物聯網應用對3GPP核心網絡的影響

謝寶國

（中興通訊股份有限公司中研院系統架構部 南京210012）

1 引言

物聯網被稱為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，將給IT和通信帶來廣闊的新市場。

在全球，越來越多的用戶需求是希望對信息的無窮汲取，無論您身處何處，都可以及時接入網絡，通過網絡了解各方的資訊，您的愛車、您的家、您的快遞、您發的貨物，這些物品的信息都可以通過網絡及時查詢。人們為實現物品信息的獲取，提出了物聯網與泛在網的概念，以期望設備智能化，能通過網絡傳遞信息。

物聯網可以通過電子標簽，把所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。泛在網更進一步，所有物品可以通過各類網絡互相交互信息，體現網絡無所不在、無所不能的優勢。

物聯網是“物物相連的網絡”。這里有兩層含義：首先，信息的提供者和使用者從人逐步擴展到物理實體，物體之間通過物聯網實現通信和信息交換；其次，通過各種無線和/或有線的、長距離和/或短距離通信網絡實現物理實體間的互聯互通，通信和傳輸過程不需要或僅需要有限的人工干預。

通俗上講，物聯網是通過傳感設備按照約定的協議，把各種網絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

從廣義上理解，物聯網不是網絡而是應用和業務。物聯網的主要特征是每一個物件都具有標識，可以被尋址，每一個物件都可以控制，每一個物件都可以通信。

M2M是machine to machine的簡稱，專指機器與機器間通信的業務類型。M2M終端通過“通信網絡”傳遞信息從而實現機器對機器或人對機器的數據交換，也就是通過通信網絡實現機器之間的互聯、互通。狹義的物聯網（Internet of things，IOT）則是指M2M在廣域網、特別是移動運營商網絡中的應用，即以移動網絡運營商的無線網絡為平臺，采用多種傳輸方式（CDMA/GSM/SMS等），通過特種行業終端，服務于行業用戶機器到機器的無線數據傳輸業務。

M2M/IOT業務在全球具有潛在的市場，地理分布廣泛，可以部署在任何網絡可達的位置，取代高成本的有人值守，實現真正意義上的無人值守，對于電力、水利、采油、采礦、環保、氣象、煙草、金融等行業的信息采集意義巨大，有巨大的市場價值。

2 物聯網的產業前景與存在的問題

自從2002年在美國首次商用以來，物聯網應用便以星火燎原之勢在全球迅速蔓延。在國外，Verizon、AT&T、Telenor、NTT docomo等紛紛推出了M2M和IOT應用。在國內，在工業化和信息化融合以及尋求市場新增點的雙重驅動下，中國移動通信集團公司、中國電信集團公司等運營商這幾年也開始了排兵布陣。最近，中國政府將物聯網相關產業正式納入國家《信息產業科技發展“十一五”規劃及2020年中長期規劃綱要》重點扶持項目。M2M和IOT產業將為社會民生帶來的深遠影響已經得到了政府的高度重視。

M2M作為物聯網在現階段的最普遍的應用形式，在歐洲、美國、韓國、日本等國家已實現了商業化應用。主要應用在安全監測、機械服務和維修業務、公共交通系統、車隊管理、工業自動化、城市信息化等領域。提供M2M業務的主流運營商包括英國的BT和Vodafone，德國的T-Mobile，日本的NTT-DoCoMo，韓國的SK等。中國的M2M應用起步較早，目前正處于快速發展階段，各大運營商都在積極研究M2M技術，盡力拓展M2M的應用市場。

要實現物聯網與泛在網提出的物與物通信遠景，首先需要實現如何通過無線移動網絡交互物品之間的信息，也就是M2M業務如何通過運營商網絡實現。對于廣泛分布的M2M終端，采用無線網絡進行通信是優選方案之一。移動通信網絡由于其網絡的特殊性，終端側不需要人工布線，可以提供移動性支撐，有利于節約成本，并可以滿足在危險環境下的通信需求，使得以移動通信網絡作為承載的M2M服務得到了業界的廣泛關注。目前運營商已嘗試開展行業相關的M2M業務，現有的一些行業應用，如遠程抄表、水位監控等，都是采用GPRS網絡傳輸傳感器采集的數據信息。隨著M2M應用的發展，采用無線網絡作為通信網絡存在著迫切的需求。但現有的M2M業務具有認知度低、商業模式單一等問題，未有效形成從終端制造商、應用開發商、網絡運營商、系統集成商、最終用戶等多個環節的共贏的、規模化的產業鏈。

