有关NB-IOT的干货都在这里了

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2002|5
 楼主 | 2017-12-15 16:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
5.1        NB-IoT网络架构
中国电信NB-IoT业务承载于各省NB-IoT蜂窝移动通信网络、物联网4G核心网专用网元、集约IT系统、系统架构示意图如下图所示。NB-IoT网络在无线侧均通过各省移动网具备NB-IoT功能的基站接入通过各省4G核心网(MME设备、SGW)接入后,统一汇聚到物联网专网网元(PGW),经过 PGW设备转发到上层应用,实现终端与电信平台客户平台的数据通信。
  
图 5 1. NB-IoT网络架构图
5.2        终端的配置
5.2.1        APN的设置
为了适应不同的业务场景,NB卡提供九种特殊定制的APN。默认签约“ctnb”,终端不需要设置任何APN参数,由网络自动下发。不同的APN对应不同的省电参数,根据业务需要在业务受理时选择合适的APN和TAU定时器。
NB终端不同于其他物联网终端,NB终端无需设置APN即可直接拨号,核心网MME设备会根据号码签约的APN自动下发配置,对于变更APN或TAU定时器的操作,只需重新附着网络就会给终端下发新的APN配置参数。
NB业务最常用的两种APN是ctnb(默认)和psm0.eDRX0.ctnb。其中,ctnb是省电模式的APN,开启PSM功能;psm0.eDRX0.ctnb是下发控制模式的APN,同时关闭PSM和dDRX功能。
5.2.2        平台地址的设置
NB终端都需要连接平台,NB卡默认会签约中国电信物联网开放平台的地址。无论终端是要访问中国电信物联网开放平台还是客户自有平台,都需要在终端内设置平台的地址,才能拨号连接到平台进行数据的交互。
当前接入中国电信物联网开放平台的NB终端需要在终端内设置开放平台南向服务地址:117.60.157.137,端口号为5683。中国电信后续会提供更多的南向服务地址,建议终端开发远程配置服务器地址的功能。
5.2.3        机卡绑定
NB业务开卡时可开通机卡绑定业务。NB终端大都使用贴片卡,使用年限久,更换设备频率较低,为了NB终端的安全性,建议开通机卡绑定功能。对于开通机卡绑定功能的终端在附着网络时,需要能够上报终端IMEI,保证机卡绑定功能的正常生效。
5.2.4        附着过程离散处理
NB-IoT带宽只有180KHz,NB终端首次入网时,终端和网络有较多消息交互(认证,建立通道,分配IP地址等),通常需要花费6-8s才可完成网络接入并获得IP地址,用于后期数据传输使用。因此对于同一扇区下的终端设备,在首次上电时,附着过程需要离散处理避免大规模同时附着。根据终端的数量选择首次上电的离散值,从而保证在短时间内完成全部设备的附着过程。
5.2.5        数据处理离散发送
终端首次数据上报需要在附着成功后执行,终端应具备确认附着成功状态的功能。对于定期上报数据的NB应用场景,数据上报过程也需要进行离散化处理,推荐的离散值为30分钟。在30分钟内,完成全部设备的数据上报,避免同一时刻所有终端同时上报的情景。
5.2.6        协议规范
NB终端采用coap协议进行上下行数据的交互,采用LWM2M协议管理终端。其中,LWM2M是coap的上层应用协议。NB模组需要支持LWM2M和coap协议,终端直接调用AT指令即可进行数据的传输。
5.2.7        定位功能
NB-IoT将在R14版本提供基站定位功能。E-CID方案中,终端将采集到的小区以及小区导频强度送至平台,调用特征库算法服务实现定位功能,精度在50米@70%。OTDOA方案是3GPP TS23.271定义的LCS定位流程,采用OTDOA算法,精度在30~50米@70%。
终端芯片需要支持定位功能,目前华为海思芯片已经支持。
5.2.8        RA的解决方案
中国电信针对某些客户的特殊应用场景制定了极省电模式。终端可自行决定快速离开连接态,无需保持同基站间20秒的连接态时长,最快速度进入psm模式,从而达到极致省电的目的。
(1)传统PSM模式
终端在最后一次数据交互后等待20秒的连接态时长才可进入psm模式。

图 5 2. 传统PSM模式终端数据交互图
(2)极省电模式
采用特殊的AT指令,在数据上报时携带Release assistance Indication标识,分为两种情况:
<1> Release assistance Indication取值为01:不等待紧跟的下行数据, MME将上行数据发送后立即释放RRC连接;
<2> Release assistance Indication取值为10:MME收到并发送下行消息时通知基站当数据成功发送给终端后释放RRC连接。

图 5 3. 极省电模式终端数据交互图
综上,极省电模式满足了部分场景发完数据或接收回应后即进入睡眠的业务需求。
5.2.9        平台免心跳
接入中国电信物联网开放平台的NB终端,心跳设置不超过24小时即可保持下行数据的传输,大大减少了海量设备对网络的冲击,同时极大地降低了终端的能耗。对于直连客户自有平台的终端设备,由于网络中可能会存在防火墙,下行会话会被很快释放,需要终端保持较高频率的心跳来保证下行数据的可达性。
5.2.10        IPv6的功能
中国电信NB-IoT网络目前暂未支持Ipv6功能,各项测试工作按步推进。近期,基于中国电信、新华三、清华大学等多方合作的良好基础,中国电信无锡分公司联合新华三利用IPv6的先发优势和NB-IoT大量现网需求,率先开启了IPv6+NB-IoT的实践应用,这是国内首个通过NB-IoT+IPv6测试与实践的应用先例,也标志着中国电信网络具备利用IPv6承载NB-IoT的能力。
Ipv6可实现永久会话,无需设置心跳,不过由于采用了公网地址直接通信,安全性需要进一步考虑。
5.2.11        终端信息的上报
NB终端需要支持信息的正常上报。附着网络时,NB终端需要上报IMEI,机卡绑定业务和开放平台的设备识别都需要IMEI值;接入网络后,终端能够上报无线信息,如:RRC REQ信令里会上报TMSI和接入原因。
5.2.12        SIM卡管理周期
中国电信为NB客户提供了0元资费的测试卡套餐,套餐可以在一定周期内免费使用赠送的流量,使用完后将停机不可以再继续使用,客户可以将测试卡转为商用卡继续使用或由电信人员拆机。
在整个SIM卡管理周期内,SIM卡状态有以下几种:测试期未激活状态、测试期激活状态、测试期去激活状态、激活状态、未激活状态、去激活状态、达量断网状态、停机、预拆机状态、拆机状态。终端无需配置,网络会根据SIM卡状态下发对应的配置,对于测试期结束的NB卡,只需客户将卡转为商用卡就可继续使用。
| 2018-4-9 17:18 | 显示全部楼层
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| 2018-4-9 17:20 | 显示全部楼层
不错
| 2018-4-16 13:14 | 显示全部楼层
| 2018-7-12 17:35 | 显示全部楼层
支持一下,霜蝉NB-IOT DTU可以做为产器前期预研测试
| 2018-7-16 10:41 | 显示全部楼层
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