夏 穎

（上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 通信與信息工程學(xué)院，上海 201411）

1 NB-IoT業(yè)務(wù)概述

NB-IoT業(yè)務(wù)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能家居、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域[1]，NB-IoT業(yè)務(wù)平臺(tái)下發(fā)指令通過核心網(wǎng)尋呼（Paging）空閑態(tài)的NB-IoT終端，如圖1所示。UE收到Paging消息后，建鏈并附著，與核心網(wǎng)及業(yè)務(wù)平臺(tái)完成信息交互。

2 NB-IoT尋呼參數(shù)

NB-IoT的尋呼是指通知空閑態(tài)的終端有系統(tǒng)消息的變更以及有下行數(shù)據(jù)到達(dá)。當(dāng)核心網(wǎng)需要向終端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將通過MME經(jīng)S1接口向基站發(fā)送尋呼消息，基站收到該尋呼消息后，在收到的TAI列表中的小區(qū)內(nèi)進(jìn)行尋呼[2]。

NB-IoT終端在空閑態(tài)的被叫尋呼分為不連續(xù)接收（Discontinuous Reception，DRX）尋呼和擴(kuò)展間斷接收（Extended Discontinuous Reception，eDRX）尋呼[3]，當(dāng)處于空閑態(tài)的終端只要定義好固定的周期，就可以對(duì)PDCCH進(jìn)行不連續(xù)的監(jiān)聽，這樣可以節(jié)省終端發(fā)射功率。由于NB-IoT對(duì)低功耗方面要求更高，新增了eDRX擴(kuò)展的非連續(xù)接收功能，進(jìn)一步延長終端在空閑模式下的睡眠周期，減少接收單元不必要的啟動(dòng)。eDRX適用于低速率、低頻次的業(yè)務(wù)模型。

2.1 DRX相關(guān)參數(shù)

（1）DRX尋呼周期TDRX。

（2）尋呼幀（Paging Frame，PF）。PF是一個(gè)無線幀，長度10 ms，PF上可以有一個(gè)或多個(gè)PO。

（3）尋呼時(shí)刻（Paging Occasion，PO）。PO為一個(gè)子幀，長度為1 ms。在PO上，基站通過NPDCCH信道發(fā)送尋呼消息給終端，終端在一個(gè)DRX周期內(nèi)只監(jiān)聽一個(gè)PO。

例如某個(gè)UE的DRX尋呼圖1所示，TDRX=512，PF=404，PO=9。

2.2 eDRX相關(guān)參數(shù)

（1）eDRX尋呼周期TeDRX。

（2）尋呼超幀（PH，Paging Hyperframe）。1個(gè)PH為1 024個(gè)無線幀。

（3）尋呼時(shí)間窗口（Paging Time Window，PTW）。PTW指終端在一個(gè)超幀內(nèi)監(jiān)聽尋呼NPDCCH的窗口。PTW為PH中的一段，單位為幀。當(dāng)TeDRX≥1 PH，終端在PTW中監(jiān)聽PO。

例如某個(gè)UE的eDRX尋呼圖2所示，TeDRX=8，PTWstart=256，PTWend=767，PF=404，PO=9。

3 問題分析

NB-IoT業(yè)務(wù)平臺(tái)下發(fā)指令后，完成整個(gè)過程的正常時(shí)延要求在15 s以內(nèi)，如果超過15 s，則是時(shí)延過長[4]。業(yè)務(wù)平臺(tái)同時(shí)給多個(gè)UE下發(fā)指令，容易出現(xiàn)尋呼時(shí)延過長的問題，下面分析一下原因，主要分析eNodeB側(cè)的log。

（1）eNodeB在16:21:22:660收到從MME發(fā)過來的Paging消息。

圖1 空閑態(tài)的UE尋呼

圖2 DRX尋呼

圖3 eDRX尋呼

16-16:21:22:660 14388720 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --------Dmac Rcv CN Pcch Msg Info--------

16-16:21:22:660 14388721 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv],CellId=81,Gid= 32772,CurTime=Ox3599,MsgLen=7

16-16:21:22:660 14388722 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv], UeId=2648,DrxLength=256,NB=8,T=256

16-16:21:22:660 14388723 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv],PFOfffSet=0,PO=9

16-16:21:22:660 14388724 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv], CsfbPaging=0,FreePagingNodeNum=22993

16-16:21:22:660 14388725 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv],ucIsTeDrx=0,wTeDrx=2,wPTW=256

16-16:21:22:660 14388726 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchMsgRcv], wFPH=0,wS tartPTW=0,wUeIdentityIdxVal=0

（2）eNodeB在16:21:24:320進(jìn)行處理，該UE的尋呼時(shí)刻是HSFN=96, SFN=0, PO=9。

16-16:21:24:320 14390004 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --------[Dmac Rcv Bcch Sch Result Info] ------

16-16:21:24:320 14390005 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], CellId=81,Flow No=1,TBSize=85,CurTime=Ox3ff9

16-16:21:24:320 14390006 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Trantime=Ox00 02,SchCtrlInfoLen=24

16-16:21:24:320 14390007 Module:RNLU_DM AC_BPCH P r i:F LW [D m a cBc ch P ro c],CellIdInBoard=0,ValidNum=255

16-16:21:24:320 14390008 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Gid=32773,Flo wNo=1,TransTime=Ox2,CurTime=Ox3ff9

16-16:21:24:320 14390009 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Gid=32773,Cma cSendTime=Ox3ff9,TbSize=85

16-16:21:24:320 14390010 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacJudgePcchOccatsion], wCur Sfn=0,wSmallTValue=256,wFPF=0,SFNOffset=0

