1、中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 ICS 33.060.99 M36 中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YD/T LTE数字蜂窝移动通信网 增强型机器类 型通信（eMTC） 核心网设备技术要求 Technical requirment of LTE digital cellular mobile telecommunication network of enhanced MTC core network equipment (报批稿) - 发布 - 实施 YD YD/T XXXXXXXX I 目 次 前 言 .II 1 范围 .1 2 规范性引用
2、文件 .1 3 术语、定义和缩略语 .2 3.1 术语和定义 .2 3.2 缩略语 .2 4 eMTC网络架构 .3 5 设备 功能 要求 .4 5.1 MME .4 5.2 S-GW .9 5.3 P-GW .10 5.4 HSS .12 5.5 SCEF（可选） .13 5.6 CG .13 5.7 PCRF .13 6 话单要求 .13 6.1 概述 .13 6.2 PGW-CDR中支持 CIoT相关信息 .13 6.3 SGW-CDR中支持 CIoT相关信息 .14 6.4 SCEF产生的控制面数据传送（ CPDT）话单（ CPDT-SCE-CDR） （可选） .15 6.5 IWK-
3、SCEF产生的拜访网络节点控制面数据传送（ CPDT）话单（ CPDT-SNN-CDR） （可选） .16 7 接口 增强 要求 .17 7.1 S1 .17 7.2 S10 .18 7.3 S11 .18 7.4 S11-U .19 7.5 S5/S8 .19 7.6 S6a .19 7.7 S6c/SGd .19 7.8 S6t（可选） .19 7.9 T6a（可选） .19 7.10 NAS .20 8 操作维护及网管要求 .27 9 定时和同步要求 .27 10 环境要求 .27 11 电源和接地要求 .27 YD/T XXXXXXXX II 前 言 本标准是 LTE数字蜂窝移动通信网
4、增强型机器类型通信 （ eMTC） 系列标准之一 ， 该系列标准的结构 和名称预计如下： a) YD/T LTE数字蜂窝移动通信网 增强型机器类型通信（ eMTC） 核心网设备技术要 求； b) YD/T LTE数字蜂窝移动通信网 增强型机器类型通信（ eMTC） 核心网设备测试方 法。 随着技术的发展，还将制定后续的相关标准。 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位 ： 中国电信集团有限公司 、 中国信息通信研究院 、 中国联合网络通信集团有
5、限公司 、 中国移动通信集团有限公司 、 华为技术 有限公司 、 中兴通讯股份有限公司 、 上海诺基亚贝尔股份有限公 司、爱立信（中国）通信有限公司、大唐电信科技产业集团（电信科学技术研究院）。 本标准主要起草人 ： 林奕琳、何宇锋、朱金银、周星月、陆伟、徐鹂、吴敏清、穆佳、杨红梅、黄 振宁、龚子丹、张科峰、姜永。 YD/T XXXXXXXX 1 LTE数字蜂窝移动通信网 增强型机器类型通信（ eMTC） 核心网设 备技术要求 1 范围 本标准规定了 LTE数字蜂窝移动通信网增强型机器类型通信（ eMTC）核心网设备技术要求，包括 MME、 S-GW、 P-GW、 HSS、 PCRF、 CG等
6、网元相对于 LTE网络功能及接口新增的设备技术功能要求。 本标准适用于支持 eMTC的 MME、 S-GW、 P-GW、 HSS、 PCRF、 CG设备。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 YDN 065-1997 邮电部移动电话交换设备总技术规范书 YD/T 2628.1 演进的移动分组核心网络 (EPC)设备技术要求 第 1部分：支持 E-UTRAN接入 3GPP TS 23.203 R13 组业务和系统方面技术规范；策略和计费控制架构
7、（ Technical Specification Group Services and System Aspects;Policy and charging control architecture） 3GPP TS 23.401 R13 面向演进的通用陆地无线接入网络（ E-UTRAN）的通用无线分组业务增强 （ General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access） 3GPP TS 23.682 R13
