盖等级介绍.126
17.3NPRACH资源配置.128
17.4Preamble码的生成和发送.130
17.5NPRACH与PRACH比较.132
第18讲NB-IoT上行共享信道NPUSCH.133
18.1NB与LTE上行传输的不同点.133
18.2NPUSCH上行资源单元RU.134
18.3DCIFormatN0字段解析（forNPUSCHFormat1）.134
18.4NPUSCHFomat2（UCI）调度字段解析.140
18.5NPUSCH其他特性.140
18.6NPUSCH与PUSCH比较.141
第19讲NB-IoT上行参考信号DMRS及信道小结.142
19.1DMRS信号的作用.142
19.2DMRS资源映射.143
19.3NB中DMRS与LTE的差异性.146
19.4NB中信道小结.147
19.5结语.148
关键技术篇
第20讲NB-IoT网络架构.150
20.1NB总体网络架构.150
20.2UP和CP传输优化方案大PK.152
20.2.1CP和UP方案传输路径对比.153
20.2.2CP和UP协议栈对比.154
20.2.3信令流程对比.155
20.2.4CP/UP方案综合比较.155
20.3Non-IP数据传输方案.156
20.4短消息传输方案.157
第21讲NB-IoT关键信令流程.159
21.1CP传输方案.159
21.1.1CP传输方案端到端信令流程.159
21.1.2RRC连接建立过程.161
21.2UP传输方案.163
21.2.1UP传输方案端到端信令流程.164
21.2.2RRC挂起流程（SuspendConnectionprocedure）.166
21.2.3RRC恢复流程（ResumeConnectionprocedure）.167
21.3CP/UP方案网络协商流程.168
第22讲NB-IoT小区选择与重选.171
22.1小区选择与重选概述.171
22.2小区搜索.174
22.3PLMN选择.174
22.4小区选择.175
22.5邻区测量.177
22.6小区重选.178
第23讲NB-IoT系统消息调度.182
23.1系统消息广播概述.182
23.2系统消息调度.183
23.2.1MIB和SIB1的发送.184
23.2.2其他SIB消息调度.185
23.2.3SI窗口开始SFN计算方法及调度示例.186
23.3系统消息更新.187
第24讲NB-IoT寻呼原理与eDRX.190
24.1关于省电的故事的续集.190
24.2寻呼原理.191
24.2.1寻呼的触发.191
24.2.2空口寻呼机制.192
24.2.3寻呼处理过程.194
24.2.4寻呼实际计算示例.195
24.3eDRX寻呼.196
24.3.1eDRX协商和寻呼流程.196
24.3.2eDRX寻呼机制.197
第25讲NB-IoT随机接入过程.200
25.1NB和LTEPRACH信道特性对比.201
25.2覆盖等级简介.202
25.3基于竞争的随机接入流程解析.203
25.4SIB2中NPRACH解码.208
第26讲NB-IoT功率控制.209
26.1下行功率分配.209
26.2上行功率控制.211
26.2.1NPRACH功率控制.212
26.2.2NPUSCH功率控制.215
第27讲NB-IoTHARQ过程.218
27.1HARQ连环九问.218
27.2NB中上下行HARQ应用要点.221
27.3下行HARQ定时关系.222
27.3.1NPDCCH与NPDSCH定时关系.223
27.3.2NPDSCH与NPUSCH格式2定时关系.224
27.3.3下行HARQ示例.225
27.4上行HARQ定时关系.225
27.4.1NPDCCH和NPUSCH定时关系.225
27.4.2上行HARQ示例.226
27.5一次完整的下行HARQ传输定时流程.227
第28讲NB-IoT技术拾遗.228
28.1NB中常见的定时器和计数器.228
28.1.1RRC初始接入类.230
28.1.2无线链路失败监测类.230
28.1.3RRC重建类.232
28.2NB-IoT的安全机制.233
28.3NB中终端能力信息交互.234
网络规划篇
第29讲NB-IoT规划概述及链路预算.237
29.1规划的三大要点.237
29.2NB的规划特点分析.238
29.3覆盖规划之于链路预算.240
29.3.1链路预算过程.241
29.3.2链路预算表（示例）解读.242
29.3.3NPUSCH链路预算实例.243
……