TD—LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案研究

陶勇

【摘要】 近年來，為了有效的提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量、簡化網(wǎng)絡(luò)組織，我國核心網(wǎng)絡(luò)逐漸演變成TD-LTE核心網(wǎng)，這種融合組網(wǎng)的運(yùn)營效率非常高，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛使用。本文根據(jù)多年實(shí)踐，結(jié)合實(shí)際，對TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進(jìn)行深入研究。提出了很多富有建設(shè)性的想法和建議，在我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進(jìn)行研究的道路上做出了有意的探索。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE核心網(wǎng) EPC引入策略 組網(wǎng)方案

現(xiàn)階段，中國移動(dòng)已經(jīng)開始采用2G/3G核心網(wǎng)，通過融合組網(wǎng)方式，對中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，這種TD-LTE核心網(wǎng)的應(yīng)用，有效的提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營質(zhì)量，簡化了信號流程，降低了運(yùn)營成本，同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)組織的構(gòu)成起到了簡化作用，減少了其運(yùn)維難度。2G/3G核心網(wǎng)將是我國網(wǎng)絡(luò)的主要演變方式。

一、TD-LTE/EPC系統(tǒng)

LTE是3G網(wǎng)絡(luò)的演變版本，在2004年由3GPP提出。它是一種適用于3G無限網(wǎng)絡(luò)的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使接入系統(tǒng)更高速、更高效，同時(shí)對其分組數(shù)據(jù)起到了很好的優(yōu)化作用，將無線接入技術(shù)引進(jìn)了無線網(wǎng)絡(luò)。TD-LTE核心網(wǎng)的EPC系統(tǒng)主要目的是為了滿足飛速增長的網(wǎng)絡(luò)用戶需求，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)移動(dòng)通信理念的變革，使其保持3G網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位，同時(shí)也有效的填補(bǔ)了3G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)之間的技術(shù)落差。

TD-LTE是一種由eNodeB構(gòu)成的無線接入技術(shù)，這種無線網(wǎng)絡(luò)模式被稱之為E-UTRAN。EPC系統(tǒng)是E-UTRAN無線網(wǎng)絡(luò)的核心系統(tǒng)。2004年10月，希臘雅典會議開啟了IP分組核心網(wǎng)的演變項(xiàng)目SAE，并且在開始階段將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更新為EPC系統(tǒng)。

二、EPC核心網(wǎng)的網(wǎng)元功能

EPC系統(tǒng)主要是由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、服務(wù)網(wǎng)關(guān)、計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)、計(jì)費(fèi)控制單元、用戶服務(wù)器、區(qū)域服務(wù)器等功能單元構(gòu)成。其中，P-GW和S-GW可以合設(shè)也可以分設(shè)。（1）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備：主要負(fù)責(zé)移動(dòng)性管理和信號處理，功能主要包括：跟蹤區(qū)域數(shù)據(jù)管理；NAS信號及安全保護(hù)；對S-GW和P-GW的架構(gòu)選擇；切換MME時(shí)對其架構(gòu)的選擇；切換2G/3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)SGSN的選擇；承載、鑒權(quán)、漫游控制等管理；核心網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性管理；信號的監(jiān)聽等。（2）服務(wù)網(wǎng)關(guān)：在對無限網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行eNode系統(tǒng)切換時(shí)，協(xié)同完成其系統(tǒng)的重排序功能；在3G網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)切換中的S4接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由系統(tǒng)運(yùn)營；偵聽數(shù)據(jù)分組的前轉(zhuǎn)和路由；根據(jù)不同的QCI、QCI和UE上下行鏈路進(jìn)行相關(guān)計(jì)費(fèi)。（3）分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)：分組網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和路由；3G網(wǎng)絡(luò)的Anchoe功能；IP地址的分配功能；接入PDN的分組網(wǎng)關(guān)功能；對用戶分組數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；偵聽分組數(shù)據(jù)；計(jì)費(fèi)和相關(guān)執(zhí)行策略的執(zhí)行功能；DIP功能；業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)功能；上下行鏈路數(shù)據(jù)分組及表明其傳送標(biāo)記；上下行服務(wù)計(jì)費(fèi)和售后反饋控制。（4）區(qū)域服務(wù)器：為EPC系統(tǒng)提供客戶端；對其網(wǎng)元、終端提供區(qū)域解析。（5）用戶服務(wù)器：儲存用戶合約信息和相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫的組成。主要功能有：用戶相關(guān)信息的儲存；簽約管理和監(jiān)管（用戶網(wǎng)路類型選擇限制，用戶信息限制，對不同用戶的信息管理），支持多種卡類和方式的鑒權(quán)；不同區(qū)域和子系統(tǒng)的呼叫控制；對話管理；實(shí)體互通等。（6）計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)：對EPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的計(jì)費(fèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同時(shí)將相關(guān)信息傳達(dá)至SGSN；對CG完成的計(jì)費(fèi)清單進(jìn)行監(jiān)察處理，并且糾正其中錯(cuò)誤的部分。完成格式化處理之后，標(biāo)準(zhǔn)格式的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)清單交給部門主管。