8、 促进分组数据网络和应用通信的架构增强（ Architecture enhancements to facilitate communications with packet data networks and applications） 3GPP TS 24.301 R13 面向演进的分组系统（ EPS）的非接入层协议 （ Non-Access-StratAPum (NAS) protocol for Evolved Packet System (EPS)） 3GPP TS 29.214 R13 组核心网络和终端技术规范； Rx参考点的策略和计费控制（ Technical Specifica
9、tion Group Core Network and Terminals;Policy and Charging Control over Rx reference point） 3GPP TS 29.336 R13 归属用户服务器（ HSS）与分组数据网络及应用互通的 Diameter接口（ Home Subscriber Server (HSS) diameter interfaces for interworking with packet data networks and applications） 3GPP TS 29.338 R13 支持 MME的 SMS能力 Diameter
10、协议（ Diameter based protocols to support SMS capable MMEs） 3GPP TS 32.251 R13 通信管理；计费管理；分组交换（ PS）域计费（ Telecommunication management;Charging management;Packet Switched (PS) domain charging） 3GPP TS 32.253 R13 通信 管理 ； 计费管理 ； 控制屏幕（ CP）数据传输域计费（ Telecommunication management;Charging management;Control Pla
11、ne (CP) data transfer domain charging） 3GPP TS 36.300 R13 面向演进的通用陆地无线接入（ E-UTRA）和面向演进的通用陆地无线接入网络 （ E-UTRAN）；总体描述；总体描述（ Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN);Overall description;Stage 2） YD/T XXXXXXXX 2 3GPP TS 36.413 R13
12、面向演进的通用陆地无线接入网络（ E-UTRAN）； S1应用协议（ S1AP） （ Evolved Universal Terrestrial Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)） 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 宽带 E-UTRAN WB-E-UTRAN 不包括 NB-IoT的 E-UTRAN。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 APN 接入点名字 Access Point Name AVP 属性值对 Attribute Value Pair CDR
13、呼叫详单 Call Detailed Record CG 计费网关 Charging Gateway CIoT 蜂窝物联网 Cellular Internet of Things CP 控制面 Control plane CS 电路域 Circuit Switched DCN 专用核心网 Dedicated Core Network DDN 下行数据通知 Downlink Data Notification DDNR 下行数据通知请求 Downlink Data Notification Requests DDNA 下行数据通知响应 Downlink Data Notification Ack
14、 DRX 非连续性接收 Discontinuous Reception EBI EPS承载 ID EPS Bearer ID eDRX 扩展的空闲模式 DRX Extended idle mode DRX eMTC 增强型机器类型通信 Enhanced Machine-Type Communication eNodeB 演进的 Node B evolved Node B EPC 演进的分组域核心网 Evolved Packet Core ePCO 扩展协议配置选项 Extended Protocol Configuration Options EPS 演进分组系统 Evolved Packet
