【正文】 為支持CIoT優(yōu)化，應(yīng)支持對S5/S8接。GTPC消息中攜帶的承載上下文應(yīng)擴(kuò)展支持S11U MME FTEID和S11U SGW FTEID。PDN Type信元應(yīng)擴(kuò)展支持設(shè)置為NonIP。為支持CIoT優(yōu)化，應(yīng)支持對S11接口的GTPC消息信元進(jìn)行擴(kuò)展，包括：RAT type信元應(yīng)擴(kuò)展支持EUTRANNBIoT。S11（華為）S11接口基于GTPC協(xié)議。S10主要用于傳遞MME重定位和MME之間的信息。 MME在INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息中增加“UE User Plane CIoT Support Indicator IE”通知終端是否支持用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方案。 ENB CONFIGURATION UPDATE消息新增NBIoT Default Paging DRX信元。 eNodeB通過S1 SETUP REQUEST或ENB CONFIGURATION UPDATE 消息向MME上報(bào)TAC對應(yīng)的RATtype (NBIoT或WBEUTRAN) Paging消息新增NBIoT Paging eDRX Information信元。其中前兩條消息用于用戶面數(shù)據(jù)的掛起和恢復(fù)，而后一條消息用用于控制面場景。b) 基于SGd接口的短消息方案計(jì)費(fèi)要求：SMSSC應(yīng)負(fù)責(zé)NBIoT用戶短消息業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)。b) 當(dāng)支持APN速率控制時(shí)，PGW和SGW應(yīng)支持在話單中填寫APN Rate Control字段。5) 速率控制a) 當(dāng)支持服務(wù)PLMN速率控制時(shí)，PGW和SGW應(yīng)支持追加計(jì)費(fèi)信息的觸發(fā)條件：Serving PLMN Rate Control。b) PGW計(jì)費(fèi)支持SGi接口隧道方法指示（SGi PtP Tunnelling Method）以及SCS/AS地址（SCS/AS Address）4) 基于SCEF的NonIP數(shù)據(jù)傳送的計(jì)費(fèi)要求（可選）當(dāng)NonIP數(shù)據(jù)流通過SCEF傳送時(shí)，由SCEF或IWFSCEF（漫游場景下）負(fù)責(zé)nonIP數(shù)據(jù)包的計(jì)費(fèi)。b) PGW/SGW計(jì)費(fèi)標(biāo)識控制面CIoT優(yōu)化標(biāo)志當(dāng)同時(shí)支持控制面CIoT優(yōu)化和用戶面CIoT優(yōu)化時(shí)，SGW和PGW應(yīng)在計(jì)費(fèi)話單中包含控制面優(yōu)化方案標(biāo)志（CP CIoT EPS Optimisation Inidcator）。c) PGW/SGW計(jì)費(fèi)支持單純控制面優(yōu)化方案標(biāo)志：“UNI PDU CP Only Flag”字段當(dāng)PDN連接僅允許使用控制面優(yōu)化方案時(shí)，SGW/PGW在話單中應(yīng)填寫“UNI PDU CP Only Flag”字段。各種NBIoT功能對應(yīng)的具體計(jì)費(fèi)要求如下：1) 控制面CIoT優(yōu)化的計(jì)費(fèi)要求：a) PGW/SGW計(jì)費(fèi)支持APN字段取值：如實(shí)填寫NBIoT用戶簽約APN。在MME發(fā)起后繼的尋呼時(shí)，能夠在尋呼消息中攜帶該覆蓋增強(qiáng)信息。h) 過載控制 （愛立信）NBIOT過載控制機(jī)制遵循EPC的過載控制機(jī)制。注意，當(dāng)設(shè)置了APN速率控制時(shí)，APN速率控制在服務(wù)PLMN速率控制之前限制通信產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的速率。UE認(rèn)為其當(dāng)前接收到的速率控制命令是有效的，直至其從PGW或SCEF接收到新的命令。APN上行速率控制用于控制通過數(shù)據(jù)無線承載（S1U）或信令無線承載（NAS數(shù)據(jù)PDU）發(fā)送到該APN的數(shù)據(jù)PDU。注意：假設(shè)服務(wù)PLMN速率和APN速率控制互不影響，因?yàn)榉?wù)PLMN速率允許每6分鐘發(fā)送10條以上的消息，而APN速率控制允許發(fā)送更少的消息。