NB-IoT R14及后續(xù)演進的關鍵技術

NB-IoT技術以面向下一代網(wǎng)絡為演進方向，結合現(xiàn)網(wǎng)應用需求和當前標準版本的不足，主要考慮如下幾個方面。

1.NB-IoT R14演進

進一步增強了單用戶速率，上行達到150kbit/s左右，下行達到120kbit/s左右；增強了定位功能，支持基于OTDOA（觀察到達時間差）的定位技術，定位精度可達50m，減少終端對GPS的依賴，進一步降低成本及功耗；增強多播功能，便于統(tǒng)一高效地進行軟件更新等。

2.支持NB-IoT和各RAT間的互操作

NB-IoT和各RAT間的互操作存在多種應用場景，如在移動物聯(lián)網(wǎng)部署初期，部分地區(qū)的無線信號覆蓋可能不及大網(wǎng)，此時物聯(lián)網(wǎng)終端為保證業(yè)務的連續(xù)性，需要切換至大網(wǎng)；當大網(wǎng)用戶進入地下車庫、井底等這種大網(wǎng)信號無法覆蓋的地區(qū)時，需要發(fā)送短消息或數(shù)據(jù)；NB-IoT用戶希望使用語音功能等。

此時核心網(wǎng)可通過為NB-IoT規(guī)劃獨立的TAI的方式支持實現(xiàn)各RAT和NB-IoT間的空閑態(tài)TAU，同時可以在HSS中簽約選擇對當前承載的處理方式（維持或去激活）。

3.擁塞控制優(yōu)化

同類移動物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的話務模型非常相似甚至相同，如抄表類業(yè)務，可能在某一時刻數(shù)據(jù)出現(xiàn)井噴式的增長，從而引起網(wǎng)絡擁塞，現(xiàn)有的基于PLMN和APN的擁塞控制方式對這種擁塞無法控制。物聯(lián)網(wǎng)用戶多是采用控制面優(yōu)化方案進行數(shù)據(jù)傳輸，所以一旦發(fā)生擁塞不僅會影響數(shù)據(jù)的傳輸，還有可能危及信令的傳輸。

針對以上情況，在用控制面優(yōu)化方案傳輸數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡側引入退避計時器（back-off timer），MME隨機生成一個退避值，在NAS消息中發(fā)送UE，UE收到后在該計時器生效期間不會發(fā)送業(yè)務數(shù)據(jù)；也可由MME判斷需要進行擁塞控制時，MME在Overload Start消息中增加對NB-IoT的控制面數(shù)據(jù)控制的參數(shù)，指示eNodeB對UE此類數(shù)據(jù)進行擁塞控制。

4.覆蓋增強優(yōu)化

移動物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋增強技術是實現(xiàn)廣覆蓋的重要手段之一，但是會占用大量的無線和網(wǎng)絡資源，因此，可以通過在核心網(wǎng)控制用戶是否使用該功能來降低資源的開銷。

技術方案包括兩種：

1）在HSS中增加用戶能否使用覆蓋增強功能的簽約（Enhanced CoverageAllowed參數(shù)），并下發(fā)給MME，由MME在Attach/TAU Accept消息或尋呼消息中將該參數(shù)傳遞給UE。

2）MME根據(jù)從HSS獲得UE覆蓋增強的相關信息判斷該用戶是否允許使用覆蓋增強功能，并將結果下發(fā)給eNodeB，由eNodeB在RRC消息中帶給UE。

5.QoS控制

由于傳統(tǒng)的QoS控制只對數(shù)據(jù)面報文起作用，而隨著移動物聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模的不斷擴大，對大量使用控制面優(yōu)化方案的用戶來說，也必將需要支持差異化的QoS控制。

主要的技術方案為，UE在RRC連接建立請求中將S-TMSI帶給eNodeB，eNodeB新增UE Context Request流程通過S-TMSI向MME獲取用戶上下文，從而獲取QoS參數(shù)。

6.支持定位功能

對于智能穿戴和物流追蹤類業(yè)務的終端，如果使用控制面優(yōu)化方案進行數(shù)據(jù)傳輸可利用現(xiàn)有的LBS（Location based Servcie，基于位置的業(yè)務）服務功能，如果使用用戶面優(yōu)化方案可以利用LCS（Location Service，位置業(yè)務）服務功能，用于支持長時間不可達的用戶最后位置定位；對暫時不可達的用戶可通過MT-LR（Mobile Terminating Location Request，終端終止定位請求），支持周期性的和事件觸發(fā)的定位服務等。