15、 System ESM EPS会话管理 EPS Session Management E-UTRAN GTP GPRS隧道协议 GPRS Tunnel Protocol GTP-C 控制面的 GTP隧道协议 GPRS Tunnelling Protocol for Control Plane GTP-U 用户面的 GTP隧道协议 GPRS Tunnelling Protocol for User Plane HLCOM 高延迟通信 High Latency Communication HSS 归属签约用户服务器 Home Subscriber Server IMEI 国际移动装备辨识码 Int
16、ernational Mobile Equipment Identity IMS IP多媒体子系统 IP Multimedia Subsystem YD/T XXXXXXXX 3 IMSI 国际移动用户识别码 International Mobile Subscriber Identity IP 互联网协议 Internet Protocol IPv4 互联网协议版本 4 Internet Protocol version 4 IPv6 互联网协议版本 6 Internet Protocol version 6 MCC 移动国家号码 Mobile Country Code MME 移动管理实体
17、 Mobility Management Entity MNC 移动网号 Mobile Network Code MO 移动主叫 Mobile Original MS 移动台 Mobile Station MSISDN 移动台综合业务数字网号 码 Mobile Station International Subscriber Directory Number MT 移动被叫 Mobile Terminated NAS 非接入层 Non Access Stratum NIDD 非 IP数据发送 Non-IP Data Delivery PCO 协议配置选项 Protocol Configurat
18、ion Options PCRF 策略及计费规则功能 Policy and Charging Rules Function PDN 分组数据网 Packet Data Network PDP 分组数据协议 Packet Data Protocol PDU 协议数据单元 Protocol Data Unit P-GW 分组数据网网关 PDN Gateway PLMN 公共陆地移动网络 Public Land Mobile Network PSM 节能模式 Power Saving Mode RAN 无线接入网络 Radio Access Network RAT 无线接入类型 Radio Acce
19、ss Type ROHC 健壮性包头压缩 Robust Header Compression SCEF 网络能力开放层 Service Capibility Exposure Function S-GW 服务网关 Serving Gateway SMS 短消息通群发系统 Short Message Service TAU 跟踪区更新 Tracking Area Update UE 用户设备 User Equipment WB-E-UTRAN 宽带 E-UTRAN Wide Band E-UTRAN 4 eMTC网络架构 eMTC 的网络架构和 4G 网络架构基本一致 ， 包括移动性管理设备 （
20、 MME） 、 服务网关 （ S-GW） 、 PDN 网关 （ P-GW） 、 业务能力开放单元 （ SCEF） 、 用于存储用户签约信息的 HSS、 计费网关 （ CG） 、 用于计费 和策略控制的单元 （ PCRF） 、 eMTC 基站 、 eMTC 终端和应用服务器 （ AS） 。 如果支持短消息 ， eMTC 网络 还将包含短消息中心 。 eMTC 网络中的 SCEF 除了能力开放功能外 ， 还可以支持 Non-IP 数据的传输 。 eMTC 网络总体架构见 图 1。 YD/T XXXXXXXX 4 图 1 eMTC网络总体架构 5 设备 功能 要求 5.1 MME 5.1.1 接入控
21、制 （可选） MME应支持 eMTC终端的接入，并通过附着、 TAU等流程与终端协商 CIoT优化能力，具体包括： - 如果终端在 NAS消息中携带 Preferred Network behavior指示终端所支持和偏好的 CIoT优化方 案 ， 则 MME在 NAS消息中携带 Supported Network Behaviour， 向终端指示网络能够接受的 CIoT优 化， 包括 ： 是否支持控制面数据传输 ； 是否支持用户面优化数据传输 ； 是否支持 S1-U数据传输 ； 是否支持 Attach without PDN Connectivity；是否支持控制面数据传输头压缩。 - 如果