服務(wù)PLMN速率不包括通過NAS傳輸PDU發(fā)送的SMS。對于超出速率控制的限制的數(shù)據(jù)包，服務(wù)PLMN可丟棄或推遲該數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)間。上行和下行NAS數(shù)據(jù)PDU的速率限制是獨(dú)立的。只有當(dāng)PDN連接使用SCEF時(shí)，MME才向SCEF發(fā)送服務(wù)PLMM速率控制。ii. 服務(wù)PLMN速率控制在PDN連接建立過程中，MME可向UE和PGW/SCEF通知服務(wù)PLMN為NAS數(shù)據(jù)PDU執(zhí)行的服務(wù)PLMN速率控制。服務(wù)PLMN使用服務(wù)PLMN速率控制機(jī)制保護(hù)MME和EUTRAN中的信令無線承載，避免其受到NAS數(shù)據(jù)PDU產(chǎn)生的負(fù)載的影響。具體參見3GPP 。高時(shí)延通信也可以使用通知機(jī)制（通知機(jī)制和緩存機(jī)制可以并存）。當(dāng)該計(jì)時(shí)器過期時(shí)，緩存的下行數(shù)據(jù)可被丟棄。該計(jì)時(shí)器未過期時(shí)，在跟蹤區(qū)更新過程中，舊側(cè)MME需要通知新側(cè)MME有緩存的下行數(shù)據(jù)要發(fā)給終端，如果發(fā)生了SGW的改變，舊側(cè)SGW需要將緩存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新側(cè)SGW。隨后當(dāng)終端聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)再下發(fā)緩存的數(shù)據(jù)給終端。高時(shí)延通信可以使用緩存機(jī)制。如果網(wǎng)絡(luò)支持并接受終端的省電模式請求，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會確認(rèn)省電模式，并根據(jù)終端提供的Active Time的時(shí)長、HSS可能提供的Maximum Response Time的時(shí)長以及MME可能本地配置的時(shí)長來決定給終端分配多長的Active Time。省電模式下的終端在有上行數(shù)據(jù)或信令消息要發(fā)送時(shí)，比如周期性的跟蹤區(qū)更新，才進(jìn)入連接態(tài)，因此省電模式只適合于不頻繁數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)，并且針對被叫業(yè)務(wù)，能接受相應(yīng)的時(shí)延。終端如果處于省電模式，移動被叫（Mobile Terminating）業(yè)務(wù)是不可達(dá)的。e) PSM （愛立信）NBIoT的終端工作在省電模式，以降低電源消耗，延長電池壽命。 如果eDRX被激活，MME根據(jù)TS 。 如果UE希望繼續(xù)使用eDRX機(jī)制，則UE在每個(gè)TAU消息中攜帶eDRX參數(shù)。如果MME接受使用eDRX，UE應(yīng)根據(jù)接收到的eDRX長度和尋呼時(shí)間窗長度使用eDRX機(jī)制。 MME決定接受或拒絕UE激活eDRX的請求。UE也可能在消息中攜帶特定的DRX參數(shù)用于支持常規(guī)的空閑模式DRX。，網(wǎng)絡(luò)使用正常的尋呼機(jī)制。d) eDRX（大唐電信）在NBIoT接入情況下，以2的冪的倍數(shù)進(jìn)行增長（、），（）。圖3　 基于SGs接口短消息方案架構(gòu)圖通過MME與HSS間的S6a接口，MME接收到用戶短消息簽約信息；通過MME與SMSSC間的SGd接口，MME直接與SMSSC進(jìn)行短消息的收發(fā)操作?；赟Gs接口的短消息方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：圖2　 基于SGs接口短消息方案架構(gòu)圖iii. 基于SGd接口的短消息方案對于沒有部署GERAN/UTRAN或者3GPP MSC的網(wǎng)絡(luò)，MME也可以直接執(zhí)行短消息業(yè)務(wù)的控制和處理，即MME從HSS接收用戶短消息業(yè)務(wù)簽約信息并驗(yàn)證用戶是否允許使用短消息業(yè)務(wù)，通過到SMSSC的SGd接口實(shí)現(xiàn)短消息的收發(fā)流程。ii. 