擁塞概述
在 NB-IoT 網(wǎng)絡下，M2M 終端數(shù)量眾多，根據(jù) 45820 協(xié)議的描述，每個小區(qū)下的終端數(shù)量會超過 50000 個，這么多終端若集中上報，將對系統(tǒng)造成較大沖擊。擁塞控制手段：
eNB 過載時觸發(fā)的 RRC 接入和 Paging 流控
eNB 持續(xù)過載時觸發(fā)的 RACH 流控、EAB 接入控制和 SCTP 反壓流控
MME 過載時觸發(fā)的 Overload 和 Back-off timer 控制
如上圖所示，擁塞控制主要從Uu口和S1-C兩個接口上來控制。
擁塞控制特性 1：eNB 過載
當 eNodeB 過載時，eNodeB 會根據(jù)主控板或基帶板的 CPU 占用率直接拒絕或丟棄部分初始接入消息或連接恢復消息。
當 eNodeB 負載持續(xù)過高時，需要減少對端設(shè)備訪問 eNodeB的 消息量，從而降低系統(tǒng)負載：
通過降低 SCTP 緩存門限，減少 MME 向 eNodeB 發(fā)送的信令數(shù)量，從而降低 MME 對 eNodeB 的下行負載。
通過小區(qū) Access Barring，降低 UE 接入頻率，從而降低 UE 對 eNodeB 的上行負載。
eNB 擁塞控制的手段主要有RRC 接入控制和RACH接入流控。
1.首先來看 RRC 接入控制：
為了保障高優(yōu)先級的業(yè)務體驗，控制面流量控制同時考慮了不同接入原因的優(yōu)先級差異化處理?？刂泼姹Ｕ蠘I(yè)務的優(yōu)先級從高到低的順序為：
如上圖也就是說最優(yōu)先保證例外數(shù)據(jù)，如設(shè)備告警，設(shè)備異常之類的重要數(shù)據(jù)。
2.RACH 接入流控
為了避免同一時刻大量的隨機接入消息會使系統(tǒng)負載變高，導致系統(tǒng)復位。eNodeB 會控制同一時刻隨機接入的數(shù)量來實現(xiàn)隨機接入流量控制，即 eNodeB 根據(jù) NPRACH 信道擁塞情況給不同 UE 發(fā)送不同的backoff 時間指示。UE 根據(jù) backoff 時間指示隨機選擇一個時間進行接入重試，減少碰撞的機會。
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RACH 流控沒法區(qū)分業(yè)務類型，不能保障例外報告和高優(yōu)先級用戶的接入。
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自適應調(diào)整可處理 Preamble 數(shù)量
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CPU占用率（N） |
流控措施 |
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N ≥ 95% |
eNB丟棄所有preamble。 |
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95% > N ≥ 85% |
eNB調(diào)整對preamble的處理能力為100次/秒，對處理能力以外的preamble做丟棄處理。 |
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85% > N ≥ 80% |
eNB調(diào)整對preamble的處理能力為300次/秒。 |
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80% > N |
eNB調(diào)整對preamble的處理能力為400次/秒。 |
eNB 通過隨機接入響應告知 UE 一個 Backoff index，UE 如果需要進行前導重傳，則在 0~Backoff index 之間隨機選擇一個值作為 Backoff時間（在時域上對應子幀位置），UE 在延遲 Backoff時間后再進行前導重傳。
擁塞控制特性 2：EAB 接入控制
為了避免大量 UE 接入對現(xiàn)有系統(tǒng)和用戶造成沖擊，eNodeB會對 UE 進行接入禁止控制。
當小區(qū)擁塞或 eNodeB 所連接的 MME 全部都過載時，eNodeB 通過 SIB14 消息中的 AB（Access Barring）信元向 UE 廣播接入類控制參數(shù)。eNodeB會周期性的下發(fā) SIB14。UE根據(jù)收到的接入類參數(shù)判斷是否在當前小區(qū)發(fā)起接入。
