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NB-IOT的网络架构简介

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一、NB-iot网络架构

整个NB-IoT网络架构分为五个部分:终端,无线网络,核心网络(EPC),IoT支持平台和应用服务器。


NB-iot网络架构

二、NB-iot网络架构简介

1.终端

主要通过空中接口连接到基站。终端方面主要包括工业终端和NB-IoT模块。工业应用环境更加复杂,工业终端也有所不同,除了芯片,模块,传感器接口,NB-IoT模块等,还包括无线传输接口,软SIM设备,传感器接口等。

2.无线网络侧

包含两种分组网络方法,一种是单运行(单无线电接入网络),其中包括2G/3G/4G和NB-IoT无线网络。另一个是建立NB-IoT。它主要负责空中接口连接处理,小区管理等相关功能。它通过S1-lite接口连接到IoT核心网络,并将未连接的层数转发到上层元处理。

3.核心网络

网络组件包括两种分组网络方法,一种是集成演进分组核心网络(EvolvedPacketC)数据传输方法,即2G/3G/4G核心网络。核心网络通过IoTEPC网络元素以及GSM,UITRAN和LTE公共EPC支持NB-IoT和eMTC用户访问。

4.物联网支持平台

归属位置寄存器(HLR),定位控制和计费规则功能单元(pcrf)

5.应用服务器

IoT数据的最终聚集点,可根据客户需求执行数据处理和其他操作。


三、数据传输方式

为了将IoT数据发送到应用程序,蜂窝网络(CIoT)在EPS中定义了两种优化方案:

NB-IOT数据传输方式

如上图所示,红线代表CIoTEPS控制平面功能优化解决方案,蓝线代表CIoTEPS用户平面功能优化解决方案。


1.CIoTEPS控制界面功能的优化

上行链路数据从eNB(CIoTRAN)发送到MME。在此,传输路径分为两种分支数据传输模式。


  1. 通过sgw转发到PGW,并转发到应用程序服务器。

  2. 通过服务能力公开功能(scef)连接到应用程序服务器。(仅对应于非IP数据传输,下行数据传输路径相同,方向相反)


注意:MME:MobilityManagement,移动性管理实体(信令实体)访问网络的关键控制节点。负责空闲模式下的UE跟踪和寻呼控制。通过与归属用户服务器(HSS)的信息交换,完成了用户身份验证功能。



在这种条件下,由于可以接在信道无线电承载上发送分组,就不需要再去建立数据无线电承载,所以这种解决方案在不频繁发送小数据包的方案中应用广泛。

2.优化CIoTEPS用户界面功能

物理网络数据转发方案与常规数据通信相同。数据在无线承载上发送,从SGW转发到PGW,然后转发到应用服务。因此,该方法在建立连接时会产生开销,但是具有快速的分组序列传输的优点。此方法支持IP和非IP数据的传输。


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