三、EPC系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系

EPC系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁└咚俚臄?shù)據(jù)分組服務(wù)，其功能類似2G/3G網(wǎng)絡(luò)的分組域，提供更高效的數(shù)據(jù)傳送寬帶，是TD-LTE唯一的核心網(wǎng)絡(luò)。EPC系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

四、EPC核心網(wǎng)路引入策略

EPC核心網(wǎng)絡(luò)引3G無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先要考慮其在各子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)定位，結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)思路綜合考慮其引入策略。

4.1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)定位

對中國移動(dòng)的TD-LTE進(jìn)行業(yè)務(wù)預(yù)判。

（1）系統(tǒng)運(yùn)行的商用初期：①用戶，“數(shù)據(jù)卡”用戶，使用新的USIM卡、IMSI號碼段，使用多模數(shù)據(jù)卡終端；②業(yè)務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和短信業(yè)務(wù)；③漫游和切換，支持網(wǎng)內(nèi)漫游，支持網(wǎng)內(nèi)切換。

（2）進(jìn)入商用階段：①用戶，除了數(shù)據(jù)卡用戶以外，將出現(xiàn)固定的MSISDN號碼，不對其終端用戶進(jìn)行登記記錄；②業(yè)務(wù)，除了發(fā)展數(shù)據(jù)和信息業(yè)務(wù)外，支持手機(jī)語音業(yè)務(wù)。

五、EPC核心網(wǎng)絡(luò)引入策略

不同階段的TD-LTE業(yè)務(wù)擁有不同定位，主要采取兩種方式。

（1）對于新建的3G無線網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)元，初期應(yīng)只負(fù)責(zé)LTE的網(wǎng)絡(luò)接入，后期根據(jù)發(fā)展需求，再逐一增加接入用戶。初期的GPRS網(wǎng)絡(luò)功能升級簡單，能與EPC網(wǎng)元互通，后期通過設(shè)備能力對網(wǎng)絡(luò)拓展部分進(jìn)行升級和改造。這種引入方法相對簡單，適用于小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

（2）新建無線網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)元時(shí)，接入3G業(yè)務(wù)，將現(xiàn)有的GPRS進(jìn)行設(shè)備升級和改造使之融入核心網(wǎng)絡(luò)。這種引入方式相對復(fù)雜，但是其對設(shè)備配置要求很高，設(shè)備升級和網(wǎng)絡(luò)升級必須同時(shí)進(jìn)行，在引入過程中對本網(wǎng)有干擾。

六、EPC與GPRS網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)方案

6.1 融合組網(wǎng)原則

（1）對現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)影響要降到最低；（2）初期的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)盡量簡單化；（3）控制成本最低；（4）滿足LTE網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展要求。