22、 UE在 NAS消息中携带 Preferred Network behavior， 并且网络侧不支持 Preferred Network behavior中指示的任意一种 CIoT优化方案，则 MME应拒绝 UE的附着请求。 - 如果 MME根据本地策略决定某一 PDN连接仅能使用控制面数据传输， MME应在 ESM消息中包括 Control Plane Only Indicator。 对于到 SCEF的 PDN连接 ， MME应总是包括 Control Plane Only Indicator。 5.1.2 控制 面 数据 传输（可选） MME应支持控制面数据传输，具体包括： - MME应支
23、持将 IP数据 、 非 IP数据或 SMS封装到 NAS协议数据单元 （ PDU） 中传输 ， 包括 MO和 MT。 对 于 MT， MME应在 NAS PDU中包含对应的 EBI；对于 MO， MME应通过 NAS数据 PDU中包含的 EBI找到对 应承载； - MME应支持与 SGW通过 GTP-U传输用户数据 ， 能够在 GTP-C消息中进行 NAS数据传输指示 、 Control Plane Only指示； eNB MME SCEF SGW PGW HSS/HLR SMSC S1-MME-C S1-U S11 T6a S6a SGd S6t S6c CGGa Ga AS S5/S8 M
24、SC SGs S10 PCRF AF Gx Rx SGi T8 YD/T XXXXXXXX 5 - MME应支持 NAS信令 PDU和 NAS数据 PDU的优先级处理 ， MME支持在 ESM/EMM的 NAS信令过程完成之后 再发起下行 NAS数据 PDU的传输 ， 确保 NAS信令 PDU优先处理 ， 避免 NAS信令 PDU和 NAS数据 PDU之间 的冲突； - 支持数据包的加密和完整性保护； - 对于 IP数据 ， MME支持基于 ROHC框架的 IP头压缩功能 ， 并通过 PDN连接建立过程与终端协商头压 缩配置信息。对下行数据 PDU支持 ROHC压缩，对上行数据 PDU支持 R
25、OHC解压。 - MME支持在采用控制面 CIoT优化时的附着 、 位置更新 、 MO、 MT、 S1连接释放 、 PDN连接建立中的 相关处理 。 对于 MO， 如果 UE通过 eMTC接入并且建立 RRC连接的原因是 “MO exception data”， 则 MME应该将 MO exception data counter发送给 S-GW。 5.1.3 用户面 优化 数据传输（可选） 除了传统的 LTE用户面功能之外， MME还应支持用户面 CIoT优化的相关功能，具体包括： - 当完成用户面 PDN连接建立后， MME应能够通知 eNodeB是否允许 UE采用用户面优化； - 支持连
26、接挂起流程的处理。能够存储进入空闲状态下 UE的 S1AP关联、 UE和承载上下文。如果 eNodeB还提供了建议的寻呼小区或者 eNodeB，则 MME应能够存储这些信息用于下一次寻呼； - 支持 UE和网络侧触发连接恢复流程的处理 。 如果 UE通过 eMTC接入并且建立 RRC连接的原因是 “MO exception data”，则 MME应该将 MO exception data counter发送给 S-GW。 - 对于 IP数据 ， MME支持基于 ROHC框架的 IP头压缩功能 （可选 ） ， 并通过 PDN连接建立过程与终端 协商头压缩配置信息。对下行数据 PDU支持 ROHC
27、压缩，对上行数据 PDU支持 ROHC解压。 5.1.4 控制面方案和用户面方案的并存 （可选） MME支持空闲态用户从控制面方案到用户面方案的转换 。 空闲态用户通过 Service Request流程流程 发起控制面到用户面方案的转换 ， MME收到终端的 Service Request后 ， 需删除和控制面方案相关的 S11-U 信息和 IP头压缩信息，并为用户建立用户面通道。 MME支持连接态用户从控制面方案到用户面方案的转换。连接态用户的控制面到用户面方案的转换 可以由终端通过 Control Service Request流程发起，也可以通过 MME直接发起。 MME收到 Cont
28、rol Service Request消息时 ， 或者检测到下行数据包较大时 ， MME删除和和控制面方案相关的 S11-U信息和 IP 头压缩信息，并为用户建立用户面通道。 5.1.5 短消息 5.1.5.1 概述 MME支持使用控制平面 CIoT优化流程来进行短消息的收发，具体要求如下；： - 当终端在 EMM-IDLE状态下 ， 终端将第一条始发短消息封装在 CONTROL PLANE SERVICE REQUEST消 息中的 NAS message container信元中进行发送； - 即使终端没有建立任何 PDN连接， MME、终端也可以通过 NAS消息传送流程进行短消息的收发；
