MME POOL組網(wǎng)淺析

楊海桂

與3G網(wǎng)絡(luò)有所不同，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化。MME與eNodeB之間的接口是S1-MME，該接口的協(xié)議S1-AP協(xié)議；MME與HSS之間的接口是S6a，該接口的協(xié)議為Diameter協(xié)議，MME 與 MME之間的接口是S10，該接口的協(xié)議為GTPV2-C協(xié)議。

MME設(shè)備是EPC網(wǎng)絡(luò)中的控制面節(jié)點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)中通常集中設(shè)置。

但假如MME設(shè)備發(fā)生故障，從故障發(fā)生到故障恢復(fù)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，影響用戶使用業(yè)務(wù)，為此必須建立一套安全、可靠的MME系統(tǒng)。

3GPP提出了MME POOL概念及MME間負(fù)荷均衡、負(fù)荷重分配、過載控制等方案。運(yùn)營(yíng)商根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)MME POOL，組建安全、可靠、高效、便于維護(hù)的EPC網(wǎng)絡(luò)。

一、MME POOL簡(jiǎn)介

MME POOL由多個(gè)MME組成， MME POOL 內(nèi)每個(gè)eNodeB與MME全互聯(lián)。MME POOL內(nèi)所有MME與eNodeB之間路由均可達(dá)。當(dāng)UE進(jìn)入MME POOL覆蓋范圍時(shí)，eNodeB為其連接POOL內(nèi)某個(gè)服務(wù)中的MME；當(dāng)UE在POOL內(nèi)漫游時(shí)，為其服務(wù)的MME保持不變，不用切換到新的MME。

不同的MME POOL之間可以互相疊加，重疊區(qū)的eNodeB可以同時(shí)與兩個(gè)MME POOL中的某個(gè)MME建立S1連接。.

MME POOL 雖然與SGSN一樣，完成信令的轉(zhuǎn)發(fā)和控制功能，但與SGSN有所不同，MME POOL標(biāo)識(shí)更加清晰。MME POOL增加了以下3個(gè)標(biāo)識(shí)：GUTI、TAI、TAList。

GUTI包含GUMMEI和M-TMSI。GUMMEI由MCC、MNC、MME組成。M-TMSI為32個(gè)bit長(zhǎng)度，在一個(gè)MME內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)UE。

當(dāng)MME處于EMM-REGISTED工作狀態(tài)時(shí)，通過ATTACH或TAU流程向UE下發(fā)GUTI；當(dāng)MME為ECMCONNECTED工作狀態(tài)時(shí)，通過PTMSI重分配流程向UE下發(fā)GUTI。

TAI=MCC+MNC+TAC。

MCC：460。MNC：中國(guó)移動(dòng)為00、02、07；中國(guó)聯(lián)通為01；中國(guó)電信為03。

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和用戶數(shù)的激增，MNC會(huì)有所增加。TAList是跟蹤區(qū)TA的列表。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)尋呼用戶時(shí)，在TAList表中的所有TA區(qū)中尋呼用戶；UE在此TAList所包含的所有TA區(qū)中移動(dòng)時(shí)，不需要發(fā)起TA更新；MME在Attach Accept 消息、TAU Accept消息和GUTI Reallocation Command 消息中，將TAList.下發(fā)給UE。

在MME POOL網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)eNodeB與MME POOL內(nèi)多個(gè)MME相連接，當(dāng)TA業(yè)務(wù)區(qū)中的UE發(fā)起新的業(yè)務(wù)時(shí)，MME要將負(fù)荷權(quán)重（Relative MME Capacity）下發(fā)給eNodeB，eNodeB根據(jù)所連接的MME的負(fù)荷權(quán)重，選擇節(jié)點(diǎn)，為UE選擇一個(gè)工作狀態(tài)正常的的MME。

ENodeB實(shí)時(shí)測(cè)量與其連接的MME設(shè)備的工作狀態(tài)是否可有，如果檢測(cè)到某MME不可用，依據(jù)負(fù)荷均衡策略，eNodeB會(huì)將業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息分配給其他狀態(tài)正常的MME。

MME POOL中各MME可用容量確定了MME的負(fù)荷權(quán)重?cái)?shù)值。

當(dāng)S1AP連接建立時(shí)，MME負(fù)荷權(quán)重值通過S1 Setup Response消息下發(fā)給eNodeB，eNode保存此數(shù)值，為UE的接入做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，eNodeB向MME發(fā)起SCTP偶聯(lián)建立請(qǐng)求Request消息，得到響應(yīng)MME的Rsponse消息，偶聯(lián)成功建立；

eNodeB向MME發(fā)送S1 Setup Request消息，請(qǐng)求建立接口設(shè)備的S1連接；

MME向eNodeB發(fā)送S1 Setup Rsponse消息，接口設(shè)備的S1連接成功建立，此消息中攜帶了MME的負(fù)荷權(quán)重信息。eNodeB保存MME的負(fù)荷權(quán)重信息。

當(dāng)MME POOL網(wǎng)絡(luò)中有MME作調(diào)整如升級(jí)或擴(kuò)容，MME向eNodeB發(fā)送MME Configuration Update請(qǐng)求，此消息中攜帶了MME新的負(fù)荷權(quán)重；

eNodeB收到消息后，重新配置MME負(fù)荷權(quán)重?cái)?shù)據(jù)，并向MME發(fā)送MME Configuration Update ACK 消息，確認(rèn)數(shù)據(jù)修改完畢。

二、MME POOL網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

動(dòng)態(tài)過載控制：當(dāng)MME POOL內(nèi)某MME過載，MME通知eNodeB啟動(dòng)過載控制策略，將任務(wù)消息轉(zhuǎn)發(fā)給負(fù)荷較輕的MME，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷平衡。

靈活過載重分配：若當(dāng)某MME負(fù)荷過大，MME POOL會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)荷，有序卸載，不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，也不影響用戶的感知。

池節(jié)點(diǎn)集中管理：MME POOL內(nèi)所有MME均統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)集中配置、網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)測(cè)、故障集中管理、各種性能統(tǒng)計(jì)報(bào)表都能隨時(shí)調(diào)取，便于網(wǎng)絡(luò)的集中管理。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 3GPP TS 36.413 3rd Generation Partnership Project；

[2]《LTE/LTE-Advanced：UMTS長(zhǎng)期演進(jìn)理論與實(shí)踐》 [意]塞西亞 著 人民郵電出版社