【YD通讯标准】 无线传感器网与电信网结合的网关设备技术要求

ICS33.060
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3253—2017
无线传感器网与电信网结合的
网关设备技术要求
Technical requirements for wireless sensor network andtelecommunication network combined gateway device2017-04-12发布
中华人民共和国工业和信息化部2017-07-01实施
1范围
2规范性引用文件
3缩略语..
无线传感器网与电信网相结合的网络架构4
4.1网络架构
4.2网络功能实体
5无线传感器网络网关的分类
无线传感器网络网关设备的接口要求，6.1无线传感器网络网关设备接口模型电信网接口要求
无线传感器网络接口要求
7网关基本功能要求
协议转换
与公众电信网互通
与无线传感器网络互通
寻址功能
鉴权和安全
状态监测
业务调度
WSN配置多个网关时网关的功能要求软件和配置参数更新
无线收发器性能指标要求
8.1TD-SCDMA模块无线收发器性能指标要求8.2GPRS模块无线收发器性能指标要求8.3cdma2000模块无线收发器性能指标要求8.4WCDMA模块无线收发器性能指标要求次
8.5固定宽带无线接入模块无线收发器性能指标要求8.6WSN模块无线收发器性能指标要求9网关的操作管理维护要求
9.1管理方式
配置管理要求
性能管理要求
YD/T3253—2017
YD/T3253—2017
9.4故障管理要求
9.5安全管理要求
10其他要求
10.1环境要求
电源和接地要求，
安全要求..
YD/T3253—2017
本标准是无线传感器网络与电信网络结合的系列标准之一。该系列标准的名称预计如下：a）《无线传感器网络与电信网络结合的总体技术要求》；b）YD/T3253《无线传感器网与电信网结合的网关设备技术要求》：c）《无线传感器网与电信网结合的网关设备测试方法》。随着技术的发展，还将制定后续的相关标准。本文件按照GB/T1.1一2009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：中国信息通信研究院、中国电信集团公司、中国移动通信集团公司、中国联合网络通信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、大唐电信科技产业集团。本标准主要起草人：龚达宁、党梅梅、许玲、马景旺、李凤、田野、赵、牧、黄海昆、刘玮、黄文利。
1范围
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无线传感器网与电信网结合的网关设备技术要求本标准规定了无线传感器网与电信网结合的参考模型、无线传感器网络网关设备的接口要求、业务能力要求、基本功能要求、无线收发器性能指标要求、业务性能指标要求、操作管理维护要求、环境要求等。
本标准适用于与电信网络结合的无线传感器网络网关设备。专用无线传感器网络网关设备也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T22451—2008无线通信设备电磁兼容性通用要求YD/T1082一2011接入网设备过电压过电流防护及基本环境适应性技术条件YD/T1107一2001900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）无线接口规范：媒体接入控制/无线链路控制（MAC/RLC）协议YD/T1214一2006900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备技术要求：移动台
YD/T1367—20152GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求YD/T1371一20062GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（所有部分）YD/T1372一20062GHzTD-SCDMA数字峰窝移动通信网Uu接口层2技术要求（所有部分）YD/T1373—20082GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口RRC层技术要求YD/T1475一2006接入网技术要求-基于以太网方式的无源光网络（EPON）YD/T1530一2006接入网技术要求-频谱扩展的第二代不对称数字用户线（ADSL2+）YD/T15392006移动通信手持机可靠性技术要求和测试方法YD/T1544一20072GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口物理层技术要求（第一阶段）（所有部分）
YD/T1545.1一20072GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口层二技术要求（第一阶段）第1部分：MAC
YD/T1545.2一20072GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口层二技术要求（第一阶段）第2部分：RLC
YD/T3253—2017