由于M2M應用相關技術規范不統一，在國際國內都尚未形成統一的M2M相關技術標準規范，成為M2M應用發展的最大障礙?，F階段，大部分網絡運營商對于M2M終端也僅作為H2H終端處理，沒有對移動網絡架構與流程進行優化，因大量的M2M終端接入網絡帶來網絡資源缺乏、管理成本提升與擴容的壓力，同時因不同類別的M2M終端接入計費沒有差異化策略，對客戶缺乏吸引力。而服務提供商需要面對不同的終端廠商與運營商、不同的開發接口，極大地提高了開發成本?？梢钥闯?，物聯網規范不統一使物聯網的產業化面臨極大的發展障礙。

3 M2M對移動核心網的影響

M2M應用對移動核心網的影響，需要考慮超過手機類終端數倍的M2M終端接入到核心網，對核心網的資源分配、標識、尋址、計費、安全等現有流程造成的沖擊，并通過網絡優化使其對現網影響降低到最低程度。

3.1 設備標識資源不足問題

現在H2H終端在3GPP核心網可以采用IMEI、IMSI、MSISDN、IPv4地址作為設備標識的資源，以IMSI為例，IMSI號碼為15位，由3位MCC國家碼、3位MNC網絡標識碼，9位設備標識碼組成。其資源對于H2H終端應該是足夠的，全球的手機用戶包括各類軟終端目前還遠不到10億用戶。但如果資源與M2M終端共用，就非常緊張。據預測，M2M終端在未來將是H2H終端的5～10倍，如此龐大的數量采用現有的資源肯定是遠遠不夠的。

M2M設備標識應能惟一標識一個M2M終端，可采用IMSI、MSISDN、IP 地址、IMPU/IMPI等。隨著 M2M 應用日益廣泛，設備標識資源短缺問題必將日益突出，國際各標準組織如ITU、3GPP也在積極尋求解決方案，設備標識資源不足的問題對核心網的影響需要引起足夠的關注。

3.2 核心網絡負荷過載問題

當大量終端在同一時段比較集中地接入網絡時，對無線網、核心網都將造成比較大的負荷，擁塞難免會發生，也會增加人與人之間通信的故障率。

核心網絡負荷包括控制面負荷與媒體面負荷，可以想象，當大規模的M2M設備同時接入到核心網，同時發送數據到M2M應用平臺，核心網會遭受非常大的負荷沖擊。一方面，核心網的移動性管理網元需要同時處理終端的接入控制，頻繁地進行附著、激活、業務請求、創建承載等信令交互，會造成控制面負荷過載的發生。同時，當數據交互同時發生時，大量的M2M終端通過核心網的媒體網關與同一個遠程服務器進行數據通信，這就可能造成媒體網關數據擁塞，特別是媒體網關到遠程服務器的IP通道會造成數據阻塞，引起媒體面負荷過載的發生。

舉例來說，當長江水位上漲到警戒水位時，大量水位監控器會向長江防洪指揮中心的遠程服務器發送監控數據，部分檢測點可能還會上傳實時圖像，這類突發的接入與數據傳輸是M2M應用的特點之一，這對核心網的信令面與媒體面的負荷沖擊是瞬間的，對核心網通信的可靠性及健壯性造成相當的影響，需要從技術層面規避這種瞬間負荷對網絡的沖擊。

3.3 核心網絡尋址問題

M2M應用服務器因集中控制等需求需要與M2M終端直接通信，如及時上報測量及監控信息。由于IPv4公有地址缺乏，如果為M2M終端分配公有IP地址，勢必占用大量IP地址資源，IPv4地址無法滿足需求。因此M2M終端通常位于IPv4私網區域，在3GPP網絡分配了在公網不可路由的私網IP地址，并隱藏在NAT后面，如圖1所示。這種場景下，因M2M終端沒有公有的IPv4/IPv6地址，M2M應用服務器無法直接與終端通信，造成M2M終端無法直接被尋址，下行數據無法通知給終端。

3.4 核心網絡安全問題

隨著M2M終端的日益增多，M2M終端通信安全問題也引起各運營商的重視。M2M系統優化的通信安全性應不低于非M2M通信的安全性，如端到端連接安全、組認證安全等。M2M通信安全是多方面的，有終端接入鑒權安全、端到端通信安全、數據安全等多方面。在終端接入鑒權安全方面，需要防止M2M終端接入認證信息被惡意盜用，如H2H終端盜用M2M終端的USIM接入到核心網，影響與遠程M2M應用服務器的數據通信安全。

