NB-IoT核心网关键技术流程.docx

【NB-IoT核心网关键技术流程】 NB-IoT（ Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）是3GPP标准组织定义的一种专为物联网（IoT）设计的蜂窝网络技术，旨在支持低功耗、广覆盖和低成本的设备连接。在3GPP 23.401规范中，CIoT（Cellular IoT）被定义为针对低复杂度、低吞吐率物联网设备的服务，同时支持IP和非IP业务。 CIoT的关键技术流程主要体现在对物联网小包数据传输的优化，以适应其短时延、低带宽的需求。优化方式分为两种：一是用户面传输，二是控制面传输。用户面传输优化减少了数据传输过程中的延迟，控制面传输则通过将用户数据封装在NAS层消息中，降低了控制面的信令开销。这两种方式可以根据应用场景选择，例如，PDN连接可以通过控制面或用户面的CIoT承载优化进行处理。 在5G网络中，MME（Mobility Management Entity）支持多种数据传输模式，包括控制面和用户面的CIoT数据优化传输，以及传统的S1-U数据传输。此外，MME还需要支持无需联合附着的SMS传输和控制面CIoT数据优化传输的包头压缩等功能。 UE（User Equipment，用户设备）在附着或跟踪区更新（ATTACH/TAU）请求中携带Preferred and Supported Network Behaviour消息，与网络进行能力协商，以确定使用哪种传输模式。用户面CIoT优化功能允许UE在RRC连接挂起状态下直接传输数据，而不必通过Service Request触发接入网流程。在这种挂起状态下，UE、eNodeB和MME分别保存必要的上下文信息，使得“挂起”过程成为一种节能机制。 控制面优化的数据传输模式下，UE与MME之间的数据传输不再通过典型的LTE S1接口的GTP-u隧道，而是通过S1-AP和S11接口进行。上行数据和EPSBearer ID封装在NAS DATA PDU中，由MME转发给SGW/PGW。下行数据则需在完成鉴权和安全流程后才可发送。 当UE通过NB-IoT接入并触发MO Exception Data时，MME需将触发原因告知SGW，实现上行NAS PDU数据和NAS信令流程的分离。在连接态下，若需用户面传输数据，UE可以遵循S1-U模式，或在MME指示下发起Service Request来建立用户面优化的承载。 NB-IoT核心网的关键技术流程着重于提高物联网通信效率和降低能耗，通过控制面和用户面的优化策略，实现了更高效的小数据包传输，并且在网络架构中引入了适应物联网特性的新功能和流程。这些技术改进确保了大规模物联网设备的可靠连接和高效运行，进一步推动了智能城市、智能交通等领域的应用发展。