6.2 融合網(wǎng)元部署建議

（1）HSS/HLR

融入HSS/HLR必須具備網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)邏輯、SAE業(yè)務(wù)邏輯、HLR數(shù)據(jù)庫功能。①在商用初期，用戶為數(shù)據(jù)卡用戶，不需要對其進(jìn)行換號或登記，采用新建的HSS/HLR融入方式。為了避免對3G網(wǎng)絡(luò)的影響，初期只負(fù)責(zé)TD-LTE用戶，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后，再對其他3G用戶負(fù)責(zé)。尤其是在商用的初期，很多的規(guī)章制度還不是很完善，很多的操作流程還需要進(jìn)一步修改，所以我們在使用的過程中，一定要更加注意。這樣，才會使網(wǎng)絡(luò)在商用初期的應(yīng)用得到更有利的保證。②網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入商用模式之后，可以采用兩種方案：一是開發(fā)業(yè)務(wù)城市的HLR全面升級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置；二是支持業(yè)務(wù)城市新建HSS/HLR網(wǎng)絡(luò)，逐步更換現(xiàn)網(wǎng)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，我們一定要以科學(xué)合理的商用模式為依據(jù)，使得網(wǎng)絡(luò)可以更好的進(jìn)入到商用模式之中去。我們這樣做，不僅僅是在對用戶負(fù)責(zé)，更是在對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入商用模式的發(fā)展負(fù)責(zé)。endprint

（2）MME/SGSN

融合MME/SGN部署時(shí)應(yīng)該考慮以下兩個(gè)階段。①商用初期，為避免對3G網(wǎng)絡(luò)造成影響，應(yīng)該將新建設(shè)備融合，接入原有TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定之后，再利用設(shè)備率慢慢接入3G網(wǎng)絡(luò)。②商用階段，將融合設(shè)備直接接入LTE、3G網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行升級改造，對其進(jìn)行同步業(yè)務(wù)處理，減少LTE和3G網(wǎng)絡(luò)之間的RA更新，提高設(shè)備利用率。在商用的正式階段，說明整個(gè)的模式在初期階段已經(jīng)取得了一定的成績，得到了相對穩(wěn)定的發(fā)展。進(jìn)入商用階段，也是TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略的重要發(fā)展。不論是對現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，還是對未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都有著至關(guān)只要的作用。

（3）融合CG部署。

①商用初期，為避免對其3G網(wǎng)絡(luò)造成影響，應(yīng)采用新建的融合設(shè)備，初期僅對LTE進(jìn)行計(jì)費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定之后，考慮其設(shè)備利用情況，再確定3G網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)時(shí)間。②商用階段，在新建設(shè)備的同時(shí)對部分CG設(shè)備進(jìn)行升級和改造。

（4）融合DNS部署

建立EPC核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了根DNS和城市內(nèi)的DNS相互融合，應(yīng)該對DNS設(shè)備進(jìn)行升級和改造，將城市內(nèi)的DNS升級為融合DNS，根DNS升級為融合根DNS，在GPRS功能正常使用的情況下，將其引入EPC區(qū)域系統(tǒng)中，期間可以進(jìn)行查找和權(quán)屬查詢。在整個(gè)EPC區(qū)域系統(tǒng)中，做到融合DNS部署。

（5）融合SAE部署

在融合SAE部署時(shí)應(yīng)該分段考慮：①商用初期，為了避免對3G網(wǎng)絡(luò)造成影響，應(yīng)該新建融合設(shè)備，初期接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定之后，對其設(shè)備利用率進(jìn)行考察和分析，再確定接入3G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間。②商用階段，將新建設(shè)備融合接入3G無線網(wǎng)絡(luò)用戶中，同時(shí)對GGN設(shè)備進(jìn)行升級改造，，改造過程中，需要考慮GGSN設(shè)備性能、設(shè)備容量和覆蓋區(qū)域中的TD-LTE業(yè)務(wù)需求，同時(shí)還要注意提高設(shè)備的利用率。

結(jié)論：目前我國3G網(wǎng)絡(luò)的核心系統(tǒng)EPC有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本：R8、R9、R10，更新系統(tǒng)定義了EPS架構(gòu)的全新接口協(xié)議，這種架構(gòu)是LTE和EPC的組成構(gòu)架。新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，其主要系統(tǒng)和各個(gè)網(wǎng)元之間的接口系統(tǒng)全面升級。同時(shí)還確定了CS Fall、SRVCC、HomeB、eNode等功能的新定義，第一項(xiàng)系統(tǒng)的更新在2008年完成，在2009年被正式應(yīng)用于我國3G無限網(wǎng)絡(luò)。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)到來，本文結(jié)合實(shí)際，對我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進(jìn)行分析，提出了很多有意的想法，為我國我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案以后的發(fā)展提供了一定的借鑒，筆者相信，只要在我們的不斷努力下，我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案一定會取得更大的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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