29、- 在核心网侧， MME为 eMTC终端提供短消息业务存在两种实现方案：基于 SGs接口的短消息方案、 基于 SGd接口的短消息方案 。 如果选择支持短消息方案 ， MME可选择其中一种实现方案予以支持 ， 相对应的 MME的额外功能要求如下面小节所述。 5.1.5.2 基于 SGd接口的短消息 MME支持基于 SGd接口方案的短消息业务 ， MME提供短消息业务的实现方案对 UE来说是不可见的 。 如果支持 SGd短消息方案，相对应的 MME的额外功能要求如下： YD/T XXXXXXXX 6 - 支持在 S6a接口的位置更新消息中向 HSS注册 SMS业务 ， 包含 SMS in MME
30、特性标志 、 MME的 MT-SMS地 址等参数； - 支持通过 S6a接口接收 HSS下发的用户短消息业务签约 ， 并且能够根据签约对 UE的短消息业务进 行控制； - 支持通过 SGd接口与 SMS-SC进行短消息的收发操作； - 支持 SMS MT下的处理，包括向 HSS上报 UE的可达性、向 SMSC通知 UE的可达性、向 SMSC返回重传 时间。 5.1.5.3 基于 SGs接口的短消息 MME支持基于 SGs接口为 eMTC终端提供短消息业务。收到终端发起的联合 EPS/IMSI附着或 TAU流程时， MME应可以通过与 MSC间的 SGs接口为 eMTC终端发起相应电路域位置更新
31、流程 。 依据基于 SGs接口的短消息 的实现机制来支持 eMTC终端的短消息收发业务。 5.1.6 Non IP（可选） 5.1.6.1 概述 MME应支持基于签约信息（ Non-IP-PDN-Type-Indicator AVP）建立 Non-IP类型的 PDN，支持基于签 约信息（ Non-IP-Data-Delivery-Mechanism）选择 Non-IP数据的传输路径。 5.1.6.2 基于 PGW的 Non-IP数据传输 MME应支持控制面优化方案下的到 P-GW的 Non-IP类型的 PDN连接的建立、更新和删除。 MME应支持用户面优化方案下的到 P-GW的 Non-IP类
32、型的 PDN连接的建立、更新和删除。 MME支持通知 eNodeB该承载类型，以便 eNodeB针对该承载关闭头压缩（可选）。 支持从 S11-U接口收发用户的 Non-IP数据报文。 MME支持根据配置选择 Non-IP的 SGW和 PGW。 5.1.6.3 基于 SCEF的 Non-IP数据传输 （可选） MME支持根据用户的签约建立类型为 Non-IP的 PDN连接到 SCEF，能够根据签约的“ SCEF-ID” 、 “SCEF-Realm”查找到对应的 SCEF。 MME应支持 T6a接口建立 、 更新和释放以及 Non-IP数据投递 ， 即当 MME收到上行 Non-IP数据时 ，
33、通过 T6a 接口发送给 SCEF；当 MME收到下行 Non-IP数据时，通过 RAN发送给终端。 5.1.7 PSM 终端在每一次附着或者跟踪区更新时 ， 可能向网络侧请求 Active Time的时长 。 如果 MME支持并接受 终 端 的 省 电 模 式 请 求 ， MME 会 根 据 终 端 提 供 的 Active Time 的 时 长 、 HSS 可 能 提 供 的 Maximum-Response-Time （ Monitoring-Event-Configuration AVP 中 的 UE-Reachability-Configuration AVP） 的时长以及 MME可
34、能本地配置的时长来决定给终端分配的活动时 间。 MME可以根据运营商需求灵活配置 Active Time的时长，如基于 APN或 IMSI号段。 当 UE从连接态进入空闲态后 ， MME启动 Active Time定时器 ， 在 Active Time定时器超时之前当有业务 需求时 MME可寻呼 UE；在 Active Time定时器超时之后 MME认为 UE不可达，当有业务需求时 MME不寻呼 UE。 如果后续有被叫业务， MME需要支持高时延通信 （ High Latency Communication）的功能。 5.1.8 高 时延通信 （ High Latency Communiati
