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本書講解了5G物聯網關鍵技術，包括各類非授權頻譜即私有物聯網技術和3GPP主導的授權頻譜物聯網技術，其中，窄帶物聯網（NB-IoT）技術已經成為萬物互聯時代的新引擎。本書第1章介紹移動通信技術近40年的發展歷程，著重介紹ITU及3GPP組織主導的5G標準進展、應用場景、核心指標（5G KPI）要求及關鍵技術；第2章介紹主流非授權頻譜物聯網技術；第3章介紹3GPP定義的中速率中成本中功耗物聯網即5G RedCap技術；第4～7章詳細介紹NB-IoT的基本概念、物理層原理、基本過程和數據傳輸模式；第8章解析NB-IoT物聯網中常用的信令消息內容，對從事NB-IoT物聯網系統及終端開發與測試，以及網絡維護的工程師有較大的參考意義，可以方便讀者查對和比較相關信令消息內容，實用性和針對性強。
目錄大綱
目 錄
第1章 5G概述 1
1.1 移動通信發展史 1
1.2 5G技術演進 3
1.3 5G標準與應用 5
1.4 5G核心指標 7
1.5 5G關鍵技術 8
1.5.1 毫米波技術 8
1.5.2 大規模天線陣列 8
1.5.3 新型調制編碼技術 9
1.5.4 多載波聚合 11
1.5.5 網絡切片技術 12
1.5.6 設備到設備直接通信 14
1.5.7 超密集異構網絡 14
1.5.8 新型網絡架構 15
第2章 物聯網簡介 17
2.1 物聯網的前世今生 17
2.1.1 物聯網的起源與發展 17
2.1.2 物聯網在美國—智慧地球 18
2.1.3 物聯網在中國—感知中國 18
2.2 物聯網的特性與應用 19
2.2.1 物聯網的特性 19
2.2.2 物聯網的應用 20
2.3 物聯網技術的分類 22
2.4 授權頻譜物聯網技術 24
2.4.1 3GPP物聯網之路 24
2.4.2 NB-IoT和LTE-M 26
2.5 非授權頻譜物聯網技術 28
2.5.1 Sigfox 28
2.5.2 LoRaWAN 29
2.5.3 RPMA 32
2.5.4 Weightless 32
2.5.5 HaLow 33
第3章 5G輕量化物聯網技術RedCap 35
3.1 5G RedCap源起與概述 35
3.2 5G RedCap的標準與特點 37
3.3 5G RedCap的進展與應用 41
3.3.1 工業通信設備 42
3.3.2 視頻監控設備 43
3.3.3 可穿戴設備 44
第4章 NB-IoT概述 46
4.1 NB-IoT的特性與典型應用 46
4.1.1 超強覆蓋 46
4.1.2 超低功耗 47
4.1.3 超低成本 47
4.1.4 超大容量 47
4.1.5 典型應用 47
4.2 NB-IoT模式 50
4.2.1 網絡架構 50
4.2.2 部署模式 51
4.2.3 雙工模式 53
4.3 NB-IoT頻段 54
4.4 NB-IoT通道 55
4.4.1 下行通道 55
4.4.2 上行通道 57
4.5 NB-IoT覆蓋 58
4.5.1 覆蓋增強手段 58
4.5.2 覆蓋增強等級 59
4.6 NB-IoT功耗 59
4.6.1 降低功耗機制 59
4.6.2 PSM降低功耗 60
4.6.3 eDRX降低功耗 61
4.7 NB-IoT演進增強 62
4.7.1 定位增強 62
4.7.2 多播功能 62
4.7.3 移動性增強 63
4.7.4 語音支持 63
第5章 NB-IoT物理層 64
5.1 物理層概述 64
5.2 物理信號 65
5.2.1 NPSS 65
5.2.2 NSSS 66
5.2.3 NRS 66
5.3 NPBCH 67
5.4 NPDCCH 69
5.4.1 NPDCCH搜索空間 70
5.4.2 NPDCCH盲檢次數 73
5.4.3 NPDCCH格式（DCI） 75
5.4.4 NPDCCH配置 76
5.5 NPDSCH 77
5.5.1 NPDSCH時頻資源 77
5.5.2 NPDSCH時域重復 77
5.6 NPRACH 78
5.6.1 NPRACH跳頻 79
5.6.2 NPRACH格式 80
5.6.3 NPRACH配置 81
5.6.4 MSG3調度 83
5.7 NPUSCH 84
5.7.1 NPUSCH子載波 84
5.7.2 NPUSCH格式 86
5.7.3 NPUSCH配置 87
5.7.4 DM-RS 88
5.8 發送GAP 89
5.8.1 DL發送GAP 90
5.8.2 UL發送GAP 91
第6章 NB-IoT基本過程 92
6.1 NB-IoT移動性管理過程 92
6.1.1 小區重選簡化 92
6.1.2 小區選擇準則 92
6.1.3 小區測量準則 93
6.1.4 小區重選準則 93
