在Rel-13和Rel-14中，NB-IoT中沒有專用的物理層SR。對於處於連接模式且仍具有上行同步的UE，當UL數據到達且沒有可用的UL-SCH資源時，UE必須發起隨機接入過程以請求UL-SCH資源用於新傳輸。如果引入了專用SR，當UL數據到達時，UE只需要在特定資源中發送SR，就可以請求UL-SCH資源進行新的傳輸。典型的流程如圖1所示。在NB-IoT中，數據量和功率餘量報告（DPR：data volume and power headroom report ）的新MAC CE以Msg3而不是短BSR發送。短BSR稍後用於定期BSR。
如圖1（a）所示，UL數據傳輸的最早機會是在隨機接入過程之後。因此，在這種情況下，專用SR可以節省隨機接入過程步驟，減少UE功耗、接收DPR的延遲，並減少通過空中發送消息的信令。這有利於降低功耗和延遲。此外，由於圖1（a）中的隨機接入過程是基於競爭的，因此競爭的可能性意味著更多的訪問嘗試、更大的延遲和更多的功耗。
作為調度請求，只需要傳輸1位或極少量的信息（當在物理層SR中考慮粗略BSR時）。與Rel-13中的NPRACH設計和NPUSCH format 2設計類似，基於序列的單音傳輸信號是傳輸SR信息的良好解決方案，因為接收機檢測複雜度低，資源開銷低。
現有的NPRACH設計可以作為物理SR信號設計的良好起點。可能需要對NPRACH進行一些修改或變更。例如，應考慮容量影響，以避免對隨機接入傳輸造成較大影響。此外，還應使用現有信號最小化小區間干擾，並且可能需要一些低互相關設計。
物理層SR由處於連接模式的UE觸發，並且網絡不知道小區中的UE的UL數據何時到達。因此，當UE建立RRC連接時，應該為SR傳輸分配預預留資源，並且SR傳輸的機會應該是周期性的。因此，用於物理層SR的資源應當被配置為周期性的，並且UE可以在上行數據到達時使用下一可用資源來發送SR。
然後，需要在上行鏈路載波中保留一些用於SR的周期性上行資源。然而，Rel-15 ue的SR資源可能與傳統ue的一些數據調度重疊。雖然這可以由調度器通過實現來處理，但調度的靈活性可能會受到影響。因此，優選考慮與傳統ue的現有上行傳輸的向後兼容性。
在傳統規範中，NPRACH資源是周期性的，當與RACH資源衝突時，傳統ue的現有NPUSCH傳輸被延遲。因此，使用部分NPRACH資源（例如NPDCCH有序RACH的資源）是一個很好的起點。NPDCCH有序RACH的資源更易於使用，因為對UE發起的NPRACH傳輸沒有影響，並且eNB可以通過調度有序RACH來處理NPDCCH有序觸發的NPRACH前導碼與SR傳輸的衝突。
不同的UE具有不同的覆蓋級別。如果網絡按照最差覆蓋級別分配資源，那麼從更好覆蓋級別的UE的角度來看，將會浪費大量資源。另一方面，如果網絡根據良好的覆蓋級別分配資源，則對於處於不良覆蓋級別的ue，性能無法得到保證。因此，SR傳輸的資源分配應該平衡資源占用和性能。應考慮覆蓋率水平。
在Rel-15中，將引入物理層調度請求（SR）。這可以提高延遲，因為UE將被分配用於SR的專用資源。由於專用資源可以專門針對每個UE進行定製，因此還可以降低功耗。最後，這將減少為此目的必須保留的基於競爭的NPRACH資源量。
對於SR設計，容量非常重要，因為eNB必須能夠容納大量已配置的用戶（儘管在實踐中，很少有用戶可以同時發送調度請求）。從努力的角度來看，重用現有信道是最有效的。可以考慮幾個潛在的信道
- 傳統LTE PUCCH格式1+重複。這將允許18個UE通過CDM在一個PRB中多路復用，並支持eMTC。然而，該設計使用多音傳輸，這將對MPR產生一定影響，從而影響覆蓋範圍。此外，儘管這不需要大量的規範工作，但需要大量的實現工作，因為NB-IoT UE不支持這種格式。