16-16:21:24:320 14390011 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchBsr], CellId=81,Merge PagingNum=1,Paging=187,PP:PagingNo

16-16:21:24:320 14390012 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchSendBsr], Paging Time==＞HSFN=96,SFN=0,PO=9

（3）eNodeB在16:21:24:320分配PDCCH和PDSCH資源，但分配失敗。

16-16:21:24:320 1097982 Module:MAINFLOWLOG Pri:FLW [SCHE][CellIdx:0]|Schd PCH,HFN:75872,(PF,PO)[Ox0,9],fail to alloc pdcch

（4）MME沒有及時(shí)收到UE的確認(rèn)消息，每隔12 s重發(fā)1次Paging消息給eNodeB，eNodeB收到了3次重發(fā)的Paging消息。

16-16:21:34:620 14394469 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --------Dmac Rcv CN Pcch Msg Info----------

16-16:21:46:760 14399825 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --------Dmac Rcv CN Pcch Msg Info-----------

16-16:21:58:750 14404846 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --------Dmac Rcv CN Pcch Msg Info-----------

（5）eNodeB在16:22:25:760對(duì)重發(fā)的Paging消息進(jìn)行了處理，尋呼時(shí)刻是HSFN=102, SFN=0, PO=9。

16-16:22:25:760 14416346 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW ---------[Dmac Rcv Bcch Sch Result Info]-----

16-16:22:25:760 14416347 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], CellId=81,FlowNo=1,TB Size=85,CurTime=Ox3ff9

16-16:22:25:760 14416348 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Trantime=Ox0002,SchCt rlInfoLen=24

16-16:22:25:760 14416349 Module:RNLU_DM AC_BP C H P r i:F LW [D m a cB c c h P r o c],CellIdInBoard=0,ValidNum=255

16-16:22:25:760 14416350 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Gid=32773,FlowNo=1,Tr ansTime=Ox2,CurTime=Ox3ff9

16-16:22:25:760 14416351 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacBcchProc], Gid=32773,CmacSendTi me=Ox3ff9,TbSize=85

16-16:22:25:760 14416352 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacJudgePcchOccatsion], wCurSfn=0,w SmallTValue=256,wFPF=0,SFNOffset=0

16-16:22:25:760 14416353 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacJudgePcchOccatsion], wCurSfn=0,w SmallTValue=256,wFPF=0,SFNOffset=0

16-16:22:25:760 14416354 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacJudgePcchOccatsion], wCurSfn=0,w SmallTValue=256,wFPF=0,SFNOffset=0

16-16:22:25:760 14416355 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchBsr], CellId=81,MergePagingNu m=3,Paging=188, PP:PagingNo

16-16:22:25:760 14416356 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW [DmacPcchSendBsr], Paging Time==＞HSFN=102,SFN=0, PO=9

（6）eNodeB在16:22:26:210成功分配了PDCCH和PDSCH資源，把Paging消息發(fā)給了UE。

16-16:22:26:210 1101824 Module:MAINFLOWLOG Pri:FLW [SCHE][CellIdx:0]|Schd PCH,HFN:102,(PF,PO)[Ox0,9],PDCCH[Ox13,Ox34], PDSCH[Ox39,Oxe1].

從上面LOG可以看到，eNodeB在16:21:22:660第一次收到了MME發(fā)過來的Paging消息，在16:22:26:210將Paging消息成功發(fā)給了UE，共花了64 s，原因是eNodeB第一次收到Paging消息后資源分配失敗，導(dǎo)致MME重發(fā)，處理時(shí)間過長。

eNodeB資源分配處理失敗，原因是eNodeB在同一時(shí)間要處理8個(gè)UE的Paging消息，如下log所示，NB-IoT系統(tǒng)空口資源有限，會(huì)存在一定概率的資源分配沖突，導(dǎo)致資源分配失敗。

Line 223837：16-16:21:22:300 14388487 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW ---Dmac Rcv CN Pcch Msg Info--

Line 223893：16-16:21:22:390 14388542 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW ---Dmac Rcv CN Pcch Msg Info--

Line 223929：16-16:21:22:390 14388577 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

Line 223964：16-16:21:22:530 14388611 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

Line 223992：16-16:21:22:530 14388638 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

Line 224055：16-16:21:22:660 14388700 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

Line 224076：16-16:21:22:660 14388720 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

Line 224363：16-16:21:23:030 14389006 Module:RNLU_DMAC_BPCH Pri:FLW --Dmac Rcv CN Pcch Msg Info---

4 解決方案和探討

（1）建議業(yè)務(wù)平臺(tái)最好能串行下發(fā)指令，相鄰UE間隔一定時(shí)間，如0.5 s。

（2）eNodeB修改尋呼參數(shù)、隨機(jī)接入信道參數(shù)可減少資源沖突的概率。

（3）TAC尋呼策略會(huì)導(dǎo)致eNodeB收到的尋呼消息數(shù)較大，建議打開eNodeB和核心網(wǎng)尋呼優(yōu)化功能，尋呼優(yōu)化功能是UE釋放時(shí)，發(fā)送當(dāng)前小區(qū)信息給核心網(wǎng)作為尋呼UE時(shí)發(fā)送消息的推薦小區(qū)，這樣核心網(wǎng)在下次尋呼中可以攜帶尋呼發(fā)送的小區(qū)列表，那么尋呼消息僅會(huì)在這些小區(qū)發(fā)送，而不是在這個(gè)跟蹤區(qū)（TAC）發(fā)送。

（4）尋呼策略改為基站級(jí)尋呼。