端到端通信鏈路安全方面，現有的機制很多，如采用類似VPN的機制建立IPSec隧道等方式。在歸屬域，M2M終端與M2M應用服務器之間的端到端安全通過歸屬網絡信任域進行保證，但當M2M終端漫游到其他運營商的網絡時，終端與服務器通過運營商網絡的非信任域進行通信，端到端安全無法保證，需要制定相應的安全機制。

3.5 終端計費

計費的優化，主要是避免大規模M2M終端進行數據通信產生大量CDR對網絡的沖擊。計費可以考慮按M2M終端分組進行組計費，為屬于同一組的M2M設備提供更簡單的計費機制或采用某種策略而不生成設備的計費話單等各類靈活的計費方式。

3.6 M2M終端激活對核心網影響

M2M終端的數量非常廣，分布也非常廣泛，如果要求M2M終端永久在線，對核心網絡資源消耗巨大。因此M2M終端接入到網絡可能存在有多種方式，不需要永久在線，但需要能被M2M應用服務器隨時喚醒。M2M終端在3GPP核心網絡可以有在線與離線兩種模式，在線又分為休眠與連接兩種狀態，不同模式不同狀態對核心網的影響是不一樣的。

離線或在線激活需求源于如下的場景實例：一個電力公司跟運營商簽訂了服務合約，智能抄表終端（電表）正常情況下一個月上報一次數據給電力公司后臺服務系統，用于對終端用戶的計費與電表管理。但是電力公司會在一些特殊的情況下主動激活電表。如以下幾種情形：

·用戶付費超期，需要切斷電力供應；

·原用戶搬家，需要結清電費，以便新用戶搬入計費；

·軟件升級需要及時更新終端。

因此，在特定的場景下，M2M應用服務器需要能激活終端，對終端進行控制或數據交互。M2M終端激活對核心網需要進行增強與優化，將M2M應用服務器的激活信息通過核心網通知給終端，使終端重新與M2M應用服務器建立連接。

4 核心網優化方案與解決思路

M2M應用有很多的場景與需求，為滿足不同的應用需求，核心網首先需要對架構增強、擁塞控制、尋址、標識、激活等共性需求進行優化，以滿足M2M應用的大規模商用。下面重點介紹共性需求的方案實現。

4.1 3GPP網絡架構增強方案

現有的M2M應用對3GPP核心網絡的優化場景，都需要M2M應用服務器與3GPP網絡進行必要的信令交互，并且無線網絡也需要提供M2M終端與M2M應用服務器的數據及信息交互媒體通道。因此原有的3GPP核心網絡架構需要增強，增加相關的接口與邏輯網元功能需求。

通常情況下，M2M應用服務器位于外部網絡，因此需要在無線網絡邊緣增加一個邏輯網元：邊緣網關M2M GW。通過M2M GW，對外部網絡可以屏蔽無線網絡的內部接口與拓撲，并轉換M2M應用服務器的應用層與無線網絡的承載層的之間接口協議。M2M GW對內部網絡的各個網元可采用標準的內部接口進行交互。

M2M GW具有如下功能：

·查詢終端位置、狀態等信息，匯報監控事件，用于終端監控；

·控制面實現小數據量傳輸，用于小數據傳輸；

·反向接入控制、激活終端，用于終端激活控制；

·應用層與承載層接口協議轉換；

·核心網拓撲隱藏；

·地址發現，提供M2M應用服務器/M2M終端地址。

M2M GW與M2M應用服務器之間新增MTCs信令接口，MTCs接口用于M2M應用服務器與3GPP網絡的控制面信令交互，可以是基于API的接口增強，也可以新定義一個接口。MTCs接口主要用于業務層與承載層的信令交互，屏蔽網絡拓撲，并進行不同層的協議轉換。M2M應用服務器可以通過該接口，向3GPP網絡請求終端的位置信息，根據業務黑名單通過3GPP網絡進行接入限制，也可以通過其對3GPP網絡的終端進行激活/去活通知，業務控制非常靈活。

MTCi/MTCsms是M2M應用服務器與3GPP網絡間的用戶面接口，用于數據傳輸。MTCsms用于與短信網關之間交互，通過短消息來傳遞數據，如配置數據，業務層對終端的命令等內容。MTCi接口是IP用戶面接口，類似與3GPP網絡的Gi/SGi接口，用于與外部PDN的連接。

