?蜂窩物聯(lián)網(wǎng)

??蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（Cellular IoT）就是使用現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而形成的物聯(lián)網(wǎng)，是一種將物理設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的方式。通過(guò)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，人們將一些物理設(shè)備——如傳感器——與智能手機(jī)連接在同一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上。

??5G時(shí)代，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)已成為物聯(lián)網(wǎng)連接領(lǐng)域的一個(gè)強(qiáng)有力的參與者。

??一、附著和建立承載

??UE上電之后就開(kāi)始了無(wú)線信令協(xié)議的交互，信令流程依次為：

??1、搜網(wǎng)

??2、小區(qū)駐留

??3、附著和建立默認(rèn)承載

??這個(gè)過(guò)程的意義是建立無(wú)線終端和基站、無(wú)線終端和核心網(wǎng)之間的傳輸鏈路，這個(gè)鏈路就叫做無(wú)線承載。其中，搜網(wǎng)和小區(qū)駐留屬于AS層的信令過(guò)程，附著和建立默認(rèn)承載屬于NAS層的信令。

??二、PDN和默認(rèn)承載

??在UE的第一條Initial Attach中就包含了附著請(qǐng)求（attach request）和PDN連接請(qǐng)求（PDN connectivity request），PDN連接請(qǐng)求的目的是會(huì)在UE和P-GW之間建立默認(rèn)承載（default bearer），默認(rèn)承載會(huì)保持連接直到UE分離（detach）LTE網(wǎng)絡(luò)。

??PDN(Packet Data Network)：

??? LTE網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是在PDN連接上完成的

??? 每個(gè)PDN連接都對(duì)應(yīng)一個(gè)默認(rèn)承載（Default Bearer）和一個(gè)IP address

??? PDN連接請(qǐng)求可帶參數(shù)是：APN、UE支持的PDN類(lèi)型（IPv4，IPv6，IPv4v6等）、鑒權(quán)等。如果APN為空，就采用缺省APN，缺省APN是由HSS提供的，也就說(shuō)缺省APN由SIM卡決定。

??三、默認(rèn)承載和專(zhuān)用承載

??無(wú)線承載分為默認(rèn)承載（Default EPS Bearer）和專(zhuān)用承載（Dedicated EPS Bearer）兩種。

??無(wú)線承載和默認(rèn)承載的區(qū)別：

??1、Qos不同，比如：默認(rèn)承載不保證比特速率(NON-GBR)，而專(zhuān)用承載保證比特率（GBR）。專(zhuān)用承載在有業(yè)務(wù)需要的時(shí)候才建立。

??2、在一個(gè)PDN鏈接中，只有一個(gè)默認(rèn)承載，但可以有多個(gè)專(zhuān)用承載，每個(gè)終端可以建立多條PDN，對(duì)應(yīng)多條默認(rèn)承載和專(zhuān)用承載。

??? 在常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景中，上電之后建立默認(rèn)PDN和它的默認(rèn)承載

??? 如果需要支持IMS業(yè)務(wù)，會(huì)建立IMS PDN和IMS專(zhuān)用承載。

??四、附著和建立承載

下圖是LTE承載示意圖

??五、附著和默認(rèn)承載的信令流程

??附著過(guò)程由終端發(fā)起emm attach request的信令開(kāi)始，由終端發(fā)送emm attach complete結(jié)束，因此也叫做attach過(guò)程。attach過(guò)程伴隨默認(rèn)承載default eps bearer的建立流程和默認(rèn)承載使用的PDN的建立流程。（UEeNBS-GWP-GW）。建立默認(rèn)承載的信令過(guò)程中，會(huì)協(xié)商專(zhuān)用承載的相關(guān)參數(shù)。

??attach request消息如下，攜帶著無(wú)線終端希望和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)商的一些NAS層IE：比如attach類(lèi)型、ID類(lèi)型、UE能力參數(shù)、語(yǔ)音相關(guān)參數(shù)等。這些IE有些是必須的，有些是可選的。

??EPS attach type：必須攜帶。

??? LTE制式的無(wú)線終端支持的attach type只有PS域附著和聯(lián)合附著兩種

??? 聯(lián)合附著combined EPS/IMSI attach，表示支持PS域附著（EPS）和IMSI附著，意味著支持CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）。

??Additional update type：當(dāng)UE請(qǐng)求sms only或者支持CIoT EPS optimizations的時(shí)候需要攜帶。

??? Additional update type value (AUTV)：取值為1的意思是SMS only，表示不支持CSFB，只支持PS域，SMS走NAS信令。取值為0表示支持聯(lián)合注冊(cè)，支持CSFB。

??? Preferred CIoT network behaviour ：取值為1是CP-CIoT，取值為2是UP-CIoT，取值為0是不采用EPS estimation。

??Voice Domain Preference and UE's Usage Setting

??? Voice domain preference for E-UTRAN,，取值IMS PS Voice only表示支持IMS

??? UE's usage setting:voice centric，附著類(lèi)型是聯(lián)合附著時(shí)，如果附著失敗且為voice centric，則終端會(huì)回退到2G/3G進(jìn)行附著。如果為data centric，則終端會(huì)用VoLTE打電話(huà)。

??pdn connectivity request消息中關(guān)注如下兩個(gè)字段：pdn type和PCO(protocol configuration options)。pdn type是終端請(qǐng)求建立的鏈路類(lèi)型ipv4, ipv6或者ipv4v6, PCO是終端向網(wǎng)絡(luò)側(cè)請(qǐng)求的地址，比如P-CSCF是IMS業(yè)務(wù)中的服務(wù)器地址，還有DNS地址等

??PDN連接的參數(shù)可以通過(guò)AT指令設(shè)置

??在attach accept消息中重點(diǎn)關(guān)注EPS network feature support，這個(gè)IE是網(wǎng)絡(luò)支持的能力。如下圖，其中CPCIOT取值表示網(wǎng)絡(luò)支持CP-CIoT。

??物聯(lián)網(wǎng)模組的重要指標(biāo)是功耗。NB-IoT提供了一種降低模組功耗的工作模式PSM，在PSM下的最大耗流為5uA。PSM的定時(shí)器參數(shù)在附著的信令消息里攜帶，并和網(wǎng)絡(luò)協(xié)商。模組退出PSM模式有兩種方式：一種是UE主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)，另一種是當(dāng)T3412定時(shí)器(最長(zhǎng)310H)超時(shí)后，TAU啟動(dòng)，模組退出PSM。模組在不同模式下的功耗示意圖如下所示。

??六、IMS專(zhuān)用承載的信令流程

??建立IMS PDN和它的默認(rèn)承載的信令流程，跟默認(rèn)PDN和它的默認(rèn)承載的流程是完全一樣的，只有參數(shù)不同。比如IMS PDN使用的APN一般是ims, qos也會(huì)不一樣。

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??蜂窩物聯(lián)網(wǎng)接入流程(出處: 利爾達(dá)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)者社區(qū))