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大唐电信首席科学家、大唐移动副总工程师王映民演讲实录

发布时间:2010-10-29 浏览:

  王映民:多谢尤教授,尊敬的邬院士,尊敬的各位来宾,我来自大唐电信集团,我今天发言的题目是《M2M技术与标准化》跟大家汇报一下M2M的技术研究和有关于国际标准化的技术研究合作。演讲内容三个方面一、M2M的背景,二、M2M的标准化,三、M2M技术发展的看法。

大唐电信集团首席科学家/大唐移动副总工程师 王映民

  一、M2M的概念跟物联网技术概念是同一个概念,现在有泛在网的概念,有物联网的概念,有传感网的概念,M2M在3GPP和ETM就是用的这个概念,主要是机器能够制动通信的方式,跟物联网相比来说,物联网可能更概念化一点,M2M更多指无线移动网络和机器通信的结合。M2M就是机器与机器的通信,在3GPP里面叫做机器类通信,M2M更多的是基于传统的电信运营商的移动通信网络提供的机器类的服务。

  原来移动通信网络可以提供人对人的服务,M2M的业务,或者机器类服务可以有利于机器通信的方式。传统的移动通信技术和传感器网络的结合,传统的移动通信系统从人对人的通信扩展到机器类的通信,需要解决大量的低成本,低功耗的终端,需要优化系统网络,以及容量优化和覆盖,需要扩展业务类型,从传统的移动通信网络来证明需要结合传感器网络,从传统传感器网络来说要实现一个光域的覆盖,需要解决大范围覆盖,解决扩展性领域,解决可运营性安全性,降低成本等问题。移动通信和传感器网络的结合,应该说是解决了技术瓶颈,能够大大扩展产业的业务和应用,带来了更多新的机遇。

  这个模型就是ITU给出来的三层模型,包括应用层、网络层、感知层,M2M主要基于网络层,在现在的M2M标准化技术研究里面,其实基于现有的移动通信网络,针对M2M应用需求,怎么样优化网络使它能够更加优化实现机器类通信。

  机器类通信带来很多挑战,首先材料的终端和数据,这个是传统应用技术网络,提供大量终端表示和终端数据,传统网络不能提供的,另外异构的接入技术,另外广泛的应用场景。互联网应用各种各样,我们怎么样好好的分类提供更好的平台。

  对于物联网的标准化组织,这里列出了主要的几点,比如ITU的标准架构,对于ETSI,等方面国内做了相关的工作。物联网标准化发展很多组织都参与,但是目前标准化工作体现不够完整,需要做很多工作。

  二、下面介绍M2M标准化的一些情况。我这里主要介绍ETSI和3GPP的情况,ETSI是欧洲影响最大的标准化组织,ETSI的技术委员会在07年、08年成立了M2M的技术委员会,专门从事M2M的标准化研究,M2M的标准化研究,在ETSI里面特别关注需求,这个技术委员会定义他的工作首先就是收集和制定了M2M的需求,第二个为M2M的应用开发维护了端到端的整体架构。我们如果要研究M2M,最重要的就是从需求出发,ETSI对M2M的需求做的研究非常充分的,ETSI它是参加3GPP的重要发展,本身定位跟3GPP是共通的,具体技术规范不在定义,但是对M2M的需求是相当深入的,针对各种需求做了深入的研究,从这里面要提升一些共有的特性,在现有的移动通信规范基础上,去填补空白,实现M2M的业务,而不是另起炉灶,实现M2M的性能。

  ETSI-M2M相关的项目,针对智能仪表,电子健康,电子消费等各种各样的M2M应用都做了研究,同时对端到端给出了整体的架构,对于需求的研究他有详细的一些文件,这些文件实际上是我们研究M2M的技术优化和业务应用的一个很好的基础。ETSI给出的功能架构是这样,它是针对ITU的三层架构,在通信网络这一侧有M2M的能力层,增强了网络层,包括核心接入,再往下是感知这一层接设备,接传感器的。对接终端定义了两类的方式,一类是终端可以直接和机器相连的,另外一个终端直接连接传感器网络的两种方式。

