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3GPP对物联网IoT中的MTC的标准化介绍

2017-06-07 10:54
黯影冰风
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在3GPP中,M2M被称为机器型通信(MTC:machine-type communication );所以本文中我们可能会交换使用M2M和MTC。

技术要求

用于分组数据的3GPP无线电技术被广泛部署,并且可以基于物理层特性,例如使用TDMA的GPRS,使用W-CDMA的HSPA以及使用OFDMA的LTE系统等进行分类。在3GPP的不同协议版本中,对这些技术中的每一项进行了增强。有助于3GPP技术的蜂窝应用取得成功的一个重要方面是保持与旧版本技术的向后兼容性,以及技术之间的紧密互连以及有效的漫游支持,这也是需要支持移动性的M2M应用成功的关键。

3GPP对物联网IoT中的MTC的标准化介绍

图1、未来的网络是HTC(人通信类型)和MTC(机器类型通信)的混合体

作为广泛部署的已成功建立的技术,3GPP技术可以通过重用现有蜂窝站点,无线电设备和频谱资源来推出具有成本优势的新服务。然而,3GPP蜂窝系统并没有专门为机器设计;它们主要设计用于人类交互,并且不针对专门用于特定场所部署的所有M2M应用进行优化。针对短消息的无处不在的覆盖,终端成本,寻址空间限制,知识产权成本,逐步淘汰技术的可能性以及终端功耗等是面向M2M应用的运营商所面临的一些挑战。对维护向后兼容性的需求也面临着对低端M2M应用系统的优化方面的挑战。与移动手机不同,M2M设备具有更长的更换时间,并可能对技术迁移构成挑战。

识别特定的MTC设备,增加覆盖和降低成本来实现M2M通信的大量采用,以及支持相应的服务是3GPP针对MTC通信标准化的一些关键方面。

3GPP规范工作大致分为RAN(无线接入网络),SA,GERAN(GSM/EDGE无线接入网)和CT,这些组负责定义3GPP系统的功能,要求和接口。 RAN专门负责3G的无线接入部分及其对4G及以上的演进,而GERAN负责2G的无线接入部分及其演进。 SA负责整体架构和服务能力,CT负责终端接口和能力的规范以及3GPP系统的核心网络部分。 3GPP功能分阶段发布,但是研究工作可能在此之前进行研究。通常,所有新功能在发布之前都有一个研究阶段。

需要识别MTC用户

对于一个MTC模块来说有SIM(Subscriber Identity Module:用户识别模块)和MTC设备有两个重要的方面。对于3GPP工作的大多数解决方案来说确定MTC用户非常重要。大多数低成本MTC用户被设想有SIM卡集成在表面安装的PCB上或者已经焊接了SIM芯片;但是还有一些MTC设备,其中SIM卡并不与设备集成。对于后一种情况,重要的是运营商能够使用SIM卡配置文件或者设备功能来单独按规定访问。在SIM卡盗用的情况下能够检测设备IMEI的更改情况也是有意义的。

使用率监管,采用使用率限制当应用达到使用率上限时也需要识别MTC用户。数据速率的调节已被运营商用作正常蜂窝操作中的速率控制策略,因此MTC中的使用率控制可以看作是其的一个变种。可能存在的一个挑战是由于MTC应用的范围广泛,例如对于低数据速率的使用率限制,但是大量的MTC不能利用基于量的服务限制。此外,可能会要求SIM(当未与设备集成时)可以与非MTC特定用户的SIM交换使用。

SIM卡中包含HLR中具有的与订户关联的用户IMSI,其包括关于预付费服务和特征简档的细节。运营商已经能够基于订户配置文件来支持定制的MTC服务,例如最佳数据包大小和用于MTC服务的专用接入点的最佳路由。 IMSI(国际移动用户识别码(IMSI:International Mobile SubscriberIdentification Number)),是由运营商提供的用于MTC订阅的特定计费策略,并且由运营商用来完全控制在网络中的许可用户。

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