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2024年3月10日发(作者：汇编语言基础入门)
NB-IoT网络架构、数据传输优化方案
NB-IoT的引入，给LTE/EPC网络带来了很大的改进要求。传统的LTE网络的设
计主要是为了适应宽带移动互联网的需求，即为用户提供高带宽、高响应速度的
上网体验。但是，NB-IoT却具有显著的区别：终端数量众多、终端节能要求高
（现有LTE信令流程可能导致终端耗能高）、以小包收发为主（会导致网络信令
开销远远大于数据载荷传输本身大小）、可能有非格式化的Non-IP数据（无法
直接传输）等。
为了适应NB-IoT终端的接入需求，3GPP对网络整体架构和流程进行了增强，提
出了一些解决方案，这主要包括如何适配小包业务的传输、无线侧怎么适配、怎
么解决Non-IP数据的传输、怎么传输SMS短信业务等。
1 NB-IoT总体网络架构
NB-IoT的端到端系统架构如下图所示。
»NB-IoT终端：通过空口连接到基站。
»eNodeB：主要承担空口接入处理，小区管理等相关功能，并通过S1-lite接口
与IoT核心网进行连接，将非接入层数据转发给高层网元处理。这里需要注意，
NB-IoT可以独立组网，也可以与EUTRAN融合组网（在讲双工方式的时候谈到过，
NB仅能支持FDD哦，所以这里必定跟FDD融合组网）
»IoT核心网：承担与终端非接入层交互的功能，并将IoT业务相关数据转发到
IoT平台进行处理。同理，这里可以NB独立组网，也可以与LTE共用核心网。
需要注意的是，这里笼统的写成IoT核心网那是偷懒且毫不负责任的写法，下文
将就此进行详细介绍，这里涉及到较多的技术细节。
»IoT平台：汇聚从各种接入网得到的IoT数据，并根据不同类型转发至相应的
业务应用器进行处理。
» 应用服务器：是IoT数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。
2 NB-IoT中UP和CP优化传输方案大PK
为了适配NB-IoT的数据传输特性，协议上引入了CP和UP两种优化传输方案，
即control plane CIoT EPS optimization和user plane CIoT EPS optimization。
CP方案通过在NAS信令传递数据，UP方案引入RRC Suspend/Resume流程，均能
实现空口信令交互减少，从而降低终端功耗。
需要说明的是CP方案又称为Data over NAS，UP方案又称为Data over User Plane。
将以上总体架构图进行细化，如下：
上图中说明几点：
1)SCEF称为服务能力开放平台，为新引入网元。
2) 在实际网络部署时，为了减少物理网元的数量，可以将部分核心网网元（如
MME、SGW、PGW）合一部署，称为CIoT服务网关节点C-SGN，如虚框中所示。从
这里也可以看出，PGW可以合设，也可以集成到C-SGN中来，图中标示的为PGW
单独设置。
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