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)絡運行質(zhì)量、簡化網(wǎng)絡組織，我國核心網(wǎng)絡逐漸演變成TD-LTE核心網(wǎng)，這種融合組網(wǎng)的運營效率非常高，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛使用。本文根據(jù)多年實踐，結合實際，對TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進行深入研究。提出了很多富有建設性的想法和建議，在我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進行研究的道路上做出了有意的探索。

【關鍵詞】 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，對中國移動網(wǎng)絡系統(tǒng)進行優(yōu)化，這種TD-LTE核心網(wǎng)的應用，有效的提高了網(wǎng)絡運營質(zhì)量，簡化了信號流程，降低了運營成本，同時對網(wǎng)絡組織的構成起到了簡化作用，減少了其運維難度。2G/3G核心網(wǎng)將是我國網(wǎng)絡的主要演變方式。

一、TD-LTE/EPC系統(tǒng)

LTE是3G網(wǎng)絡的演變版本，在2004年由3GPP提出。它是一種適用于3G無限網(wǎng)絡的一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，使接入系統(tǒng)更高速、更高效，同時對其分組數(shù)據(jù)起到了很好的優(yōu)化作用，將無線接入技術引進了無線網(wǎng)絡。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)絡用戶需求，通過網(wǎng)絡技術的改革和創(chuàng)新，促進移動通信理念的變革，使其保持3G網(wǎng)絡領域中的領先地位，同時也有效的填補了3G網(wǎng)絡和4G網(wǎng)絡之間的技術落差。

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

二、EPC核心網(wǎng)的網(wǎng)元功能

EPC系統(tǒng)主要是由移動網(wǎng)絡管理設備、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關、服務網(wǎng)關、計費網(wǎng)關、計費控制單元、用戶服務器、區(qū)域服務器等功能單元構成。其中，P-GW和S-GW可以合設也可以分設。（1）移動網(wǎng)絡管理設備：主要負責移動性管理和信號處理，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；對S-GW和P-GW的架構選擇；切換MME時對其架構的選擇；切換2G/3G網(wǎng)絡時SGSN的選擇；承載、鑒權、漫游控制等管理；核心網(wǎng)絡的系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點的移動性管理；信號的監(jiān)聽等。（2）服務網(wǎng)關：在對無限網(wǎng)絡進行eNode系統(tǒng)切換時，協(xié)同完成其系統(tǒng)的重排序功能；在3G網(wǎng)絡的接入系統(tǒng)切換中的S4接口，實現(xiàn)網(wǎng)絡路由系統(tǒng)運營；偵聽數(shù)據(jù)分組的前轉和路由；根據(jù)不同的QCI、QCI和UE上下行鏈路進行相關計費。（3）分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關：分組網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的轉發(fā)和路由；3G網(wǎng)絡的Anchoe功能；IP地址的分配功能；接入PDN的分組網(wǎng)關功能；對用戶分組數(shù)據(jù)進行過濾；偵聽分組數(shù)據(jù)；計費和相關執(zhí)行策略的執(zhí)行功能；DIP功能；業(yè)務計費功能；上下行鏈路數(shù)據(jù)分組及表明其傳送標記；上下行服務計費和售后反饋控制。（4）區(qū)域服務器：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）用戶服務器：儲存用戶合約信息和相關信息數(shù)據(jù)庫的組成。主要功能有：用戶相關信息的儲存；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；不同區(qū)域和子系統(tǒng)的呼叫控制；對話管理；實體互通等。（6）計費網(wǎng)關：對EPC網(wǎng)絡系統(tǒng)架構的計費節(jié)點進行數(shù)據(jù)處理，同時將相關信息傳達至SGSN；對CG完成的計費清單進行監(jiān)察處理，并且糾正其中錯誤的部分。完成格式化處理之后，標準格式的計費數(shù)據(jù)清單交給部門主管。

三、EPC系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡之間的關系

EPC系統(tǒng)能夠為用戶提供高速的數(shù)據(jù)分組服務，其功能類似2G/3G網(wǎng)絡的分組域，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。EPC系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡之間的結構關系如圖1所示。

四、EPC核心網(wǎng)路引入策略

EPC核心網(wǎng)絡引3G無線網(wǎng)絡時，首先要考慮其在各子系統(tǒng)的業(yè)務定位，結合無線網(wǎng)絡的系統(tǒng)思路綜合考慮其引入策略。

4.1 TD-LTE網(wǎng)絡業(yè)務定位

對中國移動的TD-LTE進行業(yè)務預判。

（1）系統(tǒng)運行的商用初期：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，支持數(shù)據(jù)業(yè)務和短信業(yè)務；③漫游和切換，支持網(wǎng)內(nèi)漫游，支持網(wǎng)內(nèi)切換。

