ICS35.110CCSM1123SpecificationfortechnologyofmobilepiggybacknetworkDB23/T3889—2024I前言 II 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 5移動捎帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 5.1概述 5.2業(yè)務(wù)需求 5.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 6網(wǎng)絡(luò)實體要求 6.1移動捎帶節(jié)點 6.2移動捎帶終端設(shè)備 6.3接入網(wǎng) 6.4管理平臺 7.1接入控制 7.2IP協(xié)議 7.3捎帶節(jié)點移動性管理 7.4移動捎帶傳輸模式要求 7.5管理平臺需求 8.1試驗說明 8.2試驗環(huán)境和配置 8.3試驗步驟 8.4試驗通過準(zhǔn)則 DB23/T3889—2024II前言第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中共黑龍江省委軍民融合發(fā)展委員會辦公室提出并歸口。本文件起草單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)、黑龍江省寬帶無線通信與網(wǎng)絡(luò)重點實驗室、彌綸科技有限公司、黑龍江省儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。本文件主要起草人：孟維曉、何晨光、王喆、陳舒怡、葉亮、韓帥、馬琳、吳塵雨、周暢。DB23/T3889—20241本文件確立了移動捎帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，規(guī)定了移動捎帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實體要求、控制要求，描述了試驗方法。本文件適用于移動捎帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所提供的應(yīng)用、業(yè)務(wù)及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的設(shè)計和技術(shù)開發(fā)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1移動捎帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)mobilepiggybacknetworktechnology利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動節(jié)點將數(shù)據(jù)從終端傳遞至核心網(wǎng)絡(luò)的一種方法。3.2移動捎帶節(jié)點mobilepiggybacknode具有移動性，支持無線通信，能夠執(zhí)行移動捎帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。3.3移動捎帶終端設(shè)備mobilepiggybackterminaldevices移動捎帶網(wǎng)絡(luò)中，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的終端設(shè)備。3.4移動捎帶業(yè)務(wù)mobilepiggybackservice通過移動捎帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)。注：業(yè)務(wù)特點是主要用于上行傳輸，對傳輸延遲具有較高的容忍度。4縮略語下列縮略語適用于本文件。DB23/T3889—20242FTTx：光纖接入（Fiber-to-the-x）IP：互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（InternetProtocol）IPv4：網(wǎng)際協(xié)議第四版（InternetProtocolversion4）IPv6：網(wǎng)際協(xié)議第六版（InternetProtocolversion6）QoS：服務(wù)質(zhì)量（QualityofService）REST：表述性狀態(tài)傳遞（RepresentationalStateTransfer）UI：用戶接口（UserInterface）URI：統(tǒng)一資源標(biāo)識符（UniformResourceIdentifier）xDSL：各種數(shù)字用戶線路（xDigitalSubscriberLine）5移動捎帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5.1概述移動捎帶網(wǎng)絡(luò)實體由移動捎帶終端設(shè)備、移動捎帶節(jié)點、接入網(wǎng)和管理平臺組成，網(wǎng)絡(luò)中的這些實體支持移動捎帶傳輸協(xié)議。