為了解決現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)傳輸方式功耗高、無(wú)法支持長(zhǎng)續(xù)航的缺點(diǎn)，NB-IoT通過(guò)簡(jiǎn)化系統(tǒng)流程、加快傳輸速度等方式來(lái)降低終端功耗，提高續(xù)航能力，滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的長(zhǎng)續(xù)航需求。
從傳輸內(nèi)容看，可以傳輸三種數(shù)據(jù)類型，分別為IP、非IP（Non-IP）和短消息（SMS）。IP傳輸與LTE下傳輸?shù)牟町惒淮?，SMS傳輸方式相比傳統(tǒng)有一定的改動(dòng)。
非IP類型的傳輸為NB-IoT新引入的數(shù)據(jù)類型，如果終端采用該類型的傳輸，在PDN連接過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)不為終端分配IP地址，該數(shù)據(jù)類型的傳輸有兩條路徑，一條為通過(guò)傳統(tǒng)的IP類型的傳輸路徑；另一條為通過(guò)新引入的SCEF進(jìn)行傳輸。非IP類型數(shù)據(jù)的路由有兩種方式，一種為在PDN連接建立過(guò)程中P-GW為終端分配IP地址，但該地址不傳輸給UE，只保存在P-GW內(nèi)部，P-GW后的選址與原LTE相同；另一種方式為采用綁定的方式，采用上層應(yīng)用的標(biāo)識(shí)進(jìn)行尋址。將UE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與SCEF及AS綁定。


　　NB-IoT傳輸方式可分為三類：控制面?zhèn)鬏敗⒂脩裘鎮(zhèn)鬏敽投滔艂鬏敗Ｏ旅鎸⑨槍?duì)這三類傳輸方式展開介紹。


　　1、控制面?zhèn)鬏?br />

　　由于CIoT終端大部分時(shí)候都是小包傳輸，并且發(fā)包間隔較長(zhǎng)，為了節(jié)省開銷，提出了控制面數(shù)據(jù)傳輸方案。控制面數(shù)據(jù)傳輸方案針對(duì)小數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化，支持將IP數(shù)據(jù)包、非IP數(shù)據(jù)包或SMS封裝到NAS協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）中傳輸，無(wú)須建立數(shù)據(jù)無(wú)線承載（DRB）和基站與S-GW之間的S1-U承載，節(jié)省了終端和系統(tǒng)的開銷，簡(jiǎn)化了終端和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了端到端各網(wǎng)元的成本。


　　控制面數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)RRC、S1-AP協(xié)議進(jìn)行NAS傳輸，并通過(guò)MME與S-GW之間，以及S-GW與P-GW之間的GTP-U隧道來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于非IP數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)MME與SCEF之間的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。


　　當(dāng)采用控制面優(yōu)化時(shí)，MME應(yīng)支持封裝在NAS PDU中的小包數(shù)據(jù)傳輸；并通過(guò)與S-GW之間建立S11-U連接，完成小包數(shù)據(jù)在MME與S-GW之間的傳輸。


　　對(duì)于IP數(shù)據(jù)，UE和MME可基于RFC4995定義的ROHC框架執(zhí)行IP頭壓縮。對(duì)于上行數(shù)據(jù)，UE執(zhí)行ROHC壓縮器的功能，MME執(zhí)行ROHC解壓縮器的功能。對(duì)于下行數(shù)據(jù)，MME執(zhí)行ROHC壓縮器的功能，UE執(zhí)行ROHC解壓縮器的功能。通過(guò)IP頭壓縮功能，可以有效節(jié)省IP頭的開銷，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

一、NB-IOT的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

NB-IOT從終端到應(yīng)用服務(wù)器共經(jīng)過(guò)了三個(gè)部分六個(gè)過(guò)程，分別指從NB終端發(fā)送數(shù)據(jù)，依次經(jīng)過(guò)了基站、核心網(wǎng)、IOT平臺(tái)，最后達(dá)到應(yīng)用服務(wù)器：
1）首先NB終端通過(guò)空口連接到基站（eNodeB）。
2）NB終端發(fā)送數(shù)據(jù)給基站；
3）基站通過(guò)S1-lite接口與NB 核心網(wǎng) 進(jìn)行連接，將非接入層 （非接入層（原名NAS，Non-access stratum） 存在于UMTS的無(wú)線通信協(xié)議棧中，作為核心網(wǎng)與用戶設(shè)備之間的功能層。該層支持在這兩者之間的信令和數(shù)據(jù)傳輸）數(shù)據(jù)傳到高層網(wǎng)元處理。
4）核心網(wǎng)承擔(dān)與終端非接入層交互的功能，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到IoT平臺(tái) 進(jìn)行處理
5）IOT平臺(tái)匯集所有數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同類型轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用器進(jìn)行處理
6）最后IOT數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用服務(wù)器（數(shù)據(jù)終點(diǎn)），根據(jù)不同需求做數(shù)據(jù)處理




二、NBIOT雙工模式
NB-的IoT技術(shù)是基于現(xiàn)有的LTE標(biāo)準(zhǔn)，包括在下行鏈路中使用的OFDMA（正交頻分多址）接入（DL）和SC-FDMA（單載波頻分多址）接入上行鏈路（UL）信道，時(shí)間 - 頻率結(jié)構(gòu)，信道編碼等等。這顯著減少了時(shí)間規(guī)范開發(fā)，并開發(fā)和組織網(wǎng)絡(luò)和客戶端設(shè)備的生產(chǎn)?？捎糜诓渴?a href="http://pdwa.com.cn/Product/1675403817.html" target="_blank">NB-IoT的3GPP版本13中可用的所有頻帶都是頻率雙工頻帶。然而，盡管如此，M2M終端（M2M-UE）可以在任何時(shí)間用于接收或傳輸。從傳輸模式（UL）到接收模式（DL）的轉(zhuǎn)換伴隨著保護(hù)子幀（SF）的插入，其允許M2M-UE切換發(fā)送器和接收器鏈。這種類型的訪問(wèn)稱為半雙工，具有分頻（HD-FDD - 半雙工FDD）。