YD/T1546一20072GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网Uu接口RRC层技术要求（第一阶段）YD/T1558—2013800MHz/2GHzcdma2000数字蜂窝移动通信网设备技术要求移动台（含机卡体）
YD/T1591一2009移动通信终端电源适配器及充电/数据接口技术要求和测试方法YD/T1674—20072GHzcdma2000数字蜂窝移动通信网广播多播业务（BCMCS）设备技术要求：接入终端（AT）
YDT1843一20092GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速上行分组接入（HSUPA）Uu接口物理层技术要求（所有部分）
YD/T1845—20092GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速上行分组接入（HSUPA)Uu接口RRC层技术要求（所有部分）
YD/T1846—20092GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网高速上行分组接入（HSUPA）Uu接口层2技术要求（所有部分）
YD/T1949—2009接入网技术要求-吉比特的无源光网络（GPON）YD/T1996一2009接入网技术要求-第二代甚高速数字用户线（VDSL2）YDC036一2004800MHzCDMA1X数字蜂窝移动通信网总技术要求高速分组数据（HRPD）接入终端（AT）
3GPPTS25.323分组数据汇聚协议（PacketDataConvergenceProtocol（PDCP）protocol）3GPPTS25.324广播/多点传送控制协议（Broadcast/MulticastControl（BMC）protocol）3GPPTS24.008移动无线接口层3规范：核心网协议：阶段3（MobileRadiointerfaceLayer3specification;Corenetworkprotocols;Stage3)IETFRFC791互联网协议（InternetProtocol）3缩略语
下列缩略语适用于本文件：
第三代合作组织
认证授权计费
计费和签约支撑系统
媒体接入控制
无线接入技术
无线链路控制
无线本地局域网
无线传感器网络
无线个域网
3rd Generation Partner ProjectAuthenticationAuthorization and AccountingBilling and Order Support SystemMedia Access Control
Radio Access Technology
Radio Link Control
Wireless Local Area Network
Wireless Sensor Network
Wireless Personal Area Network4无线传感器网与电信网相结合的网络架构4.1网络架构
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无线传感器网络与电信网络结合，是指将无线传感器网络与电信网络相连接，利用电信网络对无线传感器网络及其提供的业务进行监控、管理及完成业务的承载与合作实施，并通过电信网络扩展无线传感器网络所提供的业务。
远程业务应用
签约数据库
计费系统
本地业务应用
业务平台
无线传感器网络
业务应用网关
核心网
接入网
管理平台
图1WSN与电信网络结合的网络架构WSN与电信网络结合的网络架构如图1所示电信网络
无线传感器网络（WSN）与电信网络结合的系统架构中，无线传感器网络（WSN）由一组传感器节点设备通过网关配置或预配置方式形成的网络。WSN属于延伸层。无线传感器网络通过网关经由电信网络与电信网络业务平台、管理平台相连。电信网络的接入网和核心网应为适应WSN网络的业务特征而进行优化和适配。4.2网络功能实体
4.2.1WSN节点设备
WSN与电信网络结合的架构中包含一类终端设备：WSN节点WSN节点通过网关设备连接至电信网平台。WSN节点设备为构成无线传感器网络的传感器节点，通过一跳或多跳与网关连接。WSN节点设备负责采集并上传数据，以及接收并执行命令。设备间可根据需要以星形、树形MESH、或混合方式组网，其中某些设备或具有较强的组网和数据转发能力。WSN节点为延伸网的最末端。
对于直接与电信网络发生交互的WSN节点的独立终端，不在本标准规定范围之内。本标准中，WSN节点的通信模块一般采用低速近距离通信技术，不提供中高速业务。本标准中，WSN的信息获取方式采用传感器方式，不包含通过摄像头的信息获取方式。3
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4.2.2网关
网关负责连接无线传感器网络和电信网络。与无线传感器网络的连接，除了能够实现和无线传感器网络的物理互通外，还提供对无线传感器的配置与组网，协议转换、地址映射和数据转发、命令转发等功能：与电信网络的连接，除了通过各种接入方式接入电信网络外，还需要和业务平台或者业务应用通信，接受业务平台下发的业务数据、业务控制命令等，处理业务逻辑，同时，网关还应该将相应的业务数据、事件、状态上传到业务平台中的相应业务能力单元，和业务平台或者业务应用合作完成对无线传感器网络的的管理、数据的处理和转发、命令的转发或者处理：并且集成安全和计费等功能。个无线传感器网络可能通过多个网关接入到电信网络。本标准不涉及这部分的内容的研究4.2.3业务平台