6.2 RRC連接管理過程 94
6.2.1 NB-IoT協議棧 94
6.2.2 RRC狀態變化 95
6.2.3 RRC消息列表 96
6.2.4 RRC連接建立過程 97
6.2.5 RRC連接暫停過程 99
6.2.6 RRC連接恢復過程 101
6.3 NB-IoT系統信息過程 103
6.3.1 NB-IoT系統信息分類 103
6.3.2 MIB-NB信息調度 104
6.3.3 SIB1-NB信息調度 104
6.3.4 SIBx-NB信息調度 105
6.3.5 SIBx-NB信息更新 107
6.4 NB-IoT隨機接入過程 108
6.4.1 隨機接入等級 108
6.4.2 隨機接入時序 109
6.4.3 隨機接入步驟 110
6.5 NB-IoT附著過程 114
6.6 NB-IoT多載波配置 116
6.6.1 NB-IoT載波類型 116
6.6.2 Anchor PRB配置 117
第7章 NB-IoT數據傳輸 119
7.1 NB-IoT數據傳輸概述 119
7.2 SMS數據傳輸 121
7.2.1 附著過程中單次SMS數據包傳輸 121
7.2.2 附著過程完成後多次SMS數據包傳輸 123
7.3 EPS控制面數據傳輸 124
7.3.1 EPS控制面數據傳輸概述 124
7.3.2 終端觸發控制面數據傳輸過程 125
7.3.3 尋呼觸發控制面數據傳輸過程 127
7.4 EPS用戶面數據傳輸 128
7.4.1 傳統LTE用戶面數據傳輸過程 128
7.4.2 EPS用戶面優化數據傳輸過程 129
7.4.3 EPS用戶面優化失敗回落過程 131
7.5 NB-IoT數據調度過程 132
7.5.1 下行數據調度 132
7.5.2 上行數據調度 136
7.5.3 SR、BSR和DV 142
7.5.4 鏈路自適應（LA） 145
7.6 NB-IoT功率管理過程 147
7.6.1 上行功率控制 147
7.6.2 功率餘量報告 149
7.6.3 下行功率分配 149
第8章 NB-IoT消息解析 151
8.1 系統信息解析 151
8.1.1 MIB-NB 151
8.1.2 SIB1-NB 152
8.1.3 SIB2-NB 153
8.1.4 SIB3-NB 156
8.1.5 SIB4-NB 157
8.1.6 SIB5-NB 157
8.1.7 SIB14-NB 158
8.2 MAC層消息解析 158
8.2.1 DCI Format N0 159
8.2.2 DCI Format N1 159
8.2.3 Random Access Response 159
8.3 RRC消息解析 160
8.3.1 RRC Connection Request 160
8.3.2 RRC Connection Setup 161
8.3.3 RRC Connection Setup Complete 163
8.3.4 DL Information Transfer 163
8.3.5 UL Information Transfer 164
8.3.6 RRC Connection Release 164
8.4 S1AP消息解析 165
8.4.1 Initial UE Message 165
8.4.2 Initial Context Setup Request 166
8.4.3 Initial Context Setup Response 169
8.4.4 Downlink NAS Transport 170
8.4.5 Uplink NAS Transport 171
8.4.6 Paging 172
8.4.7 UE Context Release Command 173
8.4.8 UE Context Release Complete 174
8.5 NAS消息解析 175
8.5.1 Attach Request 175
8.5.2 Authentication Request 185
8.5.3 NAS Security Mode Command 187
8.5.4 Activate Default EPS Bearer Context Request 188
8.5.5 Detach Request 191
8.5.6 Control Plane Service Request 193
8.5.7 Data Transport 195
8.6 終端能力消息解析 199
8.6.1 UE Capability Enquiry 200
8.6.2 UE Capability Information 200
附錄A 縮略語 202
附錄B IETF-RFC規範 209
附錄C 3GPP規範 211
附錄D GSMA規範 214
參考文獻 215