HD-FDD是對(duì)FDD-LTE進(jìn)行閹割得到的一種LTE標(biāo)準(zhǔn)，僅支持半雙工，半雙工數(shù)據(jù)傳輸指數(shù)據(jù)可以在一個(gè)信號(hào)載體的兩個(gè)方向上傳輸，但是不能同時(shí)傳輸。例如在一個(gè)局域網(wǎng)上使用具有半雙工傳輸技術(shù)，一個(gè)工作站可以在線上發(fā)送數(shù)據(jù)，然后立即在線上接收數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自數(shù)據(jù)剛剛傳輸?shù)姆较颉Ｏ袢p工一樣，半雙工包含一個(gè)雙向鏈路。


H-FDD與FDD的差別在于終端不允許同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的接收和發(fā)送，這就是上面說(shuō)的半雙工，這樣的特性決定了H-FDD基站和FDD基站是一樣的，但是H-FDD終端相對(duì)與FDD來(lái)說(shuō)可以簡(jiǎn)化，只保留一套收發(fā)機(jī)就OK，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了成本。


說(shuō)一下對(duì)FDD-LTE的理解：首先FDD指頻分雙工，指上行鏈路和下行鏈路采用兩個(gè)分開的頻率，并且對(duì)頻率間隔有一定的要求。在FDD中，任何雙工信道實(shí)際上都是由兩個(gè)單工信道所組成的，利用在用戶和基站里的稱為雙工器的設(shè)備，允許同時(shí)在雙工信道上進(jìn)行無(wú)線發(fā)射和接收。

為了解決現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)傳輸方式功耗高、無(wú)法支持長(zhǎng)續(xù)航的缺點(diǎn)，NB-IoT通過(guò)簡(jiǎn)化系統(tǒng)流程、加快傳輸速度等方式來(lái)降低終端功耗，提高續(xù)航能力，滿足物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的長(zhǎng)續(xù)航需求。

　　從傳輸內(nèi)容看，可以傳輸三種數(shù)據(jù)類型，分別為IP、非IP（Non-IP）和短消息（SMS）。IP傳輸與LTE下傳輸?shù)牟町惒淮?，SMS傳輸方式相比傳統(tǒng)有一定的改動(dòng)。

　　非IP類型的傳輸為NB-IoT新引入的數(shù)據(jù)類型，如果終端采用該類型的傳輸，在PDN連接過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)不為終端分配IP地址，該數(shù)據(jù)類型的傳輸有兩條路徑，一條為通過(guò)傳統(tǒng)的IP類型的傳輸路徑；另一條為通過(guò)新引入的SCEF進(jìn)行傳輸。非IP類型數(shù)據(jù)的路由有兩種方式，一種為在PDN連接建立過(guò)程中P-GW為終端分配IP地址，但該地址不傳輸給UE，只保存在P-GW內(nèi)部，P-GW后的選址與原LTE相同；另一種方式為采用綁定的方式，采用上層應(yīng)用的標(biāo)識(shí)進(jìn)行尋址。將UE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與SCEF及AS綁定。

　　NB-IoT傳輸方式可分為三類：控制面?zhèn)鬏?、用戶面?zhèn)鬏敽投滔艂鬏?。下面將針?duì)這三類傳輸方式展開介紹。

1、控制面?zhèn)鬏?/h2>

　　由于CIoT終端大部分時(shí)候都是小包傳輸，并且發(fā)包間隔較長(zhǎng)，為了節(jié)省開銷，提出了控制面數(shù)據(jù)傳輸方案。控制面數(shù)據(jù)傳輸方案針對(duì)小數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化，支持將IP數(shù)據(jù)包、非IP數(shù)據(jù)包或SMS封裝到NAS協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）中傳輸，無(wú)須建立數(shù)據(jù)無(wú)線承載（DRB）和基站與S-GW之間的S1-U承載，節(jié)省了終端和系統(tǒng)的開銷，簡(jiǎn)化了終端和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了端到端各網(wǎng)元的成本。

　　控制面數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)RRC、S1-AP協(xié)議進(jìn)行NAS傳輸，并通過(guò)MME與S-GW之間，以及S-GW與P-GW之間的GTP-U隧道來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于非IP數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)MME與SCEF之間的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　當(dāng)采用控制面優(yōu)化時(shí)，MME應(yīng)支持封裝在NAS PDU中的小包數(shù)據(jù)傳輸；并通過(guò)與S-GW之間建立S11-U連接，完成小包數(shù)據(jù)在MME與S-GW之間的傳輸。

　　對(duì)于IP數(shù)據(jù)，UE和MME可基于RFC4995定義的ROHC框架執(zhí)行IP頭壓縮。對(duì)于上行數(shù)據(jù)，UE執(zhí)行ROHC壓縮器的功能，MME執(zhí)行ROHC解壓縮器的功能。對(duì)于下行數(shù)據(jù)，MME執(zhí)行ROHC壓縮器的功能，UE執(zhí)行ROHC解壓縮器的功能。通過(guò)IP頭壓縮功能，可以有效節(jié)省IP頭的開銷，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。