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文章目錄
- 為什么需要MTC？
- 1、如何實作BL and CE?
- 1.1 引入NB來實作BL(bandwidth reduced low complexity)
- 1.2 通過重復來實作CE(coverage enhanced)
- 2、窄帶和重復的引入會如何具體地影響物理信道和調度相關方面？
- 1. PSS/SSS/PBCH
- 2. SI
- 3. MPDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH
- 4. 隨機接入
為什么需要MTC？
MTC(Machine Type Communication,機器型別通信)， 是在LTE 系統中用于機器通信和物聯網的一項技術， 這類應用并不需要很高的資料速率(比如不同型別的傳感器，智能電表)，但是如何在低成本，低功耗，廣覆寫的前提下來實作呢？下邊主要針對release 13里的MTC增強， eMTC技術來展開說明，
1、如何實作BL and CE?
1.1 引入NB來實作BL(bandwidth reduced low complexity)
既然要實作低成本，低功耗，那么從簡化現有的LTE開始，瞬時帶寬可以降低到LTE最小系統帶寬，1.4Mhz, release13 引入了窄帶的概念，下邊簡稱
NB, 一個NB包含6個PRB. 一個eMTC設備在同一TTI只能在單個NB上進行發或者收，但是不同TTI之間可以有NB的切換，來實作頻率分集，需要注意的是，一般
跳頻間隔會大于1，即不是每個子幀都跳，這樣才能允許子幀間的信道估計，
上邊的NB操作會引入兩個問題，
1. 給定時刻，只能在一個NB上進行收/發， 那么意味著legacy LTE的PDCCH, PCFICH, PHICH不能被MTC設備所接收（因為這三個物理信道是橫跨整個
LTE載波帶寬的）
2. 不同TTI的NB切換，意味著需要調諧射頻前端，這可能需要2個OFDM symbol一樣長的時間， 這個主要影響UL設計， 因為假定下行子幀間的retuning
發生在每個子幀開始的控制區域內，
1.2 通過重復來實作CE(coverage enhanced)
對于eMTC設計目標，需要在耦合損耗大于至少15db時可以運行， 而且eMTC設備最大發射功率為20dbm, 相比legacy LTE UE 23dbm的最大發射功率
小了3db, 這就意味著上行鏈路預算至少需要被改善18db.
這是通過時域多子幀的重復來實作的，這樣可以對于給定功率為每個資訊位元提供更高的能量，
規范對比定義了兩種CE mode, 即CE mode A and CE mode B, 后者旨在更廣泛的覆寫增強，即小區邊緣或其他更惡劣的傳播環境，也就意味著會有更多
重復，
2、窄帶和重復的引入會如何具體地影響物理信道和調度相關方面？
1. PSS/SSS/PBCH
PSS/SSS與lagacy LTE沒有區別，
PBCH區別是引入了重復因子5，即原來是40ms周期內的每個無線幀的第一個子幀，占用其第二個slot的前4個OFDM 符號， 這樣的話是4*4=16個
OFDM符號， 到了MTC，需要80個符號， 比如對于FDD, 子幀0的4個OFDM符號會在前一個無線幀的子幀9和該子幀剩余符號中重復，
可以這樣想， 2個子幀2*14=28個符號， 前三個控制符號/SF，兩個用于PSS/SSS，所以剩下可用符號，28-3*2-2=20. 20/4=5得到重復因子5.
PBCH的核心部分也是包含原有資訊的，可被小區內非MTC設備所檢測，而獲取MIB；
對于MTC設備只是需要多檢測重復部分，而且其MIB資訊中原來10個reserve bits中的5個bits用于SIB1-BR的時域調度資訊， 即下邊的SIB1-BR的重復因子，
2. SI
legacy LTE的SIB1是多余6個PRB的，而且有2216個Bits, 所以也不能被MTC設備所接收. 引入一個新的SIB1-BR， 80ms的周期內重復，重復因子可以是
4/8/16， 重復在時間上等間隔，（不同于PDSCH的重復是連續子幀）
具體所在的SFN和子幀是由重復因子和PCID的奇偶決定的， 規范中查表可得，
SIB1-BR會包含其余SI的調度資訊，
3. MPDCCH/PDSCH/PUCCH/PUSCH
前邊提到PDCCH和PCFICH不能被MTC設備所接收，所以定義了一種新的MPDCCH來提供其所需的DCI. 由于小區中還有其他非emtc設備，所以每個子幀中
前邊的控制區域仍然要保留，雖不需要decoding其資訊，但是要知道資料區域的起始點， 這個資訊在legacy LTE中是通過PCFICH來指示具體PDCCH所占的
OFDM符號數的，但是eMTC中是沒有的，所以是通過特定SI的一部分來提供的，MPDCCH/PDSCH的起始點是半靜態的，
對于MPDCCH的重復次數是半靜態配置和動態選擇的組合， 小區級別的Rmax 作為系統資訊的一部分， 然后網路從集合Rmax, Rmax/2, Rmax/4, Rmax/8
中動態選擇實際要重復的次數，同時實際重復次數會通過DCI告訴eMTD設備，這是必須的，因為設備需要知道PDSCH開始的子幀，即MPDCCH最后一次
重復后的第二個子幀， (下行跨子幀調度是區別于legacy LTE的PDSCH與PDCCH在同一子幀)
對于PDSCH的重復次數同樣是半靜態配置和動態選擇的組合， 網路在小區級別針對不同的CE mode配置一組可能的重復次數集合，然后網路動態的從該
集合中選擇實際要用的傳輸次數，該實際重復次數也會通過DCI告訴設備，
對于PUSCH的重復次數的調度跟PDSCH類似，上行調度與legacy LTE相同，即在UL grant結束的子幀n后，n+4開始PUSCH傳輸，
對于PUCCH的重復次數是不同的，是由網路直接配置的，不可以動態改變，
對于CE mode A, 可配置次數1，2，4，8
對于CE mode B, 可配置次數4，8，16，3
由于PHICH不能被EMTC設備接收，其原本傳輸的UL 傳輸的HARQ，這樣的話，沒有顯示重傳請求必須與其時間同步的PHICH, eMTC上行重傳可以是異步的，
此外還可以通過MPDCCH調度授權明確調度重傳，實作自適應重傳，
對于上行功控， CE mode A情況下，與legacy LTE類似， CE mode B不支持功控，因為它的PUCCH/PUSCH總是被設定為最大發射功率，來抵抗其惡劣
傳播環境，
4. 隨機接入
與legacy LTE的隨機接入的preamble--> RAR-->msg3-->msg4對應， 但是對于MTC設備，定義了多達四種不同的隨機接入CE level, 每個與其自己的
PRACH配置和資源有關， 對于初始的隨機接入，設備可與基于其估計的路損來選擇CE level，然后針對該CE level 選擇其preamble 序列和資源，然后
網路側接收到，根據CE level和CE mode的對應關系，確定該設備的CE mode， 并由網路配給設備，這種CE level的引入，可以分離來自小區不同覆寫情況
的設備的隨機接入嘗試并且不會相互干擾，
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