NB-IoT核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)流程復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、精品文檔精品文檔核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)流程3GPP 23.401中對(duì)于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（Celluar In ternet of Thi ngs,CloT義的，蜂窩網(wǎng)絡(luò)支持低復(fù)雜度和低吞吐率的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)同時(shí)支持IP業(yè)務(wù)（非IP的業(yè)務(wù)指的是站在EPS的角度來(lái)看的一些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),APN）。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，小包數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸將成為應(yīng)用的典型特征。因此，對(duì)于核心網(wǎng)而言，基于物聯(lián)網(wǎng)的這種小數(shù)據(jù)，短時(shí)延傳輸模式進(jìn)行了一些協(xié)議流程方面的優(yōu)化。這種優(yōu)化方式包含了兩種模式，一種是基于用戶面?zhèn)鬏斢脩魯?shù)據(jù)，而另一種是將用戶數(shù)據(jù)封裝在了NAS層消息里的控制面?zhèn)鬏敺绞?，這種方式減少很多控制面的信令開(kāi)銷。PDN連接可以采取控制

2、面CIoT核心網(wǎng)承載優(yōu)化方式處理，或者也可以采取用戶面CIoT核心網(wǎng)承載優(yōu)化方式處理。相比傳統(tǒng)PDN連接需要使用S1-U接口進(jìn)行傳輸，這里S11-U也可以被用來(lái)傳輸小包數(shù)據(jù)。CIoT的數(shù)據(jù)可以包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的狀態(tài)信息以及測(cè)量數(shù)據(jù)。5G當(dāng)中支持物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的MME可能有這么幾種支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ?MME支持控制面CIoT數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式，MME支持用戶面CIoT數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式，支持傳統(tǒng)的S1-U數(shù)據(jù)傳輸模式。同時(shí)也包括了一些特殊的核心網(wǎng)功能，比如）是短短一句話定盡管還是會(huì)被分配SGSMServing精品文檔精品文檔是否支持無(wú)需聯(lián)合附著的SMS消息傳輸，精品文檔精品文檔是否支持沒(méi)有PDN連接的

3、附著，是否支持控制面CloT數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式的包頭壓縮。對(duì)于支持NB-loT的終端，網(wǎng)絡(luò)側(cè)應(yīng)該提供控制面CloT數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式的功能，對(duì)于S1-U傳統(tǒng)用戶面數(shù)據(jù)傳輸模式并不屬于CloT的數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式范疇，但是支持用戶 面CloT數(shù)據(jù)優(yōu)化傳輸模式功能的UE也需要能夠支持S1-U模式。UE會(huì)通過(guò)ATTACH/TAU請(qǐng)求中附帶消息體Preferred and SupportedNetwork Behaviour與網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行協(xié)商。值得一提的是，這種核心網(wǎng)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化機(jī)制并不僅僅限于低復(fù)雜度，低吞吐率的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。用戶面CloT核心網(wǎng)優(yōu)化功能可以無(wú)需像傳統(tǒng)LTE大網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求建立一樣，通

4、過(guò)NAS層消息Service Request觸發(fā)一些列的接入網(wǎng)流程作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)某休d。但是這里有個(gè)前提，就是UE與網(wǎng)絡(luò)之間的RRC連接處于掛起狀態(tài)，這也意味著UE與網(wǎng)絡(luò)側(cè)的 接入網(wǎng)承載和接入網(wǎng)安全上下文已經(jīng)協(xié)商分配好了。通過(guò)掛起流程，在UE轉(zhuǎn)為ECM-IDLE過(guò)程中，UE與eNodeB分別存儲(chǔ)了接入層相關(guān)信息以及承載上下文，同時(shí)MME存儲(chǔ)了與S1AP和核心網(wǎng)承載相關(guān)的上下文，可以說(shuō)“掛起”流程是一種“睡眠”機(jī)制，并不把UE連接建立相關(guān)信息刪除。精品文檔精品文檔控制面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式下的用戶面協(xié)議棧PDCPS1APRLCSCTPJPMAC1211UGTP-u刖臚UOPSCTPRPIPL2L2

5、1111-1P Jrr I-rPtiPnlPNASRLCMMEUDPIP51SGi精品文檔精品文檔從核心網(wǎng)控制面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式下的用戶面協(xié)議棧結(jié)構(gòu)中可以看出與典型LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中用戶面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)在協(xié)議架構(gòu)中的不同。UE與MME之間通過(guò)NAS層信令之間傳輸數(shù)據(jù)，而LTE系統(tǒng)中S1接口的GTP-u傳輸隧道協(xié)議后移到S11接口中作為用戶面數(shù)據(jù)傳 輸協(xié)議。在控制面數(shù)據(jù)傳輸模式下，UE上行數(shù)據(jù)包和相應(yīng)的EPS Bearer ID（EBI）被封裝在NAS DATA PDU中，通過(guò)S1-AP初始UE消息傳遞，MME在收到了初始消息后可以與SGW/PGW協(xié)商傳遞上行數(shù)據(jù)，同時(shí)并行的觸發(fā)核心網(wǎng)移動(dòng)性以及會(huì)話管理