在 20 秒內(nèi)，小區(qū)處于擁塞的時間占比超過 90% 時，或 eNodeB 連接的所有 MME 都下發(fā)過載消息，則 eNodeB 下發(fā) SIB14 消息給 UE。
根據(jù) SIB 消息中的比特位信息，決定 AC0 禁止接入。禁止接入時間為 20 秒。
如果持續(xù) 2 個周期滿足取消條件（20 秒內(nèi)小區(qū)處于擁塞的時間占比小于 70%），則 eNodeB 不再下發(fā) SIB14 消息，不再對 UE 進行接入控制。
擁塞控制特性 3：MME 過載控制
MME 過載控制分為 OVERLOAD 和Back-off timer。
1.OVERLOAD
當 MME 發(fā)生過載時，通過 OVERLOAD START 消息通知 eNB 啟動流控，按照 RRC接入原因限制 UE 接入數(shù)量；當 MME 過載消除后，通過 OVERLOAD STOP 消息通知 eNB 停止流控。
MME OVERLOAD 過載控制的目的是緩解大量 UE 接入而引起 MME 過載。
當 MME發(fā)生過載時，通過 OVERLOAD START 消息通知 eNodeB 啟動流量控制，按照 RRC接入原因限制 UE接入的數(shù)量。當 MME 過載消除后，通過 OVERLOAD STOP 消息通知 eNodeB 停止流量控制。
CP 優(yōu)化傳輸方式時，當 MME 下發(fā) OVERLOAD START 攜帶的原因值為「not accept mo-data or delay tolerant access from CP CIoT」時，eNodeB 拒絕「mo-Data」和「 delayTolerantAccess」原因值的RRC 用戶接入。
2.Back-off timer
基于延遲定時器的信令擁塞控制功能分為兩部分：
MME 基于 UE Back-off timer 的信令擁塞控制
MME 基于 P-GW Back-off timer 的 APN 級流控
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控制機制 1：MME 基于 UE Back-off timer 的信令擁塞控制。當 M2M 終端接入量達到系統(tǒng)即時算出的閾值時，啟動控制機制 1 的擁塞控制功能，減緩 M2M 終端接入速度，預防系統(tǒng)進入擁塞狀態(tài)。
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控制機制 2：MME 支持基于 P-GW Back-off timer 的 APN 級流控。當 P-GW 或周邊網(wǎng)元過載，會限制 M2M 終端 APN 粒度的業(yè)務接入，此時啟動控制機制 2 的擁塞控制功能，緩解網(wǎng)絡擁塞，保證普通終端業(yè)務的成功率。
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使用控制機制 2 的流控時需要 UE Back-off timer 來通知 M2M 終端延遲接入。
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需要支持接收 UE back-off time 信元。
例子 1：MME 基于 UE Back-off timer 的信令擁塞控制
控制機制 1：MME 基于 UE Back-off timer 的信令擁塞控制。當 M2M 終端接入量達到系統(tǒng)即時算出的閾值時，啟動控制機制 1 的擁塞控制功能，減緩 M2M 終端接入速度，預防系統(tǒng)進入擁塞狀態(tài)。
例子 2：MME 基于 P-GW Back-off timer 的 APN 級流控
控制機制 2：MME 支持基于 P-GW Back-off timer 的 APN 級流控。當 P-GW 或周邊網(wǎng)元過載，會限制 M2M 終端 APN 粒度的業(yè)務接入，此時啟動控制機制 2 的擁塞控制功能，緩解網(wǎng)絡擁塞，保證普通終端業(yè)務的成功率。
使用控制機制 2 的流控時需要 UE Back-off timer 來通知 M2M終端延遲接入。
總結(jié)：NB-IoT擁塞控制：
1.eNB 過載控制：RRC 流控、RACH 流控
2.EAB 接入控制
3.MME 過載指示 OVERLOAD 、 MME 過載 Back-off timer