业务平台是电信网络与无线传感器网络进行结合来提供各种服务的主要功能实体。业务平台主要以统一平台的方式接入和管理网关和各种终端设备，主要包括终端管理、数据管理、状态管理、事件管理、业务控制、应用提供，路由、认证，签约等功能单元，并以统一的开放接口方式将终端设备所采集的数据、对终端设备的管理、以及电信网的一些业务能力，如：短信、彩信、定位、语音等开放给业务应用，以方便用户能够开发更多的业务应用。业务平台通过开放接口，让业务应用通过业务平台来操作、控制终端设备，也能够让业务应用能够在得到业务平台授权下，来远程操作、控制终端设备，以执行相关控制操作。业务平台也统一管理本地业务应用、远程业务应用，对各种业务应用进行认证，鉴权：处理业务应用的各种命令请求；接受业务应用的消息订阅、消息分发策略的存储、对数据和信息的检查、并发送通知消息：接受组建立请求，组操作请求，依据操作请求中的组信息获取各个终端的信息，并对客个终端执行组操作请求中的具体操作。业务平台根据其相应功能单元中的无线传感器网络终端或网关的数据、状态、事件等决定相应的通信模式和业务交互操作方式。根据无线传感器网络终端和网关的离线、短消息在线、数据通道在线等（包括但不局限于这儿种方式）分别做相应的处理：当处于离线状态，则等待或通知管理员：当处于短信模式时，则基于短信通信或者激活终端建立数据链接：当处于数据在线时，则直接基于IP方式通信。业务平台基于种状态下发业务数据、命令，接收无线传感器网关或者终端上报的业务数据、状态、事件等。
由于无线传感器网络覆盖范围较广、终端和网关数量众多、地域集中度差异较大，业务平台要支持多级的业务平台架构，各级业务平台除了管理无线传感器终端或者网关外，还需要管理下层的业务平台。包括：鉴权、注册、登陆、注销、数据同步（业务的内容、签约数据、配置数据等）、心跳检测等；同时，同级业务平台之间可能还存在业务互通和数据交互，包括：数据同步等。业务平台在与无线传感器网关或者终端进行业务交互，包括注册、登陆、注册等时，根据消息中的相关设备标识、应用类型或应用标识，决定是否由本业务平台进行处理，否则上传到上一级的业务平台进行业务处理。业务平台管理业务应用网关，将业务平台能力通过业务应用网关开放给需要协议和接口适配的业务应用。
业务平台根据签约信息实现对网关、无线传感器网络终端、本地业务应用、远程业务应用的鉴权、认证。
4.2.4签约数据库
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签约数据库保存各种包括网关、终端设备的信息，也保存本地业务应用、远程业务应用、以及物联网网关等应用相关的信息。业务平台可对签约数据库的数据执行增加、删除、修改、查询等多种操作，来操作和使用各种网关，终端、和应用的各种信息。终端设备信息包括终端设备的身份信息，认证信息和授权信息，以及用户和终端设备绑定信息等。根据不同情况，签约数据库可保存用户的身份信息及用户和终端设备的绑定信息，也可以只保存用户的身份信息（可由网关保存用户和终端设备的绑定信息），或者直接保存终端设备的身份信息。还负责用户的签约数据库，以及执行用户的身份验证和授权等。签约数据库还能保存各种业务应用相关的数据，如：业务应用的认证授权信息、业务应用的服务等级信息，业务应用的所需要数据信息，业务应用订阅的通知信息。如果远程业务应用通过物联网网关接入业务平台，那么物联网网关相关的信息也将保存。4.2.5计费系统（电信网络侧）
计费系统是电信网络中对与无线传感器网络相结合的业务进行计费的功能实体，与业务平台连接完成计费过程。
4.2.6业务应用网关
对于使用的接口、业务能力和协议与业务平台不一致的远程业务应用，需要通过业务应用网关完成协议转换和业务、接口的适配。业务应用网关是一种将业务平台的业务能力开放的服务接口设备，是在业务平台管理下，将业务平台的各种业务能力，并可能的电信网或者电信业务能力用开放接口方式向业务应用开放，业务应用通过业务应用网关能方便的调用各种业务平台能力，来开发各种服务和应用4.2.7本地业务应用
本地业务应用是位手电信网络内的提供与无线传感器网络相结合的业务应用。本地业务应用利用业务平台提供的开放接口，对包括网关或无线传感器网络的终端设备进行管理，对终端设备采集的数据进行操作和管理，并结合具体的业务逻1/4，所提供给用户的各种服务和应用。本地业务应用主要由电信运营商管理。
4.2.8管理平台
管理平台是电信网络中对WSN实施管理的功能实体。管理平台的主要能力包括：对无线传感器网络网关设备的属性和操作的管理能力；对无线传感器网络的组建和变更的管理能力，对无线传感器网络终端的属性进行管理的能力、以及对无线传感器网络终端的操作管理能力等。管理平台也提供对业务平台以及业务平台所管理和服务的网关设备、传感网络、业务应用、无线传感器网络终端设备的网管功能，网管功能包括：性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等管理功能。管理平台能够根据签约数据库或者计费系统的信息对设备进行管理。4.2.9业务应用服务器（远程）
远程业务应用是位于电信网络外的提供与WSN相结合的各种服务和应用。远程业务应用通过业务5
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平台的开放接口，或者业务应用网关的接口，来获取业务数据、控制各种包括网关和无线传感器的终端设备，执行相关操作。远程业务应用一般由提供服务的商家或政府机构管理。5无线传感器网络网关的分类