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

五、EPC核心網(wǎng)絡引入策略

不同階段的TD-LTE業(yè)務擁有不同定位，主要采取兩種方式。

（1）對于新建的3G無線網(wǎng)絡核心網(wǎng)元，初期應只負責LTE的網(wǎng)絡接入，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)絡功能升級簡單，能與EPC網(wǎng)元互通，后期通過設備能力對網(wǎng)絡拓展部分進行升級和改造。這種引入方法相對簡單，適用于小規(guī)模的網(wǎng)絡建設。

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

六、EPC與GPRS網(wǎng)絡融合組網(wǎng)方案

6.1 融合組網(wǎng)原則

（1）對現(xiàn)在網(wǎng)絡影響要降到最低；（2）初期的網(wǎng)絡建設盡量簡單化；（3）控制成本最低；（4）滿足LTE網(wǎng)絡持續(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)絡業(yè)務邏輯、SAE業(yè)務邏輯、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)絡的影響，初期只負責TD-LTE用戶，網(wǎng)絡穩(wěn)定后，再對其他3G用戶負責。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)絡在商用初期的應用得到更有利的保證。②網(wǎng)絡進入商用模式之后，可以采用兩種方案：一是開發(fā)業(yè)務城市的HLR全面升級網(wǎng)絡系統(tǒng)配置；二是支持業(yè)務城市新建HSS/HLR網(wǎng)絡，逐步更換現(xiàn)網(wǎng)。在整個網(wǎng)絡的建設過程中，我們一定要以科學合理的商用模式為依據(jù)，使得網(wǎng)絡可以更好的進入到商用模式之中去。我們這樣做，不僅僅是在對用戶負責，更是在對整個網(wǎng)絡進入商用模式的發(fā)展負責。endprint

（2）MME/SGSN

融合MME/SGN部署時應該考慮以下兩個階段。①商用初期，為避免對3G網(wǎng)絡造成影響，應該將新建設備融合，接入原有TD-LTE無線網(wǎng)絡，網(wǎng)絡穩(wěn)定之后，再利用設備率慢慢接入3G網(wǎng)絡。②商用階段，將融合設備直接接入LTE、3G網(wǎng)絡中，同時對系統(tǒng)設備進行升級改造，對其進行同步業(yè)務處理，減少LTE和3G網(wǎng)絡之間的RA更新，提高設備利用率。在商用的正式階段，說明整個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)濟建設，還是對未來的經(jīng)濟發(fā)展，都有著至關只要的作用。

（3）融合CG部署。

①商用初期，為避免對其3G網(wǎng)絡造成影響，應采用新建的融合設備，初期僅對LTE進行計費，網(wǎng)絡穩(wěn)定之后，考慮其設備利用情況，再確定3G網(wǎng)絡計費時間。②商用階段，在新建設備的同時對部分CG設備進行升級和改造。

（4）融合DNS部署

建立EPC核心網(wǎng)絡時，為了根DNS和城市內(nèi)的DNS相互融合，應該對DNS設備進行升級和改造，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，期間可以進行查找和權屬查詢。在整個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部署時應該分段考慮：①商用初期，為了避免對3G網(wǎng)絡造成影響，應該新建融合設備，初期接入TD-LTE網(wǎng)絡，網(wǎng)絡穩(wěn)定之后，對其設備利用率進行考察和分析，再確定接入3G網(wǎng)絡的時間。②商用階段，將新建設備融合接入3G無線網(wǎng)絡用戶中，同時對GGN設備進行升級改造，，改造過程中，需要考慮GGSN設備性能、設備容量和覆蓋區(qū)域中的TD-LTE業(yè)務需求，同時還要注意提高設備的利用率。

結論：目前我國3G網(wǎng)絡的核心系統(tǒng)EPC有三個標準版本：R8、R9、R10，更新系統(tǒng)定義了EPS架構的全新接口協(xié)議，這種架構是LTE和EPC的組成構架。新的網(wǎng)絡架構中，其主要系統(tǒng)和各個網(wǎng)元之間的接口系統(tǒng)全面升級。同時還確定了CS Fall、SRVCC、HomeB、eNode等功能的新定義，第一項系統(tǒng)的更新在2008年完成，在2009年被正式應用于我國3G無限網(wǎng)絡。隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，網(wǎng)絡時代已經(jīng)到來，本文結合實際，對我國TD-LTE核心網(wǎng)EPC引入策略及組網(wǎng)方案進行分析，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

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