圖2給出了3GPP核心網絡增強的架構，該架構中，增加了M2M GW與MTC相關接口，用于M2M相關功能控制實現。

4.2 擁塞控制網絡解決方案

擁塞控制主要是解決大量的M2M終端在同一時段內接入網絡，造成核心網絡中的移動性管理節點（如SGSN/MME）或媒體面處理節點（如GGSN/PDN GW）負荷過載，導致核心網無法正常工作。

有多種可能產生的過載會導致核心網擁塞，對于媒體面來說，M2M應用服務器處理能力過載，從而無法處理核心網發送的IP數據包，是一種可能的過載場景。另一方面，GGSN/PDN GW中某個APN的用戶面承載的IP流量超出了限定的范圍，是用戶面過載的一種常見表現。對于控制面來說，當大量M2M終端同時接入核心網絡，MME/SGSN無法同時處理超負荷的附著、位置更新、切換、承載建立、承載修改等信令，很多信令會被掛起無法被處理，這是控制面過載的主要表現形式。

大量接入請求會導致媒體面或信令面擁塞，這需要網絡能拒絕部分接入請求來避免網絡資源大量消耗。低優先級終端的概念被引入到擁塞控制的解決方案中，對于實時性要求不高，業務優先級比較低的終端，可以配置為低優先級終端，該終端接入到網絡中需要提供低優先級接入標識，供核心網用以區分不同的終端類型。

如果有M2M設備提供的接入優先級標識，SGSN/MME在較早的時間（如網絡負荷加重時）就可以決定是否拒絕低優先級終端的接入請求。基于SGSN/MME內部擁塞控制機制，SGSN/MME可對“低優先級接入”采取與其他優先級不同的接入控制處理方式。核心網對低優先級接入的處理不會增加SGSN/MME的工作負荷，對于要求“低優先級接入”的終端，可在拒絕連接請求時攜帶擴展的延遲接入時間，使M2M終端被拒絕接入后，需要等待一段延遲接入時間才能再次請求接入網絡。采用低優先級標識＋延遲時間接入的方式，可以防止低優先級終端搶占網絡資源，也避免了接入不成功后頻繁地再次請求接入的場景發生，是避免網絡信令擁塞的一種可行的解決方案。

對于媒體面的負荷過載，可優先釋放低優先級的媒體資源。如果仍然流量過載，可針對過負荷的特定的APN進行流量限制，如媒體面擁塞時，GGSN/PDN GW就不再接受該APN下的新的承載建立、修改等處理，降低該APN下的IP流量，使媒體網關恢復正常的用戶面負荷處理。

對于實時性要求不高的終端，也可以采用分配允許的接入時間段進行控制。當M2M終端附著時，網絡將允許接入的時間段告訴終端，終端可以通過時間控制的方式，避開網絡的繁忙時段，在網絡負荷較輕的時間段接入網絡，從而達到減少網絡擁塞的目的。

4.3 標識資源擴展

大量M2M終端的引入造成網絡號碼資源的短缺，包括IMSI/IMEI/IPv4地址等多種網絡標識，而MSISDN標識短缺對現網的影響尤其突出。

因為M2M終端沒有CS呼叫與語音功能，MSISDN號碼只用于SMS業務，因此現階段的MSISDN號碼擴展方式有以下幾種方法。

第一種方法：對于同屬一個M2M應用服務器管理的M2M終端群，可采用同一個MSISDN。M2M應用服務器向M2M終端發SMS消息時，在SMS消息中攜帶M2M終端標識MD_id，網絡將共享的MSISDN的SMS消息路由到一個專用的短消息網關，解析出短消息中攜帶的MD_id，并向映射服務器查詢MD_id與IMSI的映射關系，最終采用IMSI完成在網絡中的SMS消息傳遞。

第二種方法：采用HSS動態分配MSISDN。在HSS維護一個M2M終端使用MSISDN使用的地址池，當M2M終端接入到網絡且需要使用MSISDN業務時，就給該終端分配一個池中的MSISDN號碼，分配的MSISDN號碼就一直由該M2M終端使用，直至該M2M終端釋放分配的MSISDN號碼。該方法對于網絡沒有影響，收發SMS消息采用現有技術就可以滿足。

