LTE版本12中的MTC增强：

具有降低的数据速率能力的新UE类别、修改的半双工操作和具有仅一个接收天线的设备的可能性；还包含一种新的省电模式，降低设备能耗；

数据速率能力和UE类别0：

版本12引入的新的、更低速率的UE类型，被标记为类别0；
对于UE类别0，对于上行链路和下行链路，该限制被设置为1000bit；

传输块大小的1000bit限制仅对用户数据传输；

类别0不包括对空间复用的支持；
类别0设备必须支持全载波带宽，即高达20MHz；

类型B半双工操作：

版本12引入半双工类型B，是专门针对类别0设备；

半双工类型B通过指定设备不期望在上行链路子帧之前接收最后一个下行链路子帧，或者在上行链路子帧之后不接收第一个下行链路子帧；从而允许下行链路接收和上行链路传输之间大得多的空闲时间；

半双工类型B允许在发射机和接收机之间更多的重用RF功能，降低类别0设备复杂性；

具有单接收天线的设备的可能性：

对于UE类别0设备，性能要求使得它们可以在设备侧仅使用单个接收天线来实现；

省电模式：

功率节省模式PSM；

接入PSM类似于关闭电源，不同之处在于，设备保持在网络中注册，并且不需要重新连接或重新建立PDN（分组数据网络）连接；

已经进入PSM的设备不能被网络连接，并且重新建立连接必须由设备发起；

LTE版本13中MTC的增强：eMTC：

eMTC的主要增强：
允许进一步降低设备成本；
扩展了低速率大规模MTC设备的覆盖范围；
器件侧的更窄RF带宽；
对下行链路和上行链路进行大量重复；
扩展DRX。

将传输块大小限制为1000bit，不支持空间复用，半双工类型B操作以及在设备侧进行单天线接收的可能性对于版本13的eMTC也是有效的；

窄带操作：

整个带宽载波被分成多个窄带，每个窄带在频域中包含6个资源块；
在给定时刻，eMTC设备只能在对应于单个窄带，即6个连续资源块的带宽上进行发送；

在给定时刻，eMTC设备只能在对应于单个窄带的带宽上接收；
虽然eMTC设备只能发送/接收单个窄带，但是设备应该能够在子帧之间切换窄带；

假设在下行链路子帧之间的接收机重新调谐发生在子帧开始处的控制区域期间；

上行链路子帧之间发射机重新调谐的时间可以通过在重新调谐之前不发送最后一个符号或在重新调谐之后不立即发送第一个符号来达到；

通过重复的覆盖增强：

为低速率MTC应用实现显著扩展的覆盖；

eMTC通过降低数据速率来扩展覆盖范围；关键任务是要确保：
可以以足够的效率提供较低的数据速率；对于建立和保持连接所需的不同控制信道和信号，有足够覆盖；

注意：
由于RF复杂性的原因，假设eMTC器件最大输出功率限制为20dBm；
使用单天线接收意味着下行链路性能的损失，这种损失必须通过下行链路覆盖增强来补偿；
不同的LTE信道和信号不完全平衡，因为它们没有完全相同的覆盖；
某些信号和信道，仅在载波带宽的一部分上传输，并且通常假设与其他传输共享整个基站功率；
扩展eMTC设备覆盖范围的主要工具是使用多子帧重复；

eMTC的两种覆盖增强模式：
覆盖增强模式A（CE模式A）针对相对适度的覆盖增强；
覆盖增强模式B（CE模式B）瞄准更广泛的覆盖增强。

CE模式B支持更多的重复次数；

CE模式A目的是补偿由于eMTC设备的单天线接收而导致的较低eMTC设备输出功率和劣化的接收机性能；
CE模式B提供全覆盖扩展，直到达到比最大耦合损耗高15dB；

重复在连续子帧中进行；网络通过eMTC特定的系统信息提供的位图将某些子帧显式的配置为不可用于重复（无效子帧）；在FDD情况下，无效子帧的集合在下行链路和上行链路独立的配置；