  这个在ETSI不同能力的定义,在3GPP里面标准化工作是这样,实际3GPP开展机器类的通信,早在05年就开始研究了,05年开始研究呢,07年有一个研究项目,07年就被终止了,这个也是跟应用有关,他研究了一段时间以后,通常的研究项目,接下来会做标准化工作,他这个研究项目到07年3月终止了,也没有再做下一步的工作,相当于两年时间工作在3GPP就搁置了,有两年没有再做。一直到08年又开始了它的研究工作,首先说出了需求,3GPP的SA1的定义需求的工作,这个需求说出了SA1的需求。这个需求定义以后后续开始展开SA2,后续架构的定义现在也没有完成。还有无限接入策的优化和改进,还有对于网络架构,对于核心网的终端,尤其现在的标准化领域,整个工作进展并不是很快,这个过载是很重要的问题,所以过载作为很重要的一项,大量机器终端有可能数字并发,造成过载影响网络工作,现在把过载作为很重要的项目进行研究。

  3GPP定义的机器类通信有两类,包括机器类通信的终端盒机器类通信的用户,还有机器类通信的服务器,服务器在运营商的控制下,另外一个用户自己控制。

  3GPPSA1的研究做了更深入规范的研究,比如机器类通信里面,有些时间控制,有些第一移动性,有些对时间不敏感,有各种各样的特性。这个特性有几个分类,比如第一移动性的特性,网络优化和终端的优化,对整个流程进行优化,针对第一移动性可能是移动性触发的特殊流程,现有的标准化架构里面,重要的特性里面,首先针对这几个工作去做的,包括机器类通信的并购。

  在接入网这一侧,针对大量机器终端特点,对机器进行优化。过载是目前研究的重要内容,3GPP做了机器类通信的研究,基于现有的网络进行了改进,不希望系统没有必要的做出更多的工作,现在大家认为过载可能是最重要的问题。现在主要精力在过载的问题上。

  三、M2M的技术发展。移动网络和传感器网络的结合,主要就是在网络这一层和感知这一层的结合上,这样一个结合在基于3GPP的网络,从整体上来说,我们首先对应用进行深入研究和分类,机器类通信应用的领域很多,它的特性是提取业务特征对核心网接入网进行优化,对终端的管理成本降低,这是整个标准化的一个工作。

  首先对网络表示地址的增强,M2M业务需要大量的地址,这个就是需要对现有的企业进行一定的扩充。第二类就是资源管理,包括控制性能的优化,这样对于低功耗,低成本的终端有一定的可能性。第三移动性管理针对M2M业务特性进行优化。对QOS的控制进行优化流程。在M2M的终端设备需要专门的进行控制,因为一个终端的安全性,工作环境,终端的工作特性上报持续保障。再一个终端群组的管理,大量的终端数据业务的类型是类似的,群组的管理可以极大的简化了设备。

  最后我想谈一下对于蜂窝网和感知网的结合里面网络架构的考虑。安全前面的介绍情况,一个移动通信网络用于M2M业务服务的话,首先直接的就是这样一个应用,我移动通信终端直接跟传感器结合和机器结合,移动通信终端装在机器里,这是一种直接的结合,现在应用商应用都基于这样的应用,这种应用用起来很直接,但是这种应用对于M2M终端数量大量增加,网络提供的服务会受到限制,同时现有的传统移动通信终端,它的成本,它的功耗可能都很难满足物联网应用的需求。

  第二种方式传统的移动通信终端作为网端接口,下面做局域网的网络,局域大量的传导性节点,扩大到覆盖,很好的解决这样的问题。这样的方式存在很多问题,我们过去说传感器网络和无线局域网的网络成本很低,工作也很方便也很灵活,但是这样的网络有一个问题,如果这样业务是得到大规模应用的话,就像我们的WLAN铺设的不是很多,笔记本没办法用。如果方法二利用免接口服务的方式很难提供服务。

  现在利用终端的直接通信或者D2D的直接通信,同时在蜂窝网的环境里面,利用的是相同的通道,D2D受到频段的控制,整个造成干扰的环境是受控制和受协调的,这样网络提供一个非常大的容量,同时质量也可以保证的M2M的通信。我的介绍就到这儿,谢谢大家!