m2m移动通信网络架构研究

《m2m移动通信网络架构研究 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、M2M移动通信网络架构研究　　【摘要】文章对M2M业务特征和MTC通信网络架构进行了探讨。首先详细分析M2M业务特征以及对现网架构的影响；然后借鉴国际标准组织提出的M2M网络架构，并在此基础上根据现阶段的网络现状和M2M业务需求提出了3G网络阶段适用的网络架构。　　【关键词】M2M网络架构PCRF核心网专用网元　　1引言　　物物通信（M2M，MachinetoMachine）是一种涉及一个或多个实体的不需要人为干预的数据通信，也称为机器类型通信（MTC，Machine-Typemunication）。随着M2M业务的快速发展，基于移动通信网络的MTC正日益成为一种主要的移动通信方式，

2、但是传统移动通信网络毕竟是面向人人通信（H2H，Hu-mantohuman）业务设计的，适应H2H的业务需求，却不能满足M2M业务需求。具体来说，MTC和传统人人通信的不同之处包括以下方面。也就是说，M2M网络架构的设计需要充分分析M2M业务特征和需求，结合终端上下行数据量、频度、QoS需求等方面的业务特征，将物联网应用分为如下五类。其中，对各类应用的部分需求和特征进行了分析，包括移动性、群组通信、鉴权以及按计划周期性处理等，不同场景间有较大差异。　　（1）监控报警类：传感器本地监测数据，当发生不符合预期的数据变化时通过网络通知应用层进行报警。　　平均数据传输速率：低，仅在某些触发条

3、件下发送少量上行数据流量。　　尖峰数据传输速率：不同场景间有较大差异，与应用需求确定的传输的数据内容有关。　　QoS要求：不同场景间有较大差异，与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。　　数据安全要求：不同场景间有较大差异，与应用需求有关。　　数据可靠传递要求：不同场景间有较大差异，与应用需求有关。　　数据持续性：低，仅在发生预置的事件时存在短暂的或者持续时间较短的数据传输。　　与人交互性：低，通常由系统根据预置处理方式自动处理。　　对连接性的需求：需要监控连接性以防破坏或无效。　　终端移动性：因无下行流量需求，所以无移动性需求。　　举例：输血车血液环境监测；井盖监控；移动资产跟踪。

4、　　（2）数据收集类　　平均数据传输速率　　上行流量：中，数据量较大，持续的数据上报或者周期性数据上报；下行流量：低，更多的是用于修改上报规则等。　　尖峰数据传输速率：不同场景间有较大差异，与应用需求确定的传输的数据内容有关。　　QoS要求：不同场景间有较大差异，与应用需求以及当前数据所代表的含义有关。　　数据安全要求：不同场景间有较大差异，与应用需求有关。　　数据可靠传递要求：不同场景间有较大差异，与应用需求有关。　　数据持续性：取决于数据传输间隔和传输方式的选择。。　　M2M业务的多样性、差异化，网络的多种接入方式，M2M终端的海量性、差异化，以及M2M业务表现出来的传统电信业务

5、所不具有的各种特点，都对现网架构和网元设备产生了很大影响，其直接后果是现网的核心网元如HLR/PCRF/GGSN的能力已经不能满足M2M业务所带来的信令、流量冲击和业务控制需求，主要体现在以下方面：　　（1）由于物联网业务的特殊性，可能会产生瞬时大量的信令，会对无线网络的关键信令控制设备（STP/HLR/PCRF）造成影响而导致全网的瘫痪。因此，一方面要大规模提高相关信令控制设备的容量或设备的信令处理能力；另一方面需要进行差异化、分优先级的接入控制；此外，关键信令控制和处理设备要具备一定的设备过载保护机制以及高容灾、高流控能力，避免关键网元的过载，从而有效提升整网的可靠性。　　（2）

6、由于物联网业务的特殊性，其接入方式的多样性，涉及行业及用户和设备的多样性、海量性，因此需要对用户数据管理HLR网元进行相应增强，包括其数据库的可扩展性和灵活性，除了标准的用户签约信息，还有设备序列号、设备驱动程序信息、位置信息和配额信息等运营商、M2M客户私有字段等；对多种接入类型的支持，可对由不同接入类型（2G/3G/LTE）接入网络的设备进行鉴权；对用户标识和寻址的灵活动态支持，支持一卡多号或一号多卡；支持对终端设备基本状态的查询，能通过网络侧下发终端“苏醒”请求，发现设备被盗时能够立刻锁死等。　　（3）由于物联网业务的特殊性及多样性、群组性，因此有必要对业务进行区分，包括业务分

7、类分级、QoS分级、用户分组、设备分组，从而进行流量管理和业务管理，根据忙闲时、地理位置等各种特性采取不同的接入和传输处理策略等。此外，在现网PCC架构中叠加物联网策略控制，因其特殊性，PCRF（PolicyandChargingRulesFunction，策略与计费规则功能）进行策略控制时需先判断是个人用户还是物联网用户，而且物联网数据的瞬时爆发性会影响现网PCC架构，所以有必要设置专用的物联网M2MPCRF。　　总之，需要对相关网元进行能力的增强和升级