无效子帧的存在不会减少重复的次数，而是简单的延长执行整个重复的时间；

CE模式A，可以配置为从Nhop=1（每个子帧间的跳频）到Nhop=8（每8个子帧间的跳频）；CE模式B，可以配置为Nhop=2到Nhop=16；

跳频时刻对于小区内的所有跳频eMTC设备是共同的，并且取决于绝对子帧号，这个绝对子帧号是从具有等于0的帧号SFN的帧中的第一子帧开始计数的；

跳频块长度Nhop和跳频偏移是针对下行链路和上行链路单独配置的小区特定参数，并且还分别针对CE模式A和CE模式B来配置；

下行链路传输：PDSCH和MPDCCH：

常规下行链路数据传输在PDSCH上执行，PDCCH提供相关联的控制信令；在子帧 控制区域发送PDCCH；

新的物理控制信道MPDCCH提供用于eMTC设备的DCI；MPDCCH可以被看作是EPDCCH扩展以支持窄带操作和通过重复覆盖扩展；

对于eMTC设备，PDSCH/MPDCCH传输的起始点是半静态的，并且假定仅在非常慢的基础上改变；

下行链路传输模式：

传输模式1、2、6、9适用于eMTC设备；

由于eMTC设备不支持多层传输，所以在eMTC的情况下，传输模式9限于单层预编码；

PDSCH/MPDCCH重复：

应用于PDSCH的重复具有非常宽范围的重复数；范围从单次传输（Nrep=1）到2048次重复（Nrep=2048）；PDSCH重复数基于半静态配置和动态选择的组合；

对于覆盖增强模式，网络在小区级别上配置一组可能的重复次数，由CE模式A的4个不同值和CE模式B的8个不同值组成；

应用于MPDCCH传输的重复数基于每个传输的半静态配置和动态选择的组合；

网络配置来自集合{1，2，4，8，16，32，64，128，256}的MPDCCH重复的最大数Rmax，并将其广播为eMTC特定的系统信息的一部分；网络从集合{Rmax，Rmax/2，Rmax/4，Rmax/8}中动态的选择用于特定MPDCCH传输的实际重复次数；

关于MPDCCH重复的数目的信息在MPDCCH本身内承载；

PDSCH调度：

下行链路调度分配是子帧内部；意味着在某个子帧中PDCCH或EPDCCH上提供的调度分配对应于相同子帧中的PDSCH传输；

eMTC设备的调度分配是子帧间；考虑到MPDCCH和PDSCH的重复可能性，在子帧n中结束的MPDCCH上的调度分配对应于在子帧n+2中开始的PDSCH传输；

为确定PDSCH传输开始的子帧，设备必须知道对应的MPDCCH传输的最后一个子帧；

通过在EPDCCH上承载的一组新的DCI格式用于eMTC设备的DCI；

DCI格式6-1A和格式6-1B用于调度PDSCH的传输；
DCI格式6-1A用于对在CE模式A中运行的设备的调度分配；
CDI格式6-1B用于在CE模式B中运行的设备的调度分配；

对于DCI格式6-1A，资源块指示符由5bit组成，能够指向窄带的6个资源块内的任何一组连续资源块；
对于DCI格式6-1B，资源块指示符由指示两组连续资源块的单个比特组成：
窄带内的所有6个资源块；资源块0-3，即四个连续的资源块；

CE模式A，可以通过调度分配中的跳频标志在每个传输的基础上动态的禁用跳频；
CE模式B，不能动态的禁用跳频；

下行链路混合ARQ：

eMTC的下行链路HARQ是异步自适应的；意味着网络可以在任何时间进行重传，并且可以与先前的传输使用不同的频率资源；

eMTC下行链路HARQ往返为10个子帧；

上行链路传输：PUSCH和PUCCH：

在PUSCH物理信道上执行常规上行链路数据传输，而通过PUCCH物理信道提供上行链路控制信令；

针对PUSCH和PUCCH的扩展覆盖的重复的可能性；
具有自适应和异步重传混合ARQ的修改。

PUSCH的重复，网络配置一组可能的重复数，每个集合由CE模式A和CE模式B的4个和8个不同重复数组成，然后，从配置的集合的4/8个值中，网络动态的选择用于上行链路PUSCH传输的实际重复数目；

在重新调谐之前的最后一个子帧和重新调谐之后的第一个子帧中发送PUSCH，则PUSCH子帧的两个符号用于重新调谐；

PUSCH调度：

使用两种新的DCI格式在MPDCCH上携带eMTC设备的上行链路调度许可；

DCI格式6-0A用于对在CE模式A中操作的设备的调度授权；包含DCI格式0类似信息，还有PUSCH和MPDCCH重复相关的信息扩展：
①允许动态启用/禁用PUSCH跳频的频率标志；
②异步上行链路HARQ所需的HARQ进程号；
③调度的PUSCH的重复次数；
④MPDCCH传输的重复次数。