移動捎帶協(xié)議允許移動捎帶節(jié)點利用其移動性，通過攜帶和轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將數(shù)據(jù)從移動捎帶終端設(shè)備傳遞至接入網(wǎng)絡(luò)。由于這一傳輸過程利用了現(xiàn)有的交通運輸設(shè)施，不需增加額外的設(shè)備開銷，同時也不改變原有交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，因此稱為移動捎帶。5.2業(yè)務(wù)需求5.2.1移動捎帶業(yè)務(wù)屬性包括：a)支持節(jié)點移動性；b)支持節(jié)點休眠輪替工作的節(jié)能模式；c)支持定制型節(jié)點的數(shù)據(jù)匯報，包括“周期性”“事件驅(qū)動”“查詢”和“持續(xù)性上報”等類d)支持?jǐn)?shù)據(jù)具有不同的優(yōu)先級；e)支持群組分簇管理；f)支持?jǐn)?shù)據(jù)級數(shù)據(jù)融合、特征級數(shù)據(jù)融合或決策級數(shù)據(jù)融合；g)容忍數(shù)據(jù)損失。5.2.2移動捎帶業(yè)務(wù)安全屬性包括：a)接入控制；b)終端入網(wǎng)認(rèn)證；c)數(shù)據(jù)完整性檢驗。5.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)中，移動捎帶終端設(shè)備通常是通信能力有限的低速設(shè)備，位于網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足的地區(qū)，移動捎帶終端設(shè)備產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)中的源數(shù)據(jù)。移動捎帶節(jié)點是具有移動和通信能力的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，典型的移動捎帶節(jié)點包括汽車、火車和無人機等，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯聚與處理。管理平臺則用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中實體設(shè)備的入網(wǎng)認(rèn)證，同時負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)內(nèi)容的管理和計費。移動捎帶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照圖1構(gòu)建。3用戶識別與用戶識別與LoRa遠(yuǎn)距單元數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)平面控制平面用戶無線圖1移動捎帶網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架6網(wǎng)絡(luò)實體要求6.1移動捎帶節(jié)點符合下列要求：a)支持移動捎帶終端內(nèi)部數(shù)據(jù)匯聚并能提供所需要的協(xié)調(diào)；b)支持以2G、3G、4G、5G、xDSL、FTTx、寬帶無線接入、衛(wèi)星/微波等遠(yuǎn)距離通信接入方式的一種或多種；c)支持管理平臺對其進行接入認(rèn)證、業(yè)務(wù)管理和安全管理；d)支持基于不同業(yè)務(wù)下的移動捎帶終端調(diào)度；e)支持管理平臺對節(jié)點運行狀態(tài)等信息的監(jiān)測；f)支持移動捎帶終端的配置與組網(wǎng)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址映射和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能；g)支持網(wǎng)對移動捎帶終端節(jié)點的流量、任務(wù)、內(nèi)容計費；h)支持本地管理用戶賬號的添加、刪除，賬號信息的修改和查詢；i)支持對移動捎帶終端節(jié)點的接入控制、認(rèn)證和授權(quán)。6.2移動捎帶終端設(shè)備符合下列要求：a)支持將數(shù)據(jù)直接或通過移動捎帶終端設(shè)備傳遞到移動捎帶節(jié)點；b)支持移動捎帶節(jié)點、管理平臺對移動捎帶終端設(shè)備的接入認(rèn)證、參數(shù)和軟件配置等；c)支持移動捎帶節(jié)點、管理平臺對移動捎帶終端設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測；d)支持業(yè)務(wù)和設(shè)備安全機制；e)支持獲取移動捎帶終端設(shè)備的流量、任務(wù)、內(nèi)容信息。6.3接入網(wǎng)符合下列要求：a)支持以2G、3G、4G、5G、xDSL、FTTx、寬帶無線接入、衛(wèi)星/微波等遠(yuǎn)距離通信接入方式的一種或多種；b)支持多業(yè)務(wù)流連接；DB23/T3889—20244c)支持多種傳輸速率、時延要求、數(shù)據(jù)包長度下的可靠傳輸和QoS；d)支持對應(yīng)急情況提供高優(yōu)先級接入；e)支持管理平臺安全機制。