第三種方法：不使用MSISDN號碼。在網絡增強的架構中，SMS消息包可以通過MTCs接口發給M2M GW，信令中需要攜帶MD_id標識。M2M GW附著查找MD_id對應的IMSI，并構建新的SMS消息發給終端。這3個方案各有優缺點，對現有網絡影響最小的是第二種方法，但需要占用較多的MSISDN資源，各個網絡根據實際情況可靈活運用。在PS網絡中，MSISDN號碼也可考慮采用IPv4/IPv6地址來進行取代。

為解決IMSI號碼資源不足而提出的擴展方案：IMSI由MCC+MNC+MSIN構成，15位BCD碼。其中MCC為國家碼，3個數字，很多號段預留未使用；MNC為網絡號，2～3個數字；MSIN為移動用戶號。因此對IMSI擴展，可以考慮采用虛擬MCC，在本地PLMN網絡使用未定義的MCC號段分配給M2M終端使用，其帶來的問題是該終端無法漫游。如果是低移動性的終端，可采用類似方案。另外也考慮采用HEX碼取代BCD碼的方式來進行擴展IMSI資源，但這種擴展方案對現有網絡改動較大，需要全網統一升級，以完成HEX碼的識別與解析。

4.4 網絡尋址優化

網絡尋址優化的主要問題在于M2M應用服務器發送下行數據時，需要知道M2M終端的公網或私網地址，以便及時將下行數據包發給M2M終端，完成數據的及時傳送。

M2M應用服務器可能位于公網或私網網絡。若位于運營商私網網絡，可直接采用IP地址路由的方法，M2M應用服務器可通過GGSN/PDN GW查詢M2M終端分配的私網IP地址。若M2M應用服務器位于公網，那就首先需要實現NAT穿越，由NAT為該M2M終端分配公網的IP地址，從而實現來自公網的IP包穿越NAT到達M2M終端。

STUN提供了UDP對NAT的一種簡單穿越方式，通過STUN服務器，M2M應用服務器可以查詢M2M終端的公共地址及端口，從而建立客戶終端與M2M服務商之間的UDP通信，以便實現通話。在采用STUN服務器提供M2M終端地址查詢的方案中，M2M終端在3GPP網絡中建立連接并分配有私網IP地址。M2M應用服務器請求終端公網IP地址時，需要核心網絡中的GGSN/PDN GW代替終端向STUN服務器請求IP公網地址，由STUN服務器代替終端向NAT發注冊包，請求分配公網的IP地址及端口，并將NAT分配的公網IP地址與端口返回給M2M server。

具體方案（如圖3所示），由以下步驟組成：

（1）M2M終端附著到3GPP網絡，請求建立PDN連接，被分配私網IP地址；

（2）M2M應用服務器向M2M GW請求終端的公網IP地址，M2M GW需要向GGSN/PDN GW發起IP地址查詢請求；

（3）GGSN/PDN GW代替M2M終端，采用終端的私網IP地址，作為STUN client向STUN服務器發起注冊請求，STUN向NAT發心跳數據包，使NAT為該終端分配公網IP地址并進行維護。

（4）GGSN/PDN GW 從 STUN server獲取終端的公網IP地址及端口，轉發給M2M GW，M2M代理網關將終端的公網IP、端口傳給M2M應用服務器；

（5）M2M應用服務器向M2M終端發送下行IP數據包，實現數據通信。

其他實現尋址優化的解決方案也很多，如在GGSN與M2M應用服務器之間為該終端建VPN隧道，采用隧道的方式實現IP包的傳輸。尋址的方案都有一定的優缺點與應用場景，在此不一一進行描述了。

4.5 終端激活實現

終端激活是M2M業務提供商非常重要的需求，無論處于任何狀態的終端，如附著狀態下的connected、idle模式，去附著狀態下的detach模式，都需要通過3GPP網絡隨時隨地能觸發得到，使終端建立起與M2M應用服務器的通信。這個需求對于緊急事務的及時監控（如水位監測、樓宇監控等）和需要遠程服務器進行緊急事務的處理非常有實用價值。

如果終端分配有MSISDN并具有CS能力，那就直接采用SMS消息激活的方式，終端收到SMS消息后在PS網絡建立起與M2M服務器的連接。

當終端只具有PS能力時，在PS網絡中，若終端處于connected模式，則此時終端分配有IP地址，并在3GPP網絡中建立了用戶面承載，M2M應用服務器直接采用IP push的方式就可以激活M2M終端，因此對于connected模式的終端激活比較簡單。

對于PS網絡中處于idle模式的終端，需要對3GPP網絡進行增強才可以實現終端的激活。如圖4所示，M2M應用服務器將激活消息下發到3GPP網絡中的移動性管理網元SGSN/MME，可以有以下幾個途徑：

