面向NB-IoT的核心网问题研究

面向NB-IoT的核心网问题研究范新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830000）（广州杰赛科技股份有限公司，磊，石云锁【摘要】大数据一起，被认为是未来IT的三个重要发展方NB-IoT是目前新兴的一种无线网络技术。在电子信息技术行业，NB-IoT与物联网、

可有效实现整个物联网业务的有效流通。因此，实现NB-IoT核心网向。就NB-IoT来说，其为物联网等一系列业务提供了一个基础网络平台，

的部署，解决实际部署问题中存在的关键性技术，构建高效的NB-IoT互联网架构就显得尤为重要。本文正是在此基础上，面向NB-IoT核心网进行的研究。

研究【关键词】核心网；关键性技术；NB-IoT；

【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】（2019）TN929.5A1006-422207-0149-02

NB-IoT是为实现物联网的高效及稳定性而出现的新兴技术遥在解释NB-IoT前袁笔者先来解释下物联网袁物联网即依托于互联网尧传统的电信网络袁使现实中的真实物体实现互通互联袁人们可以利用物联网查看某个物品的具体位置袁利用物联网通过中心计算机实现对汽车尧家庭设备及物品的远程操控袁有效实现操控系统的自动化管理[1]遥不过问题的根源在于袁要实现对物的操控袁需要中间服务平台接受庞大的数据流袁而传统的数据网络因其有限性袁无法满足相应的高效需求袁NB-

1NB-IoT的含义及特点NB-IoT技术的诞生是未来信息技术发展的必然要求遥其更是寄托着电信行业对于未来物联网的无限憧憬遥在实际应用中袁由于物联网的2G尧3G尧4G技术在实际的应用中往往无法满足设备低成本以及低消耗的需求遥而大部分物联网设备为实现无线信息应用的低成本袁往往更多地应用Wifi尧蓝牙等免费传输技术袁这就在极大程度上导致电信尧移动运营商面临着无利可图的局面遥NB-IoT技术的发展将为物联网建立起一个更加规范的服务平台袁有效解决目前电信等运营商的被动局面遥然而袁面向NB-IoT的核心网成为亟需解决的焦点遥

NB-IoT是一个基础的物联网服务平台袁其与LTE核心网逻辑网元基本相同袁如图1所示遥在这里袁其通过无限接入网及整个接入网的核心网络袁为整个物联网提供专属的传输及通信渠道遥需要特别指出的是袁NB-IoT内部的核心网除增加了服务能力尧开放能力外袁还增加了S11-u接口袁使得整个网络的接入及传输更加的稳定尧可靠遥物联网业务不同于其它的互联网业务袁物联网业务往往对于延迟缺乏敏感度袁且在频段

2NB-IoT的核心网关键技术IoT应运而生遥NB-IoT又叫做窄带物联网技术袁是一种低功耗的广域网遥用其构建的蜂窝网络袁可使宽带的消耗量降至最低渊约180kHz冤袁降低实际的运营部署成本袁实现物联网传输的平滑升级遥

NB-IoT相比传统信息通讯技术而言袁更加注重低功耗尧广覆盖的物联市场袁其巨大应用价值可在全球范围内进行推广遥综合来说袁其具有的特点主要为院更加广阔的覆盖范围尧连接节点的多样性尧速率低尧使用成本及功耗低尧网络架构优等遥在频段的使用上袁License频段目前的占用率更低袁可优先采用多种部署方式袁实现与现有网络的共存遥

可以帮助教师完成一些野机械劳动冶袁那么理论上和实践上教师更注重学与教的过程和行动是非常重要的[4]遥

人工智能就是模仿人类动作和思想的能力遥再过几十年的机器人就可以被认为接近人类袁但是不可能是人类袁人工智能主要用于人类服务袁人类需要建立终身学习的想法袁并要不断地充实自己袁但是不要过多依靠人工智能袁虽然对人们的生活非常有用遥但是随着技术的发展袁造成大量的人员失业遥比如院各种智能电器已经进入我们的生活中袁虽然为人们的生活带来了极大的发便袁但是这项工作不再需要劳动力袁这导致许多群体出现失业问题袁这对研究人员来说将是一个重要研究问题遥

言而总之袁计算机的迅速发展可以说就是促进了人工智能的发展袁虽然人工智能已经可以从计算机技术中分了出来袁但是二者之间相互依靠遥我国的人工智能技术虽然在不断地发展历程中经受了非常多的挫折和磨难袁但是其本身有着非常显著的优点袁并且随着我国科学技术的飞速提高袁我们可以对未来的人工智能预测到其发展将会更加的成熟和完善袁而且所能够涉及的领域和范围也会越来越大遥而由此所衍生出来的人工智能系统以及一些高认知性的专家决策系统对计算机研制所带来的影响也是无法估量的袁因此我们必须要将人工

随着智能技术不断改变这社会发展和生产生活方式袁从计算机人工智能技术的出现到其应用袁网络思维直接影响人们的工作和生活袁使计算机人工智能系统在更多领域得到广泛应用遥因此袁我们可以抓住发展人工智能技术的机会袁利用它开展创新活动袁提高计算机人工智能技术在实践过程中的应用水平遥人工智能具有广泛的潜在应用袁随着人工智能技术的发展袁未来将开发出更多的人工智能应用遥

[1]黄荣怀袁刘黄玲子袁李向荣.计算机辅助评价的发展趋势[J].电化教育研究袁2017渊05冤院15-21.

[2]毕建勇.浅谈信息时代的计算机人工智能[J].电脑知识与技术袁2017渊13冤院177-178.

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[4]尹行.浅析计算机人工智能技术的发展与应用[J].科技视界袁2015渊15冤院100-101.

