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电信FDD-LTE 核心网构建及维护技术

浏览149次时间：2014年4月17日 17:20

文/林炜杰

在电信频分双工LTE（FDDLTE）这一大系统中，想要顺利的开展规划以及建设工作，必须对各方面的影响因素进行综合、全面的考虑。EPC 作为该系统的核心部分，其部署方案质量好坏将直接关系到网络建设以及设备选型等关键问题。下面本文就对电信FDD-LTE 的EPC 核心网构建技术和维护技术进行分析。

【关键词】FDD-LTE EPC 核心网构建技术维护技术

1 引言

LET（Long Term Evolution，长期演进技术）是3G 的演进，FDD-LTE 是（频分双工LTE）是LTE 技术支持的两种双工模式之一，目前已成为采用国家及地区做广泛、终端种类最丰富的4G 标准。EPC（Evolved PacketCorenetwork，演进型分组核心网）是3GPP 伴随着无线接入网E-UTRAN 研究研究而展开的演进型分组核心网项目，其目的是利用LTE技术为用户提供更为先进的移动宽带服务，满足用户现在及未来对宽带和业务质量的要求，本文主要对电信FDD-LET 系统的EPC 核心网构建及维护的相关问题进行探讨。

2 EPC核心网技术的基本认识

在频分双工LTE（FDD-LTE）这一大系统中，想要顺利的开展规划以及建设工作，必须对各方面的影响因素进行综合、全面的考虑。其中EPC 是是基于移动通信全IP 网络发起的一个具有可移植性的3GPP 系统框架结构，其网络架构如图1 所示。其组成部分分别为负责移动性管理、信息处理的移动性管理设备（MME）、负责媒体流处理及转发的服务网关（S-GW）、负责GGSN 的分组数据网关（P-GW）及承担HLR 职能的存储用户签约信息HSS 和负责计费、QoS 等策略控制单元（PCRF）等，在基于EPC 核心网的网络环境下，3GPP 核心网络不仅可支持UTRAN、GERAN和E-UTRAN 等接入技术，还支持Wi-Fi、WiMAX 等多种接入技术，如图1。

3 EPC核心网构建技术

3.1 网元部署

EPC 网络架构的基本网元包括HSS、MME 池、SGSN、PCRE、ePDG 及由S-GW和P-GW 组成的SAE-GW 池等。

3.1.1 HSS

HSS 是IMS 网络中的核心用户数据管理网元，是存储用户签约信息的数据库，用于负责用于签约信息的存储，如用户编号、标识、路由、安全、位置与相关业务概要等，主要功能包括用户注册、终端位置更新、用户被叫时会话请求及鉴权和授权网络接入控制信息和鉴权、完整性保护和加密用户安全信息等。在用户向网络发起注册后，HSS 通过向相应的核心网节点询问，验证用户订阅权限；终端改变区域位置时，HSS 随之更新，记录所知的最新区域；用户被叫时，HSS 通过询问并向核心网节点提供所记录当前用户位置、标识、路由信息等发起会话请求。在将LTE 与2G/3G 分组网络进行互通时，要求HSS 应支持2G/TD /LET的鉴权及用户数据管理。

3.1.2 MME

MME 是EPC 核心网唯一控制的平面网元，其职能类似于传统SGSN 控制平面，主要用于床底eNodeB 与ERC 间控制平面消息，具有用户认证、密钥初始、协商等与用户和会话管理相关的控制平面功能，负责用户移动性管理、接入、附着控制、切换、寻呼、漫游控制等。在部署MME 时，可采用集中部署的方式，不仅能够能为骨干网引入更多流量，还可节省机房资源，减少节点数量，更有利于网络的维护。组网采用MME POOL 可提升MME业务范围，降低MME 间位置更新和切换的频率，对提高网络性能有着重要意义。

3.2 EPC网关的部署

考虑当前的技术及环境，LTE 部署初期EPC网关采用集中式部署，而随着互联网发展，在未来网络中，除一些特殊业务，如VPN 等需要集中部署外，分布式网关部署将成为主要形式。随着互联网IDC 逐步下移及P2P、IMS视频业务等要求的网关下移，在下移初期，可以通过SGSN 智能选择集中网关解决2G 用户流量产生的流量迂回问题。

3.3 DT引入策略

在每PDP 流量到达到23kbs 以上时，激活附着比可达到30% 左右，此时每条控制消息与每个用户面数据包对资源的消耗比为260:1 左右，有引进DT 技术的必要性。引进DT 技术后，可节省3G 高数据流量带来的用户面投资，面向LTE 引进DT 时，可先在数据业务热点地区引起，在流量增加到一定程度后，可将SGSN 升级支持S4 接口，GGSN 升级为EPC GW，若核心网提前已做好准备，引进时只需SGSN 增加MME 的License，将HSS 与HLR 融合即可。

4 EPC在电信FDD-LTE中的维护技术

在FDD-LTE 中EPC 位于接入网和业务网之间，是FDD-LTE 的核心网，关系着UE（用户体验）的任何工作，其中MME 和SAG-GW是EPC 最重要的两个网元之一，以UE“永远在线”业务为例，UE 首先将附着消息发送给MME，MME 通过HSS 对用户身份验证、授权和签约，进行网络注册，创建默认承载消息，并有MME 将其发送给S-GW，S-GW 转发给P-GW，由P-GW 建立向PCRE 申请策略，安装必要的SDF，同时将UE 锚定在P-GW 上，建立其UE 与P-GW间的“永远在线”IP 连接。MME 和SAG-GW 是EPC 网元中使用率最高的两个网元，因此在维护时，应对这两个网元进行重点维护。而同时其他网元在整个网络架构中同样承担着重要职责，因此在维护时，也应当注意对其他网元进行维护，如EPC系统出现身份验证、授权、签约等方面问题时，应重点对HSS 网元和S6a 接口进行维护，若系统出现策略和计费等方面的问题，应对PCRF 网元及S9、Gx、Rx 等接口进行维护。同时关于其维护设施方面，针对密集的城区环境，宜采用2T2R 为主的LTE 室外网络部署方案，通过对LTE 室内分布系统的进一步部署从事使得室内外用户对于LTE 接入的需求被顺利实现。针对一般的城区环境，以选择2T2R 室外网络部署方案为佳，运用室内分布系统为代表的室内覆盖方案实现对用户接入需求的顺利实现。针对郊区农村环境，建议选择2T4R 以及2T8R 室外网络部署方案。为了保证LTE 网络建设以及运维顺利实现，本人以为LTE 基站基带处理模块最好可以同时满足3 种不同方案的功能，在工程的实施这一流程上上，2T2R 方案建议选择宏基站、射频拉远型基站以及其他建设方案，后两者则应当选择RRU 上塔的建设方案这对于FDD-LTE 的维护是十分有利的。

5 结语

FDD-LTE 演进型分组核心网EPC 是一种全新的网络构架，其具有全IP 网络、支持多种接入技术、支持多种计费方式及鉴权方式等其他技术所不具备的优点，在当前网络技术迅速发展的背景下，部署EPC 网络可很好地满足用户现在及未来对宽带和业务的需要，显著地提高运营商的竞争力。在对EPC 核心网进行维护时，应将重点放在对MME 和SAGGW的维护上，同时也应当全面掌握其他网元的职能、支持协议、对应接口等，以能在系统出现问题时及时有效地进行维护，从而保证网络正常运行。