6、流程，比如鑒 權(quán)和安全涉及流程。相對(duì)比而言，如果此時(shí)有來(lái)自于SGW/PGW的下行數(shù)據(jù)，則需要在MME緩存，等待EMM和ESM流程完畢之后進(jìn)行傳遞。對(duì)于接入側(cè)通過(guò)NB-loT技術(shù)建立連接，并且觸發(fā)原因是MO Exception Data，MME需要將此觸發(fā)原因告知SGW。這里 其實(shí)表達(dá)了一層邏輯，上行NAS PDU數(shù)據(jù)和上行NAS信令流程可以在MME進(jìn)行分離，數(shù)據(jù)通過(guò)S11接口傳出去，NAS鑒權(quán)安全流程可以并發(fā)進(jìn)行，而下行的NAS PDU數(shù)據(jù)則需要等待NAS鑒權(quán)安全流程結(jié)束之后才能繼續(xù)下發(fā)eNodeB。在UE與MME采取控制面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式下，即UE處于連接態(tài)下，如果需要通過(guò)建立用戶面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)

7、， 可以采取傳統(tǒng)S1-U模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或者采取用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸 模式，如果MME決定采取S1-U模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，UE就不需要重新發(fā)起Service Request， 并通過(guò)后續(xù)的初始上下文請(qǐng)求告知eNodeB相關(guān)承載信息，包括安全上下文，信令連接ID，EPS承載QoS參數(shù)，S1連接標(biāo)識(shí)等。如果采取用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式，UE需要發(fā)起控制面Service Request申請(qǐng)S1-U承載。不管控制面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式，用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸模式，還是S1-U數(shù)據(jù)傳輸模式，相應(yīng)的PDN連接需要建立，而與之相應(yīng)的EPS bearer也需要有MME進(jìn)行分配建立。精品文檔精品文檔處于CP數(shù)據(jù)傳輸模式下的連

8、接態(tài)UE轉(zhuǎn)為UP模式或者S1-U模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸NAS信令流程精品文檔精品文檔Ji tan I 341 7AS indin-jiinnJIXJULbhiticnt fw utcr planeStop T3417SKK)AS iixlic-itwfi abcHUIxflcvr cxtatklivliinciil ten uv/r plmic Stop T34 11OR-E第TEIQ箕1：忠皆I匸I亂QI 1 FTAS indiT14l7對(duì)于采取控制面或者用戶面的CloT數(shù)據(jù)傳輸模式，則是通過(guò)CONTROL PLANESERVICE REQUEST進(jìn)行，區(qū)別在于對(duì)于CP模式，CPSR中包括了UE中

9、需要通過(guò)NAS信 令封裝傳送的數(shù)據(jù)，以ESM DATA TRANSPORT消息的形式封裝在ESM messagecontainer IE中傳送。而對(duì)于之前提及到的在CP模式連接態(tài)下轉(zhuǎn)為UP模式數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程或者UE在IDLE態(tài)有數(shù)據(jù)需要傳送，可以通過(guò)CPSR發(fā)起建立用戶面數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化模式， 與CP模式區(qū)別的是，NAS消息不攜帶任何與數(shù)據(jù)相關(guān)的消息體，既不包含ESM messagecon tai ner IE也不包含NAS message con tai ner IE，同時(shí)將active flag置為1。如果MMEUEMMEStart 73417CONTROL PLAUE SERVICE REQ

10、UESTSMirity ftntelBd.NAS messgeAnpTUl?SartT3417- OR-COKIRCL PLANE SERVICE REQUESTStDpT1417SMT3417StartTMl?精品文檔精品文檔接受該流程，在完成一些EMM（核心網(wǎng)移動(dòng)性管理）公共流程后（比如鑒權(quán)，安全模式等 等），將EPS bear上下文相關(guān)信息關(guān)聯(lián)，向UE發(fā)送SERVICE ACCEPT消息，表示該流程 成功完成?？梢愿爬ǖ睦斫釹ERVICE ACCEPT是對(duì)通過(guò)NAS層控制面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)的確認(rèn)， 如果需要為UE的上下行數(shù)據(jù)再建立用戶面承載，則不需要通過(guò)任何NAS信令再予以確認(rèn)。 在MME發(fā)送S

11、ERVICE ACCEPT之前如果有下行數(shù)據(jù)需要通過(guò)控制面進(jìn)行發(fā)送，則先保證 下行數(shù)據(jù)傳遞出去。從這里NAS信令流程可以歸納幾點(diǎn)核心網(wǎng)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路1 1、數(shù)據(jù)優(yōu)先，如果通過(guò)控制面承載，先于確認(rèn)信息將待發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送出去；2 2、新增SERVICESERVICE ACCEPACCEPT T是為了確認(rèn)CPSCPSR R請(qǐng)求的， 對(duì)于通過(guò)用戶面承載發(fā)送數(shù)據(jù)， 則 無(wú)需SERVICESERVICEACCEPTACCEPT 再確認(rèn)，應(yīng)為兩個(gè)為不同的面（控制面，用戶面），可以沒(méi)有嚴(yán)格 的時(shí)間順序；3 3、相比 LTELTE 大網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路，一切都由網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)度，為了保證傳數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延，物聯(lián)網(wǎng)的終端在一定程度上參與發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸模式選擇， 這對(duì) UEUE 設(shè)計(jì)更多了一些靈活性。而相比 LTELTE 網(wǎng)絡(luò)單一的交互流程則更加豐富，為了物聯(lián)網(wǎng)低時(shí)延，大容量的設(shè)計(jì)目標(biāo)更加契合， 但是站在解讀協(xié)議或者分析網(wǎng)絡(luò)實(shí)際問(wèn)題的角度來(lái)看，可能會(huì)覺(jué)得更加復(fù)雜多變。為了應(yīng)對(duì)大量物聯(lián)網(wǎng)連接對(duì)于核心網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷帶來(lái)的沖擊，核心網(wǎng)對(duì)設(shè)備的上下行數(shù)據(jù)包還進(jìn)行了流控機(jī)制。這里包含兩種兩種流控，一種是服務(wù)PLMN網(wǎng)絡(luò)流控，另一種是APN流控，