解決MTC通信信令擁塞的塊信令處理機(jī)制.pdf

1、據(jù)有關(guān)權(quán)威部門預(yù)測(cè),物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)幾年將遍布日常生活的方方面面,擁有百億甚至千億量級(jí)的設(shè)備數(shù)量,真正實(shí)現(xiàn)對(duì)物體智能化的識(shí)別、管理和控制。M2M通信(Machine to Machine Communication),是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)非常重要的應(yīng)用,在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中,基于公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)的 M2M通信又稱為MTC(Machine Type Communication)通信。 MTC/M2M通信與傳統(tǒng)的 H2H( Human to Human C

2、ommunication)通信模型的不同之處在于,它具有終端設(shè)備數(shù)量大、小數(shù)據(jù)傳輸、低移動(dòng)性、時(shí)間局限性等特點(diǎn),這些獨(dú)有的特點(diǎn)使M2M通信廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)抄表、車輛調(diào)度、監(jiān)測(cè)管理、智能家居等各個(gè)領(lǐng)域。
　　雖然目前全球的運(yùn)營(yíng)商及設(shè)備商都大力投入對(duì)MTC通信的研究中,但是大多仍然處在初級(jí)階段,有許多問(wèn)題都還沒(méi)有解決,難以滿足MTC對(duì)復(fù)雜業(yè)務(wù)以及海量用戶接入的需求。這其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是,海量的MTC設(shè)備接入,或者周期性數(shù)據(jù)可能引起的

3、信令擁塞,甚至“信令風(fēng)暴”,從而對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)造成巨大影響。尤其是在認(rèn)證流程中,大量上下文請(qǐng)求與響應(yīng)消息同時(shí)發(fā)送,使得歸屬用戶服務(wù)器/認(rèn)證中心(HSS/AuC)也會(huì)受到信令擁塞的影響,既造成了網(wǎng)絡(luò)擁塞,同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全也造成一定隱患。因此,擁塞與負(fù)載控制已經(jīng)成為MTC通信的一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。
　　論文主要針對(duì)近年來(lái)提出的一項(xiàng)信令擁塞控制機(jī)制——塊信令處理機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)的研究分析,以跟蹤區(qū)域更新流程為例,將塊信令機(jī)制用于該流程,給出了改進(jìn)

4、以后的跟蹤區(qū)域更新流程,尤其對(duì)聚合信令進(jìn)行了詳細(xì)的分析,從而說(shuō)明了塊信令處理方案的可行性。
　　更進(jìn)一步,考慮對(duì)于跟蹤區(qū)域更新流程流程中最為重要的AKA認(rèn)證過(guò)程。當(dāng)一組MTC設(shè)備同時(shí)發(fā)起認(rèn)證請(qǐng)求時(shí),每一個(gè)設(shè)備都要和MME、HSS進(jìn)行一次AKA認(rèn)證流程,這將給HSS/AuC造成很大壓力,非常容易導(dǎo)致信令擁塞。本文利用塊信令處理機(jī)制的思想,提出了一種改進(jìn)的 AKA認(rèn)證方案——基于塊信令機(jī)制的MTC設(shè)備群組認(rèn)證協(xié)議(Bulk-based