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NB-IoT R14及后续演进的关键技术

发布时间: 2022-03-16 21:33:01

NB-IoT技术以面向下一代网络为演进方向,结合现网应用需求和当前标准版本的不足,主要考虑如下几个方面。

1.NB-IoT R14演进

进一步增强了单用户速率,上行达到150kbit/s左右,下行达到120kbit/s左右;增强了定位功能,支持基于OTDOA(观察到达时间差)的定位技术,定位精度可达50m,减少终端对GPS的依赖,进一步降低成本及功耗;增强多播功能,便于统一高效地进行软件更新等。

2.支持NB-IoT和各RAT间的互操作

NB-IoT和各RAT间的互操作存在多种应用场景,如在移动物联网部署初期,部分地区的无线信号覆盖可能不及大网,此时物联网终端为保证业务的连续性,需要切换至大网;当大网用户进入地下车库、井底等这种大网信号无法覆盖的地区时,需要发送短消息或数据;NB-IoT用户希望使用语音功能等。

此时核心网可通过为NB-IoT规划独立的TAI的方式支持实现各RAT和NB-IoT间的空闲态TAU,同时可以在HSS中签约选择对当前承载的处理方式(维持或去激活)。

3.拥塞控制优化

同类移动物联网业务的话务模型非常相似甚至相同,如抄表类业务,可能在某一时刻数据出现井喷式的增长,从而引起网络拥塞,现有的基于PLMN和APN的拥塞控制方式对这种拥塞无法控制。物联网用户多是采用控制面优化方案进行数据传输,所以一旦发生拥塞不仅会影响数据的传输,还有可能危及信令的传输。

针对以上情况,在用控制面优化方案传输数据时,网络侧引入退避计时器(back-off timer),MME随机生成一个退避值,在NAS消息中发送UE,UE收到后在该计时器生效期间不会发送业务数据;也可由MME判断需要进行拥塞控制时,MME在Overload Start消息中增加对NB-IoT的控制面数据控制的参数,指示eNodeB对UE此类数据进行拥塞控制。

4.覆盖增强优化

移动物联网的覆盖增强技术是实现广覆盖的重要手段之一,但是会占用大量的无线和网络资源,因此,可以通过在核心网控制用户是否使用该功能来降低资源的开销。

技术方案包括两种:

1)在HSS中增加用户能否使用覆盖增强功能的签约(Enhanced CoverageAllowed参数),并下发给MME,由MME在Attach/TAU Accept消息或寻呼消息中将该参数传递给UE。

2)MME根据从HSS获得UE覆盖增强的相关信息判断该用户是否允许使用覆盖增强功能,并将结果下发给eNodeB,由eNodeB在RRC消息中带给UE。

5.QoS控制

由于传统的QoS控制只对数据面报文起作用,而随着移动物联网用户规模的不断扩大,对大量使用控制面优化方案的用户来说,也必将需要支持差异化的QoS控制。

主要的技术方案为,UE在RRC连接建立请求中将S-TMSI带给eNodeB,eNodeB新增UE Context Request流程通过S-TMSI向MME获取用户上下文,从而获取QoS参数。

6.支持定位功能

对于智能穿戴和物流追踪类业务的终端,如果使用控制面优化方案进行数据传输可利用现有的LBS(Location based Servcie,基于位置的业务)服务功能,如果使用用户面优化方案可以利用LCS(Location Service,位置业务)服务功能,用于支持长时间不可达的用户最后位置定位;对暂时不可达的用户可通过MT-LR(Mobile Terminating Location Request,终端终止定位请求),支持周期性的和事件触发的定位服务等。

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