基于SGs接口的短消息方案采用傳統(tǒng)CSFB網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，MME通過與MSC間的SGs接口，將短消息業(yè)務(wù)交由MSC進(jìn)行控制，而MSC到HSS/HLR和SMSSC的接口及信令流程與傳統(tǒng)CSFB短消息業(yè)務(wù)處理機(jī)制相同。如果NBIoT終端和MME使用控制面數(shù)據(jù)傳輸方案，則不再使用傳統(tǒng)Service Request流程來進(jìn)行短消息傳送，MME（以及NBIoT終端）應(yīng)使用控制面數(shù)據(jù)傳輸流程來進(jìn)行短消息的收發(fā),具體要求如下： 當(dāng)終端在EMMIDLE狀態(tài)下，終端將第一條始發(fā)短消息封裝在CONTROL PLANE SERVICE REQUEST消息中的NAS message container信元中進(jìn)行發(fā)送； 即使終端沒有建立任何PDN連接，MME或終端也可以通過NAS消息傳送流程進(jìn)行短消息的收發(fā)。c) 短消息 （貝爾）i. 概述純NBIoT終端在請求短消息服務(wù)時(shí)可以僅使用EPS域附著或TAU流程，而無需使用傳統(tǒng)CSFB方案中的聯(lián)合EPS/IMSI附著或TAU流程。對于上行nonIP數(shù)據(jù)，PGW在PtP隧道上將nonIP數(shù)據(jù)發(fā)送給AS。PGW根據(jù)本地配置選擇合適AS，可以基于APN粒度，或者基于AS支持的PtP隧道類型?；镜膶?shí)現(xiàn)機(jī)制如下：在PGW和AS之間建立點(diǎn)到點(diǎn)的隧道，根據(jù)PtP隧道類型的不同，可能建立的時(shí)間不同。PGW解封裝（刪除UDP/IP頭）之后在3GPP的GTP隧道中傳輸。對于上行數(shù)據(jù)，PGW收到UE側(cè)的NonIP數(shù)據(jù)后，將其從GTP隧道中剝離，并加上IP頭（源IP為PGW為UE分配的IP，目的IP為AS的IP），然后經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)往AS。UE發(fā)起附著/PDN建立時(shí)，PGW為UE分配IPv4地址或IPv6前綴（該IPv4地址或IPv6前綴不返回給UE），并建立（GTP隧道ID，UE IP）映射表。具體預(yù)配置粒度可以基于APN或基于運(yùn)營商與第三方應(yīng)用提供商之間的SLA等。無論是用戶面優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸還是控制面數(shù)據(jù)傳輸，都可以使用SGi接口的nonIP數(shù)據(jù)傳輸方式。MME和IWKSCEF不會緩存上下行NonIP數(shù)據(jù)包。為了關(guān)聯(lián)SCS/AS的請求到對應(yīng)的T6a連接，HSS可以向SCEF提供用戶的IMSI及MSISDN或其他外部ID（）。在T6a接口上，使用IMSI來標(biāo)識一個(gè)T6a連接/SCEF連接所歸屬的用戶，使用EPS承載ID來標(biāo)識SCEF承載。UE并不感知用于傳輸NonIP數(shù)據(jù)的PDN連接，是指向SCEF的、還是指向PGW的，網(wǎng)絡(luò)僅向UE通知某NonIP的PDN連接使用控制面優(yōu)化方案。MME根據(jù)APN對應(yīng)的Invoke SCEF Selection參數(shù)決定是否采用SCEF方案。NBIoT為NonIP數(shù)據(jù)傳輸新增了一種PDN類型“NonIP”。NonIP數(shù)據(jù)傳輸，包括終端發(fā)起(MO)的、終端接收(MT)的數(shù)據(jù)傳輸兩部分。MME收到終端Control Service Request消息時(shí)，或者檢測到下行數(shù)據(jù)包較大時(shí)，MME刪除和和控制面方案相關(guān)的S11U信息和IP頭壓縮信息，并為用戶建立用戶面通道?？臻e態(tài)用戶通過Service Request流程流程發(fā)起控制面到用戶面方案的轉(zhuǎn)換，MME收到終端的Service Request后，需刪除和控制面方案相關(guān)的S11U信息和IP頭壓縮信息，并為用戶建立用戶面通道。a) 控制面方案和用戶面方案的并存（可選） （中國移動）控制面方案適合傳輸小包數(shù)據(jù)，而用戶面方案適合傳輸大包數(shù)據(jù)。使用Connnection Resume流程時(shí) UE使用Connection Suspend流程中存儲的AS信息來恢復(fù)到網(wǎng)絡(luò)的連接； eNB（有可能是新的eNB）將UE連接恢復(fù)的信息告知MME，則MME進(jìn)入到ECMCONNECTED狀態(tài)。