35、on） YD/T XXXXXXXX 7 当 UE不可达 （无法寻呼到 ） 时 （例如 ， UE采用 PSM、 eDRX机制 ） ， 对于到来的下行数据 ， MME可以使 用缓存机制（ SGW缓存或者 MME缓存（可选），具体要求见 3GPP TS 23.401。 MME能够根据策略 （例如 UE变为可达的时间 ） 设置缓存的最大时间 ， 并且启动对应的定时器 (DL Data Buffer Expiration Time)。 MME可以设置缓存的数据包数量（可选）。 MME能够基于配置的策略通知 S-GW进行缓存（ DL Buffering Requested），并携带缓存时间（ DL Buf
36、fering Duration） 及可选携带缓存数据包数量 （ Downlink Buffering Suggested Packet Count） 。 当定时器（ DL Data Buffer Expiration Time）超时后， MME不再认为有缓存数据需要处理。当定时 器没有超时，并且 UE变为可达（例如 UE发起 TAU）， MME应能根据 UE的数据传输方式（是否控制面优化） 建立用户面承载（ S11-U或 S1-U）将缓存数据发往 UE。 在 S-GW负责缓存下行数据时，如果跟踪区更新过程引起 MME变化，旧侧 MME根据 DL Data Buffer Expiration T
37、ime计时器是否过期 ， 通过 Buffered DL Data Waiting指示通知新侧 MME是否有缓存的下行 数据要发给终端 。 当该计时器过期时 ， 旧侧 MME不需要发送缓存数据指示给新侧 MME。 如果跟踪区更新过 程引起 S-GW变化，并且有缓存的下行数据需要下发给终端，那么 MME需要在新旧 S-GW之间建立间接隧道， 将旧侧 S-GW缓存的数据通过新侧的 S-GW发送给终端。 在 MME负责缓存下行数据时，如果 MME发生变化，旧侧 MME缓存的数据会被丢弃。（可选） 高时延通信也可以使用通知机制（通知机制和缓存机制可以并存）。当终端联系网络时，如果 MME 之前收到过关于
38、 “终端可达 ”或 “DDN失败后可用 ”的发送通知请求 ， MME可以及时通知 SCEF。 具体要求 见 3GPP TS 23.682。（可选） 5.1.9 eDRX MME应支持 eDRX功能，包括： - MME支持根据 UE在附着或位置更新中请求的 eDRX参数为 UE确认分配的 eDRX参数 ， MME基于设置的 策略确认或者拒绝 UE使用 eDRX。当确认时， MME基于配置的策略为 UE分配 eDRX参数（包含 eDRX 周期 、 寻呼时间窗长度 ） ， 可以是 UE请求的参数 、 也可以是与 UE请求不同的参数 。 当 UE发生跨 MME的移动时 ， MME传到目标 MME的 U
39、E上下文不应含有 eDRX参数 。 如果拒绝 eDRX请求 ， 则 MME不向 UE提供与 eDRX相关的参数。 - MME支持区分 UE的接入网络来分配对应的 eDRX周期的最大长度。 - 当寻呼 UE时 ， 如果为 UE分配了 eDRX， MME应在计算出的 UE下一次寻呼机会出现时发起寻呼 。 MME 在发往 eNodeB的寻呼消息中应可携带 eDRX周期和寻呼时间窗长度，以辅助 eNodeB寻呼 UE。 - 当 UE建立了紧急呼叫业务的承载时 ， MME不应使用 eDRX。 在该场景下 ， MME可以与 UE协商 eDRX参 数，但不能使用。当紧急呼叫业务的承载被释放后， MME应使用
40、最近一次协商的 eDRX参数。 - Volte用户在用户注册时禁用 PSM和 eDRX。 - MME应支持相应的策略选择仅使用 PSM、 仅使用 eDRX、 使用 PSM+eDRX。 如果使用 PSM+eDRX， eDRX 的周期设置应该在 Active Time定时器内有多次寻呼机会。 - MME应支持根据配置在 PTW开始前提前下发 Paging给 eNodeB。 - MME可以根据运营商需求灵活配置 eDRX参数，如基于 APN或 IMSI号段。 - MME支持接收 HSS签约的用户 eDRX周期。 5.1.10 基于覆盖增强的寻呼优化 MME应能接收并存储 S1接口上 UE上下文释放完
41、成消息及挂起消息中携带的覆盖增强相关信息，包括 全球小区标识和覆盖增强级别。在 MME发起后继的寻呼时，能够在寻呼消息中携带该覆盖增强信息。 5.1.11 速率 控制 （可选） YD/T XXXXXXXX 8 MME可支持服务 PLMN的速率控制机制，具体要求见 3GPP TS 23.401，包括： - 在 PDN连接建立过程中， MME可向 UE和 PGW通知服务 PLMN希望为 NAS数据 PDU执行的服务 PLMN速率 控制，速率分为上行和下行，具体的形式为“每 6分钟 X个 NAS数据 PDU”。 - MME支持在 EPS承载上下文激活过程中（通过激活默认 EPS承载上下文请求消息）向 UE通知服务 PLMN的速率控制。 - 当 PDN连接使用 S11-U且被设置为 Control Plane on