6.4管理平臺符合下列要求：a)支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理和處理；b)支持設(shè)備入網(wǎng)的認(rèn)證；c)支持對網(wǎng)絡(luò)實體狀態(tài)等信息的監(jiān)測；d)支持對移動捎帶節(jié)點和移動捎帶終端設(shè)備的流量、任務(wù)、內(nèi)容計費；e)支持業(yè)務(wù)參數(shù)和業(yè)務(wù)相關(guān)軟件的配置；f)支持處理和業(yè)務(wù)狀態(tài)的監(jiān)測和控制，并能夠針對業(yè)務(wù)請求對資源做出調(diào)度決策。7控制要求7.1接入控制7.1.1移動捎帶節(jié)點的接入符合IETFRFC49l9IPv6的7.1.2移動捎帶終端設(shè)備的接入移動捎帶終端選擇下述兩種方式中的一種實現(xiàn)接入：a)網(wǎng)絡(luò)接入點控制方式。由網(wǎng)絡(luò)中的接入控制節(jié)點判斷是否允許移動捎帶終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，允許加入后，為其分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接入資源。b)網(wǎng)關(guān)代理方式。當(dāng)移動捎帶終端設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò)時，先要對網(wǎng)關(guān)進行驗證。當(dāng)網(wǎng)關(guān)通過認(rèn)證后，移動捎帶終端設(shè)備向該網(wǎng)關(guān)發(fā)起入網(wǎng)請求。網(wǎng)關(guān)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接入要求或預(yù)配置，對移動捎帶終端設(shè)備進行接入認(rèn)證。其中，預(yù)配置是指在移動捎帶終端設(shè)備加入移動捎帶節(jié)點前已經(jīng)獲得加入網(wǎng)絡(luò)所需的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)并進行了必要的配置。7.1.3移動捎帶終端設(shè)備接入流程移動捎帶終端設(shè)備接入流程見圖2，接入操作步驟如下：a)等待移動捎帶節(jié)點：當(dāng)移動捎帶終端設(shè)備有數(shù)據(jù)發(fā)送時，需等待移動捎帶節(jié)點的到來；b)發(fā)送無線鏈路建立請求：當(dāng)移動捎帶節(jié)點到達移動移動捎帶終端設(shè)備可通信區(qū)域內(nèi)時，與移動捎帶節(jié)點發(fā)送無線鏈路建立請求；c)地址分配與認(rèn)證：當(dāng)移動捎帶節(jié)點收到移動捎帶終端設(shè)備的無線鏈路建立請求后，移動捎帶節(jié)點獲取移動捎帶終端設(shè)備IP地址及其業(yè)務(wù)信息，必要時對移動捎帶終端設(shè)備進行認(rèn)證；d)無線傳輸連接建立：當(dāng)移動捎帶節(jié)點識別移動捎帶終端設(shè)備的身份信息后，向其發(fā)送其可用信道信息，并向移動捎帶終端設(shè)備發(fā)送其移動的信息；e)數(shù)據(jù)上傳：移動捎帶終端設(shè)備將待傳輸?shù)男畔⒎庋b成數(shù)據(jù)幀，并加入業(yè)務(wù)的優(yōu)先級信息，上傳到捎帶節(jié)點上；DB23/T3889—20245f)數(shù)據(jù)校驗：移動捎帶節(jié)點對移動捎帶終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)幀進行校驗，確保接收信號的正確性。如果正確接收進入g如果錯誤接收返回e）。并將重傳記錄次數(shù)增加1次。當(dāng)重傳記錄次數(shù)超過一定閾值后，終止與移動捎帶終端設(shè)備的連接；g)配置移動捎帶方式：移動捎帶節(jié)點根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的QoS需求，基于移動捎帶傳輸協(xié)議，選擇移動捎帶方式；h)移動捎帶終端設(shè)備選擇是否繼續(xù)傳輸：移動捎帶終端設(shè)備成功將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿由訋Ч?jié)點后，可以根據(jù)其QoS需求選擇是否向其他捎帶節(jié)點傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。如果無需傳輸，則進入i否則返回ai)業(yè)務(wù)終止：移動捎帶終端設(shè)備等待下次業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的到來。