·經過HSS到達SGSN/MME；

·經過GGSN/PDN GW到達SGSN/MME；

·經過M2M GW到達SGSN/MME。

對于不同的途徑，解決方案是不一樣的。M2M應用服務器采用與HSS接口的方式時，HSS要有支持激活終端的功能，并支持與SGSN/MME交互激活終端的信令。SGSN/MME收到激活消息，可通過paging消息及時通知終端，也可以在終端進行位置更新時通知終端，讓終端建立連接并與M2M應用服務器進行數據通信；M2M應用服務器采用經過GGSN/PDN GW到達SGSN/MME的方式時，需要媒體網關具有DPI能力，并取出數據包的MD_id標識，映射為網絡標識IMSI，然后再通過DDN消息通知SGSN/MME paging終端，使終端建立與M2M應用服務器的通信；M2M應用服務器采用經過M2M GW到達SGSN/MME的方式時，所有的網絡增強都集中在新的邏輯網元M2M GW上。M2M GW能解析應用層的協議，將應用層標識映射為網絡層標識，并采用內部標準接口與SGSN/MME進行信令交互，將激活消息發給SGSN/MME，最終使終端建立與M2M應用服務器的通信。采用經過M2M GW的方式可避免對現有網絡進行比較大的改動，不影響現網用戶的業務體驗，是一種較為可行的方式。

對于離線的終端，M2M應用服務器進行終端激活的難點很多，主要體現在幾個方面：離線終端不監聽廣播與paging信道，無法接收網絡下發的消息；終端的頻繁大范圍移動使網絡無法知道終端的具體位置，無法針對終端所知的cell進行尋呼。因此離線激活需要基于特定的場景，一是終端必須位于確定的區域范圍，一是終端必須能定期接收廣播或特定的信道。如果運營商在無線側部署了CBS服務器，就可以采用終端定時監聽cell broadcast channel信道的方式，通知CB信道將激活消息通知給離線的終端。對于沒部署CBS服務器的場景，終端需要定期接收網絡下發的廣播與paging信道，網絡通過廣播或paging信道將激活消息通知給終端。如果終端發生了位置變化，需要及時接入到網絡并通知網絡所在的位置，這樣核心網就可以確定終端的位置，不需要采用全網paging方式來激活終端?？傊?，離線終端的激活技術對終端與網絡都有很大的影響，需要在特定的場景中實現，采用全網paging的方式要消耗大量的無線資源，是一種得不償失的方案。針對終端在特定區域中進行尋呼對網絡的影響相對較小，是可以考慮在核心網進行優化的一種網絡增強的實現方案。

終端激活技術涉及應用層標識與網絡層標識的映射。M2M應用服務器激活終端，一般會采用M2M終端的應用標識，可能是URI、URL或URN等相關標識。激活消息到3GPP網絡后，3GPP網絡需要能解析該激活消息包，將URI等應用標識轉換為在3GPP承載網絡可用的網絡標識，如MSISDN、IMSI等標識。標識的映射可以通過在HSS或M2M GW中進行簽約或靜態配置來實現。

5 結束語

物聯網應用現有階段主要還是集中在M2M相關行業應用，如遠程抄表、智能家居、安防監控都有實際的應用實例。物聯網終端分布區域廣闊，地理位置復雜，移動通信網絡是優先選擇的傳輸網絡之一。由于物聯網終端特定的應用需求，對3GPP移動通信網絡也有很多的需求，如尋址、擁塞控制、標識、激活、監控等，需要3GPP網絡進行增強與優化，以適應物聯網應用環境的需要。

3GPP核心網的優化需要解決對物聯網各類應用的支持，同時最小化核心網被占用的網絡資源，滿足終端的移動性、節電、監控、激活、數據安全等多種需求。另外也要兼顧對3GPP現有網絡的沖擊，以不影響現網用戶的業務體驗為目標，增強網絡的健壯性與可用性。通過對3GPP網絡的增強與優化，使3GPP網絡既可滿足現有人與人的通信，同時也逐步具備人與物、物于物通信的能力，滿足物聯網產業的需求。

1 3GPP TR23.888 V1.2.0.System improvements for machine-type communications

2 3GPP TR22.368 V11.0.0.Service requirements for machine-type communications （MTC）

3 3GPP TS23.401 V10.0.0.General packet radio service（GPRS）enhancementsforevolved universalterrestrialradio access network（E-UTRAN）access