1、精品文檔精品文檔核心網關鍵技術流程3GPP 23.401中對于蜂窩物聯(lián)網（Celluar In ternet of Thi ngs,CloT義的，蜂窩網絡支持低復雜度和低吞吐率的物聯(lián)網設備。蜂窩物聯(lián)網同時支持IP業(yè)務（非IP的業(yè)務指的是站在EPS的角度來看的一些非結構化數據,APN）。對于物聯(lián)網，小包數據業(yè)務傳輸將成為應用的典型特征。因此，對于核心網而言，基于物聯(lián)網的這種小數據，短時延傳輸模式進行了一些協(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)鬏斢脩魯祿硪环N是將用戶數據封裝在了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銷。PDN連接可以采取控制

2、面CIoT核心網承載優(yōu)化方式處理，或者也可以采取用戶面CIoT核心網承載優(yōu)化方式處理。相比傳統(tǒng)PDN連接需要使用S1-U接口進行傳輸，這里S11-U也可以被用來傳輸小包數據。CIoT的數據可以包括物聯(lián)網應用的狀態(tài)信息以及測量數據。5G當中支持物聯(lián)網數據通信的MME可能有這么幾種支持數據傳輸的模式,MME支持控制面CIoT數據優(yōu)化傳輸模式，MME支持用戶面CIoT數據優(yōu)化傳輸模式，支持傳統(tǒng)的S1-U數據傳輸模式。同時也包括了一些特殊的核心網功能，比如）是短短一句話定盡管還是會被分配SGSMServing精品文檔精品文檔是否支持無需聯(lián)合附著的SMS消息傳輸，精品文檔精品文檔是否支持沒有PDN連接的

3、附著，是否支持控制面CloT數據優(yōu)化傳輸模式的包頭壓縮。對于支持NB-loT的終端，網絡側應該提供控制面CloT數據優(yōu)化傳輸模式的功能，對于S1-U傳統(tǒng)用戶面數據傳輸模式并不屬于CloT的數據優(yōu)化傳輸模式范疇，但是支持用戶 面CloT數據優(yōu)化傳輸模式功能的UE也需要能夠支持S1-U模式。UE會通過ATTACH/TAU請求中附帶消息體Preferred and SupportedNetwork Behaviour與網絡能力進行協(xié)商。值得一提的是，這種核心網對于數據傳輸的優(yōu)化機制并不僅僅限于低復雜度，低吞吐率的物聯(lián)網應用。用戶面CloT核心網優(yōu)化功能可以無需像傳統(tǒng)LTE大網數據業(yè)務請求建立一樣，通

4、過NAS層消息Service Request觸發(fā)一些列的接入網流程作為數據業(yè)務傳輸的承載。但是這里有個前提，就是UE與網絡之間的RRC連接處于掛起狀態(tài)，這也意味著UE與網絡側的 接入網承載和接入網安全上下文已經協(xié)商分配好了。通過掛起流程，在UE轉為ECM-IDLE過程中，UE與eNodeB分別存儲了接入層相關信息以及承載上下文，同時MME存儲了與S1AP和核心網承載相關的上下文，可以說“掛起”流程是一種“睡眠”機制，并不把UE連接建立相關信息刪除。精品文檔精品文檔控制面優(yōu)化數據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控制面優(yōu)化數據傳輸模式下的用戶面協(xié)議棧結構中可以看出與典型LTE系統(tǒng)網絡中用戶面?zhèn)鬏敂祿趨f(xié)議架構中的不同。UE與MME之間通過NAS層信令之間傳輸數據，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據傳 輸協(xié)議。在控制面數據傳輸模式下，UE上行數據包和相應的EPS Bearer ID（EBI）被封裝在NAS DATA PDU中，通過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)商傳遞上行數據，同時并行的觸發(fā)核心網移動性以及會話管理

6、流程，比如鑒 權和安全涉及流程。相對比而言，如果此時有來自于SGW/PGW的下行數據，則需要在MME緩存，等待EMM和ESM流程完畢之后進行傳遞。對于接入側通過NB-loT技術建立連接，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 其實表達了一層邏輯，上行NAS PDU數據和上行NAS信令流程可以在MME進行分離，數據通過S11接口傳出去，NAS鑒權安全流程可以并發(fā)進行，而下行的NAS PDU數據則需要等待NAS鑒權安全流程結束之后才能繼續(xù)下發(fā)eNodeB。在UE與MME采取控制面優(yōu)化數據傳輸模式下，即UE處于連接態(tài)下，如果需要通過建立用戶面?zhèn)鬏敂祿?/p>

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

8、接態(tài)UE轉為UP模式或者S1-U模式進行數據傳輸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對于采取控制面或者用戶面的CloT數據傳輸模式，則是通過CONTROL PLANESERVICE REQUEST進行，區(qū)別在于對于CP模式，CPSR中包括了UE中

9、需要通過NAS信 令封裝傳送的數據，以ESM DATA TRANSPORT消息的形式封裝在ESM messagecontainer IE中傳送。而對于之前提及到的在CP模式連接態(tài)下轉為UP模式數據傳輸的過程或者UE在IDLE態(tài)有數據需要傳送，可以通過CPSR發(fā)起建立用戶面數據傳輸優(yōu)化模式， 與CP模式區(qū)別的是，NAS消息不攜帶任何與數據相關的消息體，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（核心網移動性管理）公共流程后（比如鑒權，安全模式等 等），將EPS bear上下文相關信息關聯(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是對通過NAS層控制面?zhèn)鬏敂祿拇_認， 如果需要為UE的上下行數據再建立用戶面承載，則不需要通過任何NAS信令再予以確認。 在MME發(fā)送S

11、ERVICE ACCEPT之前如果有下行數據需要通過控制面進行發(fā)送，則先保證 下行數據傳遞出去。從這里NAS信令流程可以歸納幾點核心網對于物聯(lián)網技術的優(yōu)化設計思路1 1、數據優(yōu)先，如果通過控制面承載，先于確認信息將待發(fā)數據發(fā)送出去；2 2、新增SERVICESERVICE ACCEPACCEPT T是為了確認CPSCPSR R請求的， 對于通過用戶面承載發(fā)送數據， 則 無需SERVICESERVICEACCEPTACCEPT 再確認，應為兩個為不同的面（控制面，用戶面），可以沒有嚴格 的時間順序；3 3、相比 LTELTE 大網的設計思路，一切都由網絡控制調度，為了保證傳數據傳輸的時延，物聯(lián)網的終端在一定程度上參與發(fā)起數據傳輸模式選擇， 這對 UEUE 設計更多了一些靈活性。而相比 LTELTE 網絡單一的交互流程則更加豐富，為了物聯(lián)網低時延，大容量的設計目標更加契合， 但是站在解讀協(xié)議或者分析網絡實際問題的角度來看，可能會覺得更加復雜多變。為了應對大量物聯(lián)網連接對于核心網絡的負荷帶來的沖擊，核心網對設備的上下行數據包還進行了流控機制。這里包含兩種兩種流控，一種是服務PLMN網絡流控，另一種是APN流控，