为了解决现有蜂窝网传输方式功耗高、无法支持长续航的缺点,nb-iot通过简化系统流程、加快传输速度等方式来降低终端功耗,提高续航能力,满足物联网业务的长续航需求。
从传输内容看,可以传输三种数据类型,分别为ip、非ip(non-ip)和短消息(sms)。ip传输与lte下传输的差异不大,sms传输方式相比传统有一定的改动。
非ip类型的传输为nb-iot新引入的数据类型,如果终端采用该类型的传输,在pdn连接过程中网络不为终端分配ip地址,该数据类型的传输有两条路径,一条为通过传统的ip类型的传输路径;另一条为通过新引入的scef进行传输。非ip类型数据的路由有两种方式,一种为在pdn连接建立过程中p-gw为终端分配ip地址,但该地址不传输给ue,只保存在p-gw内部,p-gw后的选址与原lte相同;另一种方式为采用绑定的方式,采用上层应用的标识进行寻址。将ue传输的数据与scef及as绑定。
nb-iot传输方式可分为三类:控制面传输、用户面传输和短消信传输。
控制面传输
由于ciot终端大部分时候都是小包传输,并且发包间隔较长,为了节省开销,提出了控制面数据传输方案。控制面数据传输方案针对小数据传输进行优化,支持将ip数据包、非ip数据包或sms封装到nas协议数据单元(pdu)中传输,无须建立数据无线承载(drb)和基站与s-gw之间的s1-u承载,节省了终端和系统的开销,简化了终端和网络的实现,节省了端到端各网元的成本。
控制面数据传输是通过rrc、s1-ap协议进行nas传输,并通过mme与s-gw之间,以及s-gw与p-gw之间的gtp-u隧道来实现。对于非ip数据,也可以通过mme与scef之间的连接来实现。
当采用控制面优化时,mme应支持封装在nas pdu中的小包数据传输;并通过与s-gw之间建立s11-u连接,完成小包数据在mme与s-gw之间的传输。
对于ip数据,ue和mme可基于rfc4995定义的rohc框架执行ip头压缩。对于上行数据,ue执行rohc压缩器的功能,mme执行rohc解压缩器的功能。对于下行数据,mme执行rohc压缩器的功能,ue执行rohc解压缩器的功能。通过ip头压缩功能,可以有效节省ip头的开销,提高数据传输效率。
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