開始開始等待移動捎帶節(jié)點捎帶節(jié)點是否到來是無線傳輸連接建立是否滿足捎帶條件是地址分配數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)包是否成功校驗是配置捎帶方式地面終端是否繼續(xù)進行捎帶是否否否否記錄重傳次數(shù)是否達到丟棄閾值是否等待移動捎帶節(jié)點捎帶節(jié)點是否到來是無線傳輸連接建立是否滿足捎帶條件是地址分配數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)包是否成功校驗是配置捎帶方式地面終端是否繼續(xù)進行捎帶是否否否否記錄重傳次數(shù)是否達到丟棄閾值是否流程終止流程終止圖2移動捎帶終端設(shè)備接入流程DB23/T3889—202467.1.4網(wǎng)絡(luò)實體入網(wǎng)新增網(wǎng)絡(luò)實體在入網(wǎng)絡(luò)前經(jīng)過管理平臺認(rèn)證以獲準(zhǔn)接入網(wǎng)絡(luò)。移動捎帶網(wǎng)絡(luò)中各實體支持IP協(xié)議，其IP地址可采用全局IPv6/IPv4地址或私有IPv4地址。私有IP地址可由移動捎帶節(jié)點分配，具體要求符合IPv6的技術(shù)規(guī)范。7.3捎帶節(jié)點移動性管理當(dāng)移動捎帶節(jié)點脫離原接入網(wǎng)范圍，進入到接入網(wǎng)范圍時，原接入網(wǎng)和新接入網(wǎng)及時更新各自的配置，并由網(wǎng)關(guān)通知管理平臺，完成移動捎帶節(jié)點的切換參數(shù)配置。7.4移動捎帶傳輸模式要求移動捎帶節(jié)點根據(jù)移動捎帶終端設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量、優(yōu)先級、時延容忍、可靠性，選擇以下傳輸策略中的一種。a)僅移動捎帶：對于QoS要求低的業(yè)務(wù)，移動捎帶節(jié)點采用僅移動捎帶傳輸方式。數(shù)據(jù)傳輸中將終端數(shù)據(jù)一直存儲在其處理器中，直到移動捎帶節(jié)點到達某一接入網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)時，再將移動捎帶終端設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇尤刖W(wǎng)中。b)移動捎帶+多跳傳輸：對于QoS要求高的業(yè)務(wù)，移動捎帶節(jié)點實現(xiàn)捎帶傳輸方式的同時，尋找合適的其他移動捎帶節(jié)點作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在多個移動捎帶節(jié)點之間通過多跳傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)設(shè)備入網(wǎng)。注：在移動捎帶傳輸中，移動轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點可以在管理平臺統(tǒng)一的調(diào)7.5管理平臺需求管理平臺支持對網(wǎng)絡(luò)實體進行業(yè)務(wù)和入網(wǎng)管理，管理平臺支持的功能如下。a)業(yè)務(wù)管理：1)業(yè)務(wù)生命周期管理：管理平臺對有業(yè)務(wù)的生命周期進行管理；2)業(yè)務(wù)相關(guān)信息管理：管理平臺對不同業(yè)務(wù)和設(shè)備相關(guān)信息進行記錄和查詢。1)管理平臺對移動捎帶節(jié)點所采集并上傳的數(shù)據(jù)進行管理并提供應(yīng)用接口，包括存儲、相關(guān)關(guān)系映射、數(shù)據(jù)融合等；2)管理平臺對業(yè)務(wù)流量進行監(jiān)控和控制；3)管理平臺能結(jié)合不同應(yīng)用的特征和數(shù)據(jù)及流量情況對網(wǎng)絡(luò)資源進行調(diào)度。c)安全管理：1)管理平臺支持對網(wǎng)絡(luò)實體接入網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證和業(yè)務(wù)安全管理機制；2)管理記錄移動捎帶節(jié)點平臺的重要事件以及日志信息。d)配置管理：管理平臺支持對業(yè)務(wù)參數(shù)的配置。8試驗方法DB23/T3889—202478.1試驗說明移動捎帶技術(shù)基于交通網(wǎng)絡(luò)中已有的車輛資源，將移動捎帶通信設(shè)備裝備到交通工具中，測試的交通工具是測試車輛。在交通工具運行的過程中，移動捎帶通信設(shè)備采集傳感器的數(shù)據(jù)并存儲起來，在經(jīng)過5G基站附近區(qū)域的時候，再將數(shù)據(jù)上傳到5G網(wǎng)絡(luò)中，以此實現(xiàn)信息的無感捎帶。考慮到城郊地區(qū)產(chǎn)生的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有高時延容忍度、大容量、低速率的特點，使得捎帶式移動物聯(lián)網(wǎng)成為可能。8.2試驗環(huán)境和配置測量設(shè)備按照圖3的連接示意圖進行配置。測試設(shè)備包括5G核心網(wǎng)、5G基站、移動捎帶節(jié)點、物聯(lián)和高速業(yè)務(wù)（2Mbps）。低速業(yè)務(wù)由溫度和光照傳感器組成，高速業(yè)務(wù)由視頻采集模塊執(zhí)行。低速傳感器通過LoRa與移動捎帶設(shè)備連接，高速傳感器則通過WiFi與移動捎帶設(shè)備連接。在測試前，低速傳感器被安裝在預(yù)定位置。WiFi