3GPP对物联网IoT中的MTC的标准化介绍

对服务的增强支持
3GPP正在标准化来支持第三方与3GPP系统交互，以向其客户提供第三方服务。 支持M2M服务的标准化工作正在在3GPP之外的标准化组织（例如，ETSI TC M2M和oneM2M全球计划;见本头条号前面的文章）中进行，假设M2M服务支持可以由网络运营商以及与运营商签订业务协议的第三方来提供。通过提供附加信息（例如，传输调度信息或少量数据以及对设备触发的指示）并定义3GPP核心网络和应用平台之间的新接口，来促进对支持对服务的配置。为了确保隐私，公开的网络信息确保与私有用户的信息脱钩，也就是没有与UE身份相关的链接。

3GPP MTC相关协议版本
3GPP已经采用发布协议版本的概念来实现稳定的平台，同时便于引入新的功能。表1和表2提供了与MTC相关的高级功能的发布列表。

表1、 3GPP MTC特有的功能增强（核心网和服务架构方面）

表2、 3GPP MTC特有的功能增强（无线接入网络方面）

标准化工作早在2005年开始，当时3GPP TSG SA1开始进行可行性研究，并于2007年输出3GPP技术报告（TR）22.868。 3GPP Release 10技术规范（TS）22.368规定了机器对机器的通信要求。

要求和逻辑分析的细化是在3GPP技术报告23.888中得到解决的（参见：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.888/），并且具体的协议实施是在版本11中进行的。 SA5分析针对重用现有3GPP功能（例如会话启动和控制）的可能程度，并且解决了充电需求。3GPP的MTC架构工作是在Rel-10中开始的，而在Rel-12中，SA2致力于小数据传输和低功耗UE的高效传输。

3GPP的努力最初集中于机器类型设备的识别，以允许运营商在网络过载情况下选择性地处理这些设备。随后的努力已经在MTC模块的复杂性降低，覆盖改进，减少UE功耗以及处理小数据的优化方面进行无线电级别的性能增强。

MTC功能增强
以下详细介绍了3GPP一些关键的MTC功能的增强情况。

核心网和RAN的过载和拥塞控制
当M2M设备已经大量部署时，3GPP识别了网络存在过载的可能的问题。 M2M设备可能会导致信号过载，因为它们同时恢复触发注册以及其他导致信号增加和核心网络过载的过程。具体地，在网络故障时，由于与网络相关联的MTC UE重新选择同时将网络（可能漫游）转移到尚未失败的网络，所以可能会发生信号突然出现的浪涌情况。

所选择的网络可以是漫游网络，其没有设计为为所有漫游MTC用户提供更多的同时访问。无论是否用于MTC即使来自大量UE的正常信令也可能导致网络过载。为了执行过载和拥塞控制，3GPP指定了特定的核心网络和RAN过载和拥塞控制特性来保护网络。

关于机型通信网络改进的研究项目研究了核心网络的过载和拥塞控制。关于MTC的RAN改进的研究项目于2009年第4季度开始。2010年5月开始关于机型通信系统改进的Rel-11伞型研究项目。该WI研究项目还涉及UTRAN和E-UTRAN的RAN过载控制。

通过将MTC UE设备识别为"低访问优先级"指示符配置标识这种延迟容忍的设备来执行防止和控制这种信令浪涌场景的机制，并且这可以被网络用于控制各种过程。在UTRAN或E-UTRAN中，当核心网向RAN指示过载时，RAN（用于UTRAN的UTRAN和用于E-UTRAN的eNB）将拒绝来自这种UE的连接请求，扩展的重新连接等待时间长达30分钟。然后，当UE将在过载时经受更长的退避定时器时，这样的UE可以被网络识别，以在拒绝来自UE的接入请求之后发出信令激活"扩展等待定时器"。这样对于标识为低访问优先级的那些UE，也可以禁止访问网络。对于接入具有低访问优先级的网络的UE，E-UTRAN中的MME可以拒绝RRC连接建立。还可以分配更长的跟踪区域更新以减少拥塞。

在GERAN中，BSS允许可配置的隐式拒绝时间长达200秒，并且将配置为"低访问优先级"的设备将启动隐式拒绝定时器，以在定时器期间预留的时间短内拒绝任何进一步的访问，允许网络控制异常拥塞。 GERAN还通过将仅配置为扩展访问限制的设备排除在外，通过扩展访问控制限制的机制来支持对RAN过载控制。

低成本和覆盖增强的LTE MTC UE
基于LTE的针对M2M应用的LTE调制解调器的复杂度降低的低成本MTC UE的供应研究于2011年9月开始。该研究确定了用于RF和基带复杂度降低的各种技术。复杂度降低的研究针对不需要高数据速率和/或低延迟的MTC设备。利用降低复杂度的技术，观察到会带来覆盖减少的一些负面影响，并且将研究扩展到研究低成本MTC UE的覆盖改进技术。

作为研究的结论，与普通LTE用户设备相比，3GPP开始规范工作，以规定具有降低的复杂度和改进覆盖的新LTE UE类别。技术详情见3GPP技术报告36.888。考虑用于延迟容忍的MTC的复杂度降低的选项主要旨在降低设备的RF和基带成本。减少复杂度的措施包括将数据的最大带宽减少到3 MHz或5 MHz的较窄带宽，将接收天线的数量减少到1，这也限制了对某些MIMO模式的支持，双工操作，并降低设备支持的峰值数据速率降低至1 Mbps。通过重复和捆绑信息来实现延迟容忍MTC设备的覆盖改进。