Cellular IoT dans le contexte 5G SA et services associés

Le but de cette formation est de montrer la prise en charge des devices IoT dans le contexte de la 5G SA avec les slices de réseau de type mMTC et HMTC. mMTC est l’émulation de LTE-M et NB-IoT dans le contexte 5G SA en utilisant des ng-eNBs supportant LTE-M et NB-IoT connectés au 5GC (Option 5) ou en utilisant des gNBs supportant une bande de fréquence dédiée pour les transmissions LTE-M et NB-IoT connectés au 5GC (Option 2). mMTC est l’émulation en 5G SA des technologies LTE-M et NB-IoT. HMTC (High Performance MTC) concerne des devices IoT qui nécessitent des communications avec un débit plus élevé et une latence plus faible que ce que propose mMTC mais avec la prise en compte des exigences pour les machines comme mMTC (e.g., économie d ’énergie pour les devices fonctionnant sur pile).

La formation décrit en particulier
• L’architecture 5GS pour l’IoT avec notamment les slices mMTC et HMTC
• Les catégories de devices IoT connectés au 5GC : LTE-M, NB-IoT, LTE Cat1bis, LTE Cat4, RedCap, eRedCap
• Les services de la plate-forme NEF pour le cellular IoT
• Les mécanismes d’économie d’énergie des devices IoT dans le 5GS notamment eDRX, cDRX, PSM, MICO, RAI et HLCom
• Les modes de communication des devices IoT en 5G SA : Communications IP/ communications Non-IP, optimisations sur le plan contrôle, optimisations sur le plan usager.
• Les mécanismes de contrôle de la surcharge et de la congestion 5G SA

1. Définitions
1.1. Cellular IoT
1.2. LTE-M
1.3. NB-IoT
1.4. LTE Cat1bis
1.5. LTE Cat4
1.6. RedCap
1.7. eRedCap
1.8. mMTC
1.9. HMTC
1.10. Comparaison entre les différentes technologies

2. Réseau 5GS pour les communication MTC (Machine Type Communication)
2.1. mMTC en Option 5 : ng-eNB interfacé au 5GC
2.2. mMTC en Option 2 : gNB interfadé au g5GC
2.3. Mobilité 5G 4G et 4G5G

3. Mécanisme d’économie d’énergie : Extended DRX, Connected DRX, PSM, Release Assistance Information (RAI) et HLCom
3.1. Extended idle mode DRX (eDRX) pour la réduction de la consommation d’énergie de l’UE
3.1.1. Principes de l’Extended idle mode DRX
3.1.2. Paging pour extended idle mode DRX avec UTRAN
3.1.3. Paging pour extended idle mode DRX avec E-UTRAN
3.2. Connected DRX (cDRX)
3.3. Power save mode (PSM) pour la réduction de la consommation d’énergie de l’UE
3.4. High latency communication (HLCom) et Extended DRX
3.4.1. Approche basée sur une mise en tampon étendue du trafic de données entrant dans le Serving GW
3.4.2. Approche basée sur la procédure de supervision d’événement où les événements sont soit UE Reachability soit Availability after DDN failure.
3.5. Release Assistance Information

4. Options pour la connectivité de données
4.1. IP sur plan usager sans ou avec optimisation sur le plan usager (User Plane CIoT 5GS Optimization)
4.2. IP sur plan contrôle (DoNAS) avec optimisation sur le plan de contrôle (User Plane CIoT 5GS Optimization)
4.3. Non-IP (NIDD) sur plan contrôle (DoNAS) avec optimisation sur plan de contrôle (Control Plane CIoT 5GS Optimization)

5. Livraison NIDD (non-IP Data Delivery)
5.1. DNN Non-IP
5.2. Livraison NIDD en utilisant l’interface de service de la NEF et son API NIDD
5.2.1. Etablissement de connexion de SMF à NEEF
5.2.2. Configuration NIDD
5.2.3. Procédure NIDD pour le trafic entrant
5.2.4. Procédure NIDD pour le trafic sortant
5.2.5. Libération de la connexion entre SMF et NEF
5.2.6. Etablissement/Modification/libération de la session en roaming via l’entité IWK-SCEF
5.2.7. Taxation NIDD
5.3. Livraison NIDD en utilisant l’UPF et un tunnel N6
5.3.1. Trafic NIDD sortant
5.3.2. Trafic NIDD entrant
5.4. RDS (Reliable Data Service) pour la livraison NIDD
5.4.1. Transfert de données RDS
5.4.1.1. RDS sortant (MO)
5.4.1.2. RDS entrant (MT)
6. Services de la NEF pour l’IoT et call flow associés
6.1. Event Monitoring
6.2. Device Triggering
6.3. Background Data Transfer Policy Negotiation
6.4. NIDD
6.5. Parameters Provisioning
6.6. PFD Management
6.7. Traffic Influence
6.8. AF Session with QoS
6.9. Service specific parameter provisioning
6.10. Group parameter provisioning
6.11. Network Slice Parameters Provisioning
6.12. Network status reporting and network data analytics
6.13. etc.

7. Procédure de réveil de device MTC
7.1. Call flows associés aux différents scénarios de réveil de device

8. Procédure de Supervision d’événements relatifs à des devices MTC
8.1. Types d’événement
8.1.1. Perte de connectivité
8.1.2. Joignabilité de l’UE
8.1.3. Rapport de localisation
8.1.4. Changement d’associationn SUPI-PEI
8.1.5. Etat de roaming
8.1.6. Echec de communication
8.1.7. Disponibilité après l’échec de la procédure DDN (Downlink Data Notification)
8.1.8. Nombre d’UEs présents dans une aire géographique
8.1.9. Changement de type de réseau cœur
8.1.10. Etat de livraison des données entrantes
8.1.11. Mémoire de l’UE disponibile pour SMS
8.1.12. Joignabilité de l’UE pour SMS
8.1.13. Nombre d’UEs enregistrés ou nombre de sessions PDU établiées dans une instance de slice de réseau
8.1.14. Changement de la liste des membres du groupe
8.1.15. Temps d’inactivité de session
8.1.16. Volume de trafic de session PDU
8.1.17. Débit montant/descendant de session PDU
8.1.18. Détection d’application
8.2. Types de supervision
8.2.1. Supervision d’événement via UDM
8.2.2. Supervision d’événement via AMF
8.2.3. Supervision d’événement via SMF
8.2.4. Supervision d’événement via PCF
8.3. Call flows pour la supervision/notification des événements via les différentes entités

9. Procédure de gestion de groupe de device MTC (GROUPE, Group Enhancements)
9.1. Optimisations du réseau mobile pour les groupes de device MTC
9.2. Identité de groupe : External Group ID, Internal Group ID
9.3. Gestion de groupe : Creation, modification, suppression de groupe
9.4. Invocation de service en identifiant le groupe concerné

1. Mécanismes de contrôle de congestion 5G SA
1.1. Small data rate control
1.2. Service gap control
1.3. AMF congestion control
1.4. N2 congestion control
1.5. SMF congestion control
1.6. NAS congestion control
1.7. Control plane data backhoff timers
1.8. Low Access Priority