拥塞概述
在 NB-IoT 网络下，M2M 终端数量众多，根据 45820 协议的描述，每个小区下的终端数量会超过 50000 个，这么多终端若集中上报，将对系统造成较大冲击。拥塞控制手段：
eNB 过载时触发的 RRC 接入和 Paging 流控
eNB 持续过载时触发的 RACH 流控、EAB 接入控制和 SCTP 反压流控
MME 过载时触发的 Overload 和 Back-off timer 控制
如上图所示，拥塞控制主要从Uu口和S1-C两个接口上来控制。
拥塞控制特性 1：eNB 过载
当 eNodeB 过载时，eNodeB 会根据主控板或基带板的 CPU 占用率直接拒绝或丢弃部分初始接入消息或连接恢复消息。
当 eNodeB 负载持续过高时，需要减少对端设备访问 eNodeB的 消息量，从而降低系统负载：
通过降低 SCTP 缓存门限，减少 MME 向 eNodeB 发送的信令数量，从而降低 MME 对 eNodeB 的下行负载。
通过小区 Access Barring，降低 UE 接入频率，从而降低 UE 对 eNodeB 的上行负载。
eNB 拥塞控制的手段主要有RRC 接入控制和RACH接入流控。
1.首先来看 RRC 接入控制：
为了保障高优先级的业务体验，控制面流量控制同时考虑了不同接入原因的优先级差异化处理。控制面保障业务的优先级从高到低的顺序为：
如上图也就是说最优先保证例外数据，如设备告警，设备异常之类的重要数据。
2.RACH 接入流控
为了避免同一时刻大量的随机接入消息会使系统负载变高，导致系统复位。eNodeB 会控制同一时刻随机接入的数量来实现随机接入流量控制，即 eNodeB 根据 NPRACH 信道拥塞情况给不同 UE 发送不同的backoff 时间指示。UE 根据 backoff 时间指示随机选择一个时间进行接入重试，减少碰撞的机会。
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RACH 流控没法区分业务类型，不能保障例外报告和高优先级用户的接入。
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自适应调整可处理 Preamble 数量
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CPU占用率（N） |
流控措施 |
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N ≥ 95% |
eNB丢弃所有preamble。 |
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95% > N ≥ 85% |
eNB调整对preamble的处理能力为100次/秒，对处理能力以外的preamble做丢弃处理。 |
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85% > N ≥ 80% |
eNB调整对preamble的处理能力为300次/秒。 |
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80% > N |
eNB调整对preamble的处理能力为400次/秒。 |
eNB 通过随机接入响应告知 UE 一个 Backoff index，UE 如果需要进行前导重传，则在 0~Backoff index 之间随机选择一个值作为 Backoff时间（在时域上对应子帧位置），UE 在延迟 Backoff时间后再进行前导重传。
拥塞控制特性 2：EAB 接入控制
为了避免大量 UE 接入对现有系统和用户造成冲击，eNodeB会对 UE 进行接入禁止控制。
当小区拥塞或 eNodeB 所连接的 MME 全部都过载时，eNodeB 通过 SIB14 消息中的 AB（Access Barring）信元向 UE 广播接入类控制参数。eNodeB会周期性的下发 SIB14。UE根据收到的接入类参数判断是否在当前小区发起接入。
在 20 秒内，小区处于拥塞的时间占比超过 90% 时，或 eNodeB 连接的所有 MME 都下发过载消息，则 eNodeB 下发 SIB14 消息给 UE。
根据 SIB 消息中的比特位信息，决定 AC0 禁止接入。禁止接入时间为 20 秒。
如果持续 2 个周期满足取消条件（20 秒内小区处于拥塞的时间占比小于 70%），则 eNodeB 不再下发 SIB14 消息，不再对 UE 进行接入控制。
拥塞控制特性 3：MME 过载控制
MME 过载控制分为 OVERLOAD 和Back-off timer。
1.OVERLOAD
当 MME 发生过载时，通过 OVERLOAD START 消息通知 eNB 启动流控，按照 RRC接入原因限制 UE 接入数量；当 MME 过载消除后，通过 OVERLOAD STOP 消息通知 eNB 停止流控。
MME OVERLOAD 过载控制的目的是缓解大量 UE 接入而引起 MME 过载。
当 MME发生过载时，通过 OVERLOAD START 消息通知 eNodeB 启动流量控制，按照 RRC接入原因限制 UE接入的数量。当 MME 过载消除后，通过 OVERLOAD STOP 消息通知 eNodeB 停止流量控制。
CP 优化传输方式时，当 MME 下发 OVERLOAD START 携带的原因值为「not accept mo-data or delay tolerant access from CP CIoT」时，eNodeB 拒绝「mo-Data」和「 delayTolerantAccess」原因值的RRC 用户接入。
2.Back-off timer
基于延迟定时器的信令拥塞控制功能分为两部分：
MME 基于 UE Back-off timer 的信令拥塞控制
MME 基于 P-GW Back-off timer 的 APN 级流控
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控制机制 1：MME 基于 UE Back-off timer 的信令拥塞控制。当 M2M 终端接入量达到系统即时算出的阈值时，启动控制机制 1 的拥塞控制功能，减缓 M2M 终端接入速度，预防系统进入拥塞状态。
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控制机制 2：MME 支持基于 P-GW Back-off timer 的 APN 级流控。当 P-GW 或周边网元过载，会限制 M2M 终端 APN 粒度的业务接入，此时启动控制机制 2 的拥塞控制功能，缓解网络拥塞，保证普通终端业务的成功率。
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使用控制机制 2 的流控时需要 UE Back-off timer 来通知 M2M 终端延迟接入。
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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 的信令拥塞控制
控制机制 1：MME 基于 UE Back-off timer 的信令拥塞控制。当 M2M 终端接入量达到系统即时算出的阈值时，启动控制机制 1 的拥塞控制功能，减缓 M2M 终端接入速度，预防系统进入拥塞状态。
例子 2：MME 基于 P-GW Back-off timer 的 APN 级流控
控制机制 2：MME 支持基于 P-GW Back-off timer 的 APN 级流控。当 P-GW 或周边网元过载，会限制 M2M 终端 APN 粒度的业务接入，此时启动控制机制 2 的拥塞控制功能，缓解网络拥塞，保证普通终端业务的成功率。
使用控制机制 2 的流控时需要 UE Back-off timer 来通知 M2M终端延迟接入。
总结：NB-IoT拥塞控制：
1.eNB 过载控制：RRC 流控、RACH 流控
2.EAB 接入控制
3.MME 过载指示 OVERLOAD 、 MME 过载 Back-off timer
