随着智能家居、工业互联、智能制造和车联网等应用的发展,物联网的需求和使用稳步增长。通过蜂窝网支撑物联网应用成为必然的趋势,但是当前的LTE网络无法有效承载物联网带来的海量连接,所以窄带物联网(NB-IoT)成为下一代移动通信系统(5G)重点突破的技术之一。窄带物联网的核心网也需要顺应虚拟化和云化的方向发展,但是现有窄带物联网的核心网是基于LTE核心网的升级版本,使用专有的软硬件,不利于核心网业务的敏捷性、网络弹性以及未来的长期演进。因此,本文基于一套虚拟化LTE核心网的开源软件OAI(OpenAirInterface),对窄带物联网的核心网架构进行了初步的设计与实现。在目前的LTE核心网中,有两个方面的问题导致无法有效承载物联网海量连接,一是终端能耗和网络信令开销太高,影响了物联网业务传输效率,所以本文对LTE的核心网进行了改造,通过控制面优化的方式设计并实现了基于LTE的NB-IoT核心网架构;二是未来的窄带物联网对核心网的灵活性和网络功能组合的要求很高,对于不同的业务需求,需要核心网对网络功能快速升级并且优化信令传输路径,LTE的核心网无法满足这些即将到来的要求,因此本文设计并初步实现了基于SBA思想的NB-IoT核心网架构。最后,在OAISIM仿真系统下,对两种NB-IoT核心网的信令处理效率和时延性能做了初步评估。