- NPUSCH格式2。這將允許分別使用15或3.75 kHz子載波分離，通過FDM在一個PRB中復用12或48個UE。使用這種格式，UE將享受單音傳輸的好處。規範工作將很小，但容量可能是一個問題，尤其是對於15 kHz的子載波分離。為了提高容量，可以為不同的用戶引入不同的代碼序列。然而，這需要一些規範工作。首先，必須為不同的用戶設計正交序列。第二，當前的DMRS結構不支持針對不同用戶的特定於UE的DMRS多路復用。因此，NPUSCH和DMRS都需要進行一些修改，以支持代碼復用。
- NPRACH。這將允許在一個PRB中多路復用48個ue。規範和實施將非常簡單，可以基於NPDCCH訂單的程序。然而，NPRACH的效率低於NPUSCH格式2，因此性能更差。此外，NPRACH接收機的複雜度明顯高於NPUSCH接收機的複雜度。
從以上討論可以看出，NPUSCH格式2是基線SR傳輸方案最合適的格式。因此，建議在NPUSCH格式2的基礎上，為調度請求引入一種新的NPUSCH格式。
NPUSCH格式3和2之間的一個直接區別是，在沒有發送調度請求時，沒有任何傳輸。因此，與使用BPSK調製的ACK/NACK不同，SR將由來自UE的傳輸的存在或不存在來指示。
在1個PRB內，分別使用15或3.75 kHz子載波分離，通過FDM在一個PRB中復用12或48個UE。對於3.75 kHz子載波間隔，在1個 PRB內有足夠的SR容量。對於15 kHz的子載波間隔，為了提高容量，可以為不同的用戶引入不同的碼域復用。由於當前的DMRS結構允許長度為3的正交碼覆蓋，因此可以將容量增加到每個PRB 36個用戶。這可能是一個吸引人的選項，儘管它需要一些規範工作。注意，碼域復用也可以應用於3.75 kHz的子載波分離，但由於頻率錯誤，性能可能會很差。
自然地，調度請求由更高層配置，並且時頻資源被預先分配給UE。在這種情況下，配置可能包括SR周期、起始子幀幀偏移、頻率位置索引和OCC選擇。由於SR資源是為UE預先配置的，因此可能會發生衝突，並且必須指定發生衝突時的UE行為。由於在Rel-13和Rel-14 ue中不支持SR，因此可以理解，NB-IoT在沒有SR的情況下可以很好地運行，但是SR可以提高延遲和效率。因此，與其他傳輸相比，SR具有較低的優先級是合適的。對於SR和PUSCH之間的衝突，將不需要傳輸SR，並且它可以被丟棄，因為任何BSR都可以作為PUSCH傳輸的一部分進行傳輸。因此，建議在與PUSCH發生碰撞時丟棄SR。
對於SR和NPRACH之間的衝突，SR可以被刪除或延遲。如果刪除SR，則存在一種潛在的錯誤情況，即SR始終與NPRACH重疊，因此一直刪除。然而，這可能被認為是eNB的錯誤配置。如果SR被推遲，這可能會為推遲的傳輸產生潛在的衝突問題，必須由eNB跟蹤。為了簡單起見，因此建議在與NPRACH發生碰撞時丟棄SR。
對於SR和ACK/NACK之間的衝突，一種可能性是將ACK/NACK與SR復用（例如，使用QPSK調製）。這不需要大量的規範工作。然而，性能將受到影響，因為QPSK所需的SNR將高出3 dB。這意味著ACK/NACK可能被錯誤解碼，這具有重大影響。因此，可能需要一些調整技巧（例如增加重複次數）。因此，儘管使用ACK/NACK的SR復用是有益的，但還需要對性能和規範影響進行進一步研究。
調度請求還可能與正在進行或即將進行的DL傳輸發生衝突。對於SR和NPDSCH之間的衝突（例如，在正在進行的NPDSCH傳輸過程中發生的配置SR分配），應丟棄SR。在這種情況下，如果可以支持具有ACK/NACK的SR復用，則UE可以發送具有ACK/NACK的SR。否則，UE可以等待下一次配置的SR分配。
對於SR和NPDCCH搜索空間之間的衝突（例如，在正在進行的NPDCCH搜索空間中間發生的配置SR分配或與搜索空間重疊的正在進行的SR傳輸），應刪除SR。