根据无线传感器网络网关的移动性，分为：a）移动网关：网关位置可以移动，能够支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备，包括手持、车载、船载等
b）固定网关：采用无线或有线方式连接电信网络，支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备。一般情况下，最大发射功率等级较手持台要大，且需外接电源根据无线传感器网络网关的尺寸和使用范围，大致可进行以下分类：a）手持网关（手机）：体积小，适合于手持，能够独立支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备：
b）车载网关：不能单独使用，需安装/连接在机动车上，采用无线方式连接电信网络，支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备。车载网关采用无线方式与电信网互通，一般情况下，最大发射功率等级较手持台要大；c）固定网关；采用无线或有线方式连接电信网络，支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备。一般情况下，最大发射功率等级较手持台要大，且需外接电源；d）其他网关：不属于以上类型，可独立或与其他设备联合使用，支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备。
根据无线传感器网络网关支持的无线传感器网络接入技术（RAT）的数量，可将网关分为两种类型a）单模近距离无线接入的WSN网关（只支持一种无线传感器网络空中接口技术）：b）多模近距离无线接入的WSN网关（支持两种和两种以上无线传感器网络空中接口技术）。根据无线传感器网络网关支持的电信网接入技术（RAT）的数量，可将网关分为两种类型a）单模电信网接入的WSN网关（只支持一种电信网接入技术）；b）多模电信网接入的WSN网关（支持两种和两种以上电信网接入技术）。根据无线传感器网络网关的通用性，可分为a）通用网关：支持无线传感器网络与电信网的协议转换和通用功能，不涉及特定的行业特征，能够支持无线传感器网络与电信网结合的业务的网关设备；b）专用网关：基于通用网关，应用于特定场景，支持特定接口和特定行业等软硬件要求。本规范不规定以上特定的接口和软硬件要求。6无线传感器网络网关设备的接口要求6.1无线传感器网络网关设备接口模型无线传感器网络网关设备由公众电信网通信模块、无线传感器网通信模块以及内部协议转换器组6
YD/T3253—2017
成，协议转换可以是由硬件或软件方式实现。网关设备%公众电信网通信模块连接外部接口P，实现到公众电信网承载平面业务数据的发送接收，以及控制平面信令的接收和响应。网关设备通过无线传感器网络通信模块连接外部接口W，实现到无线传感器网络承载平面业务数据的发送接收，以及控制平面信令的发送和接收，实现对终端节点设备的管理和控制。网关内部协议转换模块负责解析并转换公众电信网和无线传感器网络的通信协议，根据来自公众电信网的信令和数据，对无线传感器网络和终端执行相关控制和操作，并将实现业务数据的转发。网关设备接口和协议模型如图2所示。无线的略英品电信网
无美模
承教事道
经欢电信网
图2网关设备协议和接口模型
6.2电信网接口要求
6.2.1承载层面接口要求
6.2.1.1与TD-SCDMA蜂窝网络接口要求与TD-SCDMA蜂窝网络接口时，网关内TD-SCDMA通信模块的控制面和用户面协议栈如图3所示：
控制面
用户面
Application
图3网关内TD-SCDMA通信模块的控制面和用户面协议栈网关与TD-SCDMA蜂窝网络接口应符合以下标准要求：1)YD/T1371—2006;
2)YD/T1372—2006;
3）YD/T1373—2008;bzxZ.net
4）3GPPTS24.008
YD/T3253—2017
网关与TD-SCDMA蜂窝网络接口可选支持高速上行分组接入（HSUPA）。如果网关与TD-SCDMA蜂窝网络接口支持HSUPA，应符合以下标准要求：1)YD/T1843—2009;
2）YD/T1846—2009;
3)YD/T1845—2009;
4)3GPPTS25.323。
6.2.1.2与GPRS蜂窝网络接口要求网关与GPRS网络接口要求应符合以下标准要求：YD/T1107—2001：
YD/T1214—2006900/1800MHz。
6.2.1.3与cdma2000蜂窝网络接口要求网关与cdma2000蜂窝网络接口应至少符合以下标准中的一个：—YDC036—2004:
—YD/T1558—2013;
—YD/T1674—2007。
6.2.1.4与WCDMA蜂窝网络接口要求与WCDMA蜂窝网络接口时，网关内WCDMA通信模块的协议栈如图4所示：网关
控制面
用户面
用户面数据
图4网关内WCDMA通信模块的协议栈网关与WCDMA网络接口要求应符合以下标准要求：a）YD/T1544—2007;
b）YD/T1545—2007;
c）YD/T1546—2007;
d)3GPPTS25.323;
e)3GPPTS25.324。
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