DCI格式6-0B用于对在CE模式B中操作的设备的调度许可；

对于用于CE模式A的DCI格式6-0A，资源块指示符由5bit组成，因此能指向窄带的6个资源块内的连续资源块的任何组合；

对于用于CE模式B的DCI格式6-0B，资源块指示符由8组连续资源块的3bit组成，因此在可以分配的资源块的组合中存在一些限制；

CE模式A的情况下，可以通过调度许可中的跳频标志来动态的禁用跳频；

上行链路混合ARQ：

LTE上行链路混合ARQ是同步非自适应的；

1bit的混合ARQ确认在下行链路PHICH物理信道上传送，在对于要确认的上行链路PUSCH传输的特定时刻发送；

取决于检测到的混合ARQ确认，在特定相对时刻，在先前传输之后的8个子帧处进行重传；

在与原始传输相同的频率资源上执行重传；

由于PHICH是跨越整个载波带宽的带宽传输，所以其不能由窄带eMTC设备接收；

对于eMTC设备，明确的调度上行链路重传；eMTC上行链路重传也是异步的；

由于异步HARQ，用于eMTC设备的调度许可还包括HARQ过程指示符；
对于CE模式A，总共有8个HARQ过程；对于CE模式B，被限制为两个HARQ过程；

PUCCH：

UCI，包括CSI报告、调度请求和混合ARQ确认，在PUCCH物理信道上承载；每个PUCCH传输覆盖一个子帧，并且在频率上位于载波的边缘，在时隙上具有跳频；

不是所有PUCCH格式都需要支持eMTC，在FDD情况下仅支持PUCCH格式1、1A和2；在TDD情况下支持PUCCH格式2A；

重复可用于PUCCH传输：
对于CE模式A，重复次数可以是1、2、4、8；
对于CE模式B，重复次数可以是4、8、16、32；
不能动态的改变PUCCH的重复数目；
在eMTC中PUCCH的跳频是以Nhop个子帧的块执行的；

上行功率控制：

eMTC设备的上行功率控制与CE模式不同而不同：
1、在覆盖扩展模式A情况下，上行功率控制基本上与非eMTC设备相同；在eMTC设备的情况下，在DCI格式6-0A（上行链路调度许可）和6-1A（下行链路调度分配）内提供功率控制命令；

2、在覆盖扩展模式B的情况下，假定在最严重的传播条件下使用的，对于PUCCH和PUSCH传输，发射功率总是被设置为最大的每载波传输功率

同步信号和BCH：

LTE同步信号PSS/SSS和PBCH被限制在载波中心的72个子载波内；

同步信号对于eMTC设备没有改变，这些信号在时间上不变化，可以通过使设备在搜索PSS/SSS是使设备积累更长时间来实现扩展覆盖；

编码的BCH被映射到4个连续帧的第一个子帧，PBCH在第二时隙的前4个OFDM符号内发送；在总共16个OFDM符号上发送每个BCH传输块；

为了扩展覆盖，PBCH被重复因子5，每个BCH传输块在总共80个OFDM符号上发送；

对于FDD，子帧0的4个OFDM符号在子帧0中的5个附加符号和前一帧的子帧9的11个符号中重复，每个符号重复4次；对于TDD，PBCH同样在子帧0和子帧5中发送；

系统信息块：

MIB仅包含少量系统信息，而系统信息主要部分包括在不同的系统信息块SIB；

传统SIB1可以具有超过6个资源块的带宽，并且由高达2216bit组成，因此不能被限制为1.4MHz带宽和1000bit最大传输块大小的eMTC设备接收；因此引入了一个新的SIB1，称为SIB1带宽减少SIB1-BR；

SIB1-BR在6个资源块上发送，并且每80ms间隔重复多次；

对于SIB1-BR，在80ms周期期间，重复在时间上等间隔：
对于重复因子4，SIB1-BR每个第二帧在一个子帧中传输；
对于重复因子8，SIB1-BR每帧在一个子帧中传输；
对于重复因子16，SIB1-BR每帧在两个子帧中传输。

SIB1-BR重复因子（4、8、16）和传输快大小（6种）的信息包括在MIB种，使用原始10个备用比特中的5个；

随机接入：

四步骤：
1、上行前导码传输；
2、下行随机接入响应；
3、移动端身份的上行传输；
4、争用解决消息的下行传输。

随机接入资源由一个频率块组成，这个频率块对应于在一组子帧中出现的6个资源块；每个小区中有一个PRACH配置定义：
①前导码格式；
②用于PRACH传输的确切频率资源；
③可以传送PRACH的子帧的确切集合。