4结语智能所具有的优点和在各种领域中的应用真正的重视起来遥

参考文献

收稿日期：2019-6-22

150通信设计与应用

选择上袁其更倾向于低频度袁利用原有的LTE核心网技术为基础袁NB-IoT核心网不管是在数据的传输性尧功耗上袁还是网络协议尧业务能力上袁都得到了极大的优化及提升[2]遥

图1

2.1在数据原有数据传输基础传输

上袁更多采用3GPP袁这是一种窄带物联网袁在实际应用中袁通常采用3种数据类型袁这三种类型即互联网协议IPv4/IPv6尧Non-IP增强技术尧SMS渊短信通群发系统冤遥NB-IoT在此基础上提供了两种不同的优化方案袁即针对于控制面及用户面的优化方案遥这两种优化方案虽有所不同Experience袁但都能够在减少信令开销的基础上实现用户体验渊User面性袁这一冤方过案程中的相对于续单航用能力户来说遥但袁是特袁别鉴是于在任何单事用物户都特具定有的两鄄时间里袁只存在联接状态下的控制面切用户面遥相反袁当用户面切控制面时袁往往不允许实现遥对于物联网服务这一整机来说袁则可以允许控制面与用户面的同时存在袁这就保证了不同应用可以选择不同传输方式遥综合来说袁针对于现实中的物联网应用场景及网络改造难易程度上袁控制面优化方案相较用户面优化方案来说更加适合窄带小包物联网业务袁在接口信令NB-IoT设置上为2.2可选功遥

将袁控制并不面适合数据传输规模较方大的用案作为户必量接选袁入用遥户因面此传输袁目前的方案作物联网耗优化

技术要取得实质性的进展袁势必要解决功耗的优化问题遥为有效降低物联网终端设备的电源消耗问题袁NB-IoT积极引入移动性管理技术渊简称TAU冤尧eDRX省电模式尧工艺安全管理技术渊简称PSM冤遥就省电模式来说袁eDRX省电模式明DRX显要达性得省比以提电工模式艺安全管理升遥又工具艺有一技术渊PSM冤差一些遥但相对来说袁e鄄安全管理定的优技术点袁它渊PSM使得冤下在行应通信用中链更路有利的可于降低用户体验中的功耗遥PSM相较eDRX来说袁更适应于对下行业务时延无要求的场景袁这些具体的场景如智能水表尧参数的设置及固件的升级袁其主要优点在于用户体验中可以直接发送上行数据袁数据上传至核心部位后接通连接状态袁继而发起连接遥

在实际的应用操作中袁针对于需要进行远程监控的袁且场景的实时性要求较高的袁可大力采用eDRX技术袁将延时及操作设置在合理的范围内袁这种针对于网络发起应用进行的优化更加可靠遥由以上的技术分析可见袁开启PSM或eDRX技术2.3袁需协要根议据优化

实际的业务类型及具体场景进行分析确定遥前面笔者提到过袁NB-IoT协议信令流程是参考原有的协议发展而来的袁其基于LTE协议设计袁根据实际的业务特点及信令特点裁剪而来遥在系统信息的优化上袁其通过降低上行的

2019年7月随机接入尧降低重选的频次袁最终实现用户体验端的功耗降低遥通过引入工作许可渊PTW冤的方式袁允许在工作许可的范围内2.4进行用业务户能体力

验的多次寻呼袁可有效实现寻呼的优化遥在业务能力的实现上袁主要为短信业务的实现和数据传输的实现上遥首先袁针对于短信业务的实现袁NB-IoT主要有两种解决方案遥其主要是利用SGs接口与SGd接口实现短消息的传输遥一方面袁通过实施标准的SGs接口方案袁用户体验终端支持电路域联合附着袁这就需要考虑到电路域设备拜访位置寄存器这一动态数据库的容量遥另一方面袁在简化标准方案的基础上袁终端体验端不支持联合附着袁则需通过MME这一控制节点通过代理得以实现遥

在关于NB-IoT核心业务能力的实现上袁还需要充分解决数据传输问题遥对于目前的NB-IoT的应用上袁数据传输尚存在IP数据报告频率低尧字节小等问题袁在这些问题的限制协议传输栈数据层协报议文栈比例的占往往用字过高节其有袁有效时负荷候报低于文甚20至字会节超时下出袁数据传输袁当袁在这样的限制情况下袁用户体验端UE传输Non-IP数据需大幅Non-IP提升无线网络数据传输效率遥目前袁在核心技术的研发节点这一数据传输有手段进行两Non-IP种实现数据传输方式院一是袁这样可通过以建在立无SCEF需建网上立元袁用户面承载的情况下实现Non-IP专属方案解决遥二是通过SGi进3行结UDP/IP语封装袁这样可以支持Non-IP的小数据包传递遥通过以上研究可以发现袁面向NB-IoT的核心网存在极为复杂的技术性问题遥这些问题涉及到数据传输尧功耗优化尧协议优化及业务能力的优化上遥只有充分解决了这些核心网关键技术袁才能为今后NB-IoT服务平台的发展奠定良好的运行基础NB-IoT遥同时向着更加袁鉴于广物阔联网行业的的发展空间良好迈进发展遥

情景袁必然会催使[1]参考文献

移马[2]动洪源袁肖子玉袁卜忠贵袁赵存.面向NB-IoT的核心网问题研究[J].科朱通信技红袁2017军袁袁2017吴袁1惠惠袁41渊06冤院.NB-IoT渊22冤院29-35.

115-116+118.

物联网技术的应用与建设分析[J].现代信息收稿日期：2019-6-21作者简介：范磊渊1982-冤袁汉族袁陕西人袁工程师袁本科袁研究方向为通信网络规划尧设计尧建设遥