M2M国内外标准进展

3  M2M在3GPP标准进展概况

3GPP早在2005年9月就开展了移动通信系统支持物联网应用的可行性研究，正式研究于R10阶段启动。M2M在3GPP内对应的名称为机器类型通信（MTC，Machine-Type Communication）。3GPP并行设立了多个工作项目（Work Item）或研究项目（Study Item），由不同工作组按照其领域，并行展开针对MTC的研究，下面按照项目的分类简述3GPP在MTC领域相关研究工作的进展情况。

（1）FS_M2M：这个项目是3GPP针对M2M通信进行的可行性研究报告，由SA1负责相关研究工作。研究报告《3GPP系统中支持M2M通信的可行性研究》于2005年9月立项，2007年3月完成。

（2）NIMTC相关课题，重点研究支持机器类型通信对移动通信网络的增强要求，包括对GSM、UTRAN、EUTRAN的增强要求，以及对GPRS，EPC等核心网络的增强要求，主要的项目包括：

●FS_NIMTC_GERAN：该项目于2010年5月启动，重点研究GERAN系统针对机器类型通信的增强。

●FS_NIMTC_RAN：该项目于2009年8月启动，重点研究支持机器类型通信对3G的无线网络和LTE无线网络的增强要求。

●NIMTC：这一研究项目是机器类型通信的重点研究课题，负责研究支持机器类型终端与位于运营商网络内、专网内或互联网上的物联网应用服务器之间通信的网络增强技术。由SA1，SA2，SA3和CT1，CT3，CT4工作组负责其所属部分的工作。

——3GPP SA1工作组负责机器类型通信业务需求方面的研究。于2009年初启动技术规范，将MTC对通信网络的功能需求划分为共性和特性两类可优化的方向。

——SA2工作组负责支持机器类型通信的移动核心网络体系结构和优化技术的研究。于2009年底正式启动研究报告《支持机器类型通信的系统增强》。报告针对第一阶段需求中给出共性技术点和特性技术点给出解决方案。

——SA3工作组负责安全性相关研究。于2007年启动了《远程控制及修改M2M终端签约信息的可行性研究》报告，研究M2M应用在UICC中存储时，M2M设备的远程签约管理，包括远程签约的可信任模式、安全要求极其对应的解决方案等。2009年启动的《M2M通信的安全特征》研究报告，计划在SA2工作的基础上，研究支持MTC通信对移动网络的安全特征和要求。

（3）FS_MTCe：支持机器类型通信的增强研究是计划在R11阶段立项的新研究项目。主要负责研究支持位于不同PLMN域的MTC设备之间的通信的网络优化技术。此项目的研究需要与ETSI TC M2M中的相关研究保持协同。

（4）FS_AMTC：本研究项目旨在寻找E.164的替代，用于标识机器类型终端以及终端之间的路由消息，是R11阶段新立项的研究课题，已于2010年2月启动。

（5）SIMTC： 支持机器类型通信的系统增强研究，此为R11阶段的新研究课题。在FS_MTCe项目的基础上，研究R10阶段NIMTC的解决方案的增强型版本。

3GPP支持机器类型通信的网络增强研究课题在R10阶段的核心工作为SA2工作组正在进行的MTC体系结构增强的研究，其中重点述及的支持MTC通信的网络优化技术包括：

●体系架构

研究报告提出了对NIMTC体系结构的修改，其中包括增加MTC IWF功能实体以实现运营商网络与位于专网或公网上的物联网服务器进行数据和控制信令的交互，同时要求修改后的体系结构需要提供MTC终端漫游场景的支持。

●拥塞和过载控制

由于MTC终端数量可能达到现有手机终端数量的几个数量级以上，所以由于大量MTC终端同时附着或发起业务请求造成的网络拥塞和过载时移动网络运营商面对的最急迫的问题。研究报告在这一方面进行了重点研究，讨论了多种的拥塞和过载场景要求网络能够精确定位拥塞发生的位置和造成拥塞的物联网应用，针对不同的拥塞场景和类型，给出了接入层阻止广播，低接入优先级指示，重置周期性位置更新时间等多种解决方案。

●签约控制

研究报告分析了MTC签约控制的相关问题，提出SGSN/MME具备根据MTC设备能力，网络能力，运营商策略和MTC签约信息来决定启用或禁用某些MTC特性的能力。同时也指出了需要进一步研究的问题，例如网络获取MTC设备能力的方法，MTC 设备的漫游场景下等。

●标识和寻址

MTC通信的标识问题已经另外立项进行详细研究。本报告主要研究了MT过程中MTC终端的寻址方法，按照MTC服务器部署位置的不同，报告详细分析了寻址功能的需求，给出了NATTT和微端口转发技术寻址两种解决方案。

●时间控制特性

时间受控特性适用于那些可以在预设时间段内完成数据收发的物联网应用。报告指出，归属网络运营商应分别预设MTC终端的许可时间段和服务禁止时间段。服务网络运营商可以根据本地策略修改许可时间段，设置MTC终端的通信窗口等。

●MTC监控特性

MTC监控是运营商网络为物联网签约用户提供的针对MTC终端行为的监控服务。包括监控事件签约、监控事件侦测、事件报告和后续行动触发等完整的解决方案。

4  M2M在3GPP2的标准进展概况

为推动CDAM系统M2M支撑技术的研究，3GPP2在2010年1月曼谷会议上通过了M2M的立项。建议从以下方面加快M2M的研究进程。

（1）当运营商部署M2M 应用时，应给运营商带来较低的运营复杂度。

（2）降低处理大量M2M设备群组对网络的影响和处理工作量。

（3）优化网络工作模式，以降低对M2M终端功耗的影响等研究领域。

（4）通过运营商提供满足M2M需要的业务，鼓励部署更多的M2M应用。

3GPP2中M2M的研究参考了3GPP中定义的业务需求，研究的重点在于cdma2000网络如何支持M2M通信，具体内容包括3GPP2体系结构增强、无线网络增强和分组数据核心网络增强。

5  M2M在CCSA的进展概况

M2M相关的标准化工作在中国通信标准化协会中主要在移动通信工作委员会（TC5）和泛在网技术工作委员会（TC10）进行。主要工作内容如下：

（1）TC5 WG7完成了移动M2M业务研究报告，描述了M2M的典型应用、分析了M2M的商业模式、业务特征以及流量模型，给出了M2M业务标准化的建议。

（2）TC5 WG9于2010年立项的支持M2M通信的移动网络技术研究，任务是跟踪3GPP的研究进展，结合国内需求，研究M2M通信对RAN和核心网络的影响及其优化方案等。

（3）TC10 WG2 M2M业务总体技术要求，定义M2M业务概念、描述M2M场景和业务需求、系统架构、接口以及计费认证等要求。

（4）TC10 WG2 M2M通信应用协议技术要求，规定M2M通信系统中端到端的协议技术要求。

6  结束语

M2M研究是ETSI和3GPP以及3GPP2标准化组织的研究重点之一，研究相对更加系统，进展也比较快，在完成需求阶段工作基础上，第二阶段网络系统架构也已获得初步成果。3GPP的研究重点在于移动网络优化技术，目前已经有了阶段性的研究成果；ETSI研究了多种行业应用需求，成果向应用的移植过程比较平稳，同时这两个标准化组织注意保持两个研究体系间的协同和兼容，国内的标准化工作正在如火如荼的进行。标准化是物联网发展过程中的重要一环，研究和制定M2M的标准化工作有对物联网的发展有着重要的意义，对我国物联网技术发展，乃至对通信业与物联网应用行业间的融合有着重要的借鉴价值和指导意义。