使用Connnection Suspend流程時(shí)： UE轉(zhuǎn)換到ECMIDLE狀態(tài)，并存儲AS上下文、恢復(fù)標(biāo)識（resumeIdentity）等； eNB在掛起RRC連接時(shí)應(yīng)存儲UE的AS上下文、S1AP關(guān)聯(lián)信息、承載上下文和恢復(fù)標(biāo)識。如果Connection Resume流程失敗，則UE將懸置NAS流程。作為前提，UE執(zhí)行初始連接建立時(shí)在網(wǎng)絡(luò)和UE側(cè)建立了AS承載和AS安全上下文，而后eNodeB通過Connection Suspend流程掛起RRC連接。 用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸（可選）蜂窩物聯(lián)網(wǎng)用戶面優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸方案優(yōu)化了用戶面連接重建流程，使得使用用戶面數(shù)據(jù)傳輸時(shí)無需使用Service Request流程來建立eNB與UE間的接入層（AS）上下文。頭壓縮相關(guān)配置通過PDN連接建立過程完成。對于下行數(shù)據(jù)，MME執(zhí)行ROHC壓縮器的功能，UE執(zhí)行ROHC解壓縮器的功能。對于IP數(shù)據(jù)，UE和MME可基于RFC 4995 [xx]定義的ROHC框架執(zhí)行IP頭壓縮。控制面數(shù)據(jù)傳輸是通過RRC、S1AP協(xié)議的NAS傳輸以及MME和SGW之間的GTPu隧道來實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)要求NBIOT主要針對窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場，為用戶提供數(shù)據(jù)包較小的、收發(fā)不頻繁的IP數(shù)據(jù)包、NonIP數(shù)據(jù)包的傳輸，同時(shí)可選的為用戶提供短消息服務(wù)。NBIOT網(wǎng)絡(luò)和2G、3G的網(wǎng)元之間無接口，不具備網(wǎng)間互操作能力。如果支持短消息，NBIOT網(wǎng)絡(luò)還可能包含短消息中心或MSC Server（）。具體流程見圖11。具體流程見圖10。新eNB收到UE上下文信息后，恢復(fù)RRC連接，并執(zhí)行S1AP路徑轉(zhuǎn)換流程，建立與MME的S1信令連接，請求MME在EPC中恢復(fù)UE上下文和相關(guān)承載上下文，并更新下行路徑。若新eNB可通過從UE收到的Resume ID確定原eNB，則可觸發(fā)獲取UE上下文流程。用于UE嘗試在與RRC連接被掛起的eNB不同的eNB恢復(fù)RRC連接時(shí)，通過eNB間X2接口獲取UE上下文恢復(fù)所需信息。具體流程見圖9。eNB指示UE已經(jīng)恢復(fù)了RRC連接，請求MME在EPC恢復(fù)UE上下文和相關(guān)承載上下文。eNB和MME保存恢復(fù)UE信令連接必須的所有數(shù)據(jù)相關(guān)上下文，無需再交換信息。具體流程見圖8。圖 7 連接建立指示流程v. UE上下文掛起流程UE上下文掛起流程由eNB發(fā)起。MME可能通過此流程向eNB提供UE無線能力。圖 6 下行NAS傳輸流程iv. 連接建立指示流程連接建立指示流程由MME發(fā)起，具體流程見圖7。NBIoT采用控制面優(yōu)化方案，在下行由MME發(fā)起的NAS傳輸流程中，MME發(fā)給eNB的DOWNLINK NAS TRANSPORT消息可能包含UE無線能力信息。此流程中EPC釋放除去與移動性管理和默認(rèn)EPS/ERAB承載配置外的所有相關(guān)資源。具體流程見圖5。ii. S1 UE上下文釋放流程（EPC觸發(fā)）EPC通過向EUTRAN發(fā)送S1 UE CONTEXT RELEASE COMMAND消息發(fā)起UE上下文釋放流程。b) S1接口i. S1接口要求概述NBIoT S1接口在原有LTE S1接口功能基礎(chǔ)上針對控制面EPS優(yōu)化方案，更新EPC觸發(fā)S1 UE上下文釋放流程、下行NAS傳輸流程，同時(shí)新增連接建立指示流程；針對用戶面EPS優(yōu)化方案新增UE上下文恢復(fù)功能。NBIoT X2接口定義為eNB之間的接口。S1控制面接口(S1MME)定義為eNB和MME之間的接口。NBIoT支持的UE能力有：ueCategoryNBr13（UE