对于前导码传输，设备从可用前导码集合中选择前导码并以指定的功率发送；

对于eMTC设备，可以定义多达4个不同的随机接入CE级别，每个与其自己的PRACH配置和相应的PRACH资源相关；

每个CE级别还与一个特定重复数目相关联，这个特定重复数目指示要用于前导码传输的重复数目；

每个激活的eMTC设备配置有一个CE模式，会限制执行多少次重复，并且确定数目DCI格式是有效的；

CE模式A，如果最近的PRACH传输使用与CE级别0或1相关联的资源；
CE模式B，如果最近的PRACH传输使用与CE级别2或3相关联的资源。

扩展DRX：

第一个版本，DRX周期被限制在256帧或2.56s；

在扩展的DRX中，对于处于连接状态的设备，DRX周期可以扩展到对应于10.24s的1024个帧；对于空闲状态的设备，DRX周期可以扩展到对应于2621.44s的262144帧；

窄带物联网（NB-IoT）：

NB-IoT的关键要求是它应该是真正的窄带，RF带宽在200KHz或更小，以便能在逐个载波的基础上用NB-IoT载波替换GSM载波；

要求NB-IoT除了能够部署在LTE保护频带之外，还应该能够在LTE载波内高效共存；

NB-IoT下行链路应当具有与LTE对准的物理层结构，具有15KHz的子载波间隔的OFDM；

NB-IoT部署模式：

三种NB-IoT部署模式：
在自己的频谱中部署，独立部署；
部署在LTE载波的保护频段内，保护频带部署；
在LTE载波内部署，带内部署。

下行数据传输：

在下行链路NB-IoT具有15KHz的子载波间隔和与LTE相同的基本时域结构；
每个NB-IoT载波由12个子载波组成；每个NB-IoT载波对应于频域中的单个LTE资源块；

在独立和保护频带部署下，整个资源块可用于NB-IoT传输；

在带内部署下，NB-IoT传输将避免把NB-IoT载波部署在LTE载波的控制区域；

带内NB-IoT载波上的传输还应该避免使用部署了NB-IoT载波的LTE载波上的CRS传输相对应的资源元素；

NB-IoT下行数据传输基于两个信道：
携带调度消息的窄带PDCCH（NDPCCH）；
承载实际下行链路传输信道数据的窄带PDSCH（NPDSCH）。

NB-IoT的下行链路调度分配是子帧间调度；

用于下行链路数据的信道编码使用与LTE的下行链路控制信令中相同的尾比特卷积码，可降低信道解码复杂度；NB-IoT下行链路调制限于QPSK；

NB-IoT支持一个或两个天线端口进行传输；在2天线端口情况下，使用LTE传输模式2；

上行传输：

两种模式：
基于15KHz子载波间隔的一种模式；
基于3.75KHz子载波间隔的一种模式。

15KHz，上行链路传输可以在1、3、6、12个子载波上执行，其中在12个子载波上的传输对应于完整的NB-IoT载波带宽；
12个子载波上传输时，时域中的最小调度粒度为1ms；

在3.75KHz子载波间隔的情况下，在NB-IoT上行链路带宽内可以有48个子载波，每个上行链路传输仅由单个子载波组成；因此，3.75KHz上行链路模式仅支持非常低的上行链路数据速率；
3.75KHz的上行模式，时域调度粒度是16个时隙或32ms；

NDPCCH传输与对应上行传输之间的时间偏移可以动态的变化；

对于NB-IoT，用于UL-SCH的信道编码，使用与LTE相同的Turbo编码；

在多个子载波上传输的情况下，上线链路调制基于QPSK，单个子载波传输情况下，调制可使用Π/4-QPSK或Π/2-QPSK；

在调制之后，使用与LTE上行链路相同的DFT预编码，单个子载波传输，DFT无效；

NB-IoT相同信息：

NB-IoT系统信息两部分：
MIB，在特殊物理信道NPBCH上传输；
SIB，基本上会与任何其他下行链路数据相同的方式发送。

关于SIB1的调度信息在MIB中提供；而在SIB1上提供剩余SIB的调度信息；

在每个帧的子帧0中发送NPBCH，总共64个子帧上发送，所以NPBCH的TTI为640ms；

NPBCH传输要：
避免子帧的前3个符号；
避免LTE CRS的可能位置。

可以使设备在不知大NB-IoT载波是否部署在带内的情况下检测和解码相应的系统信息；