CDMA核心網向EPC演進實施策略

王芳

摘 要：與 LTE相比，EPC的架構能夠更好地滿足我國移動通信網絡的發展要求，其不僅可以有效提升網絡的性能，還能夠滿足用戶不斷增長的業務需求。通過對EPC核心網的基本原理和CDMA核心網的發展現狀進行分析，提出了CDMA核心網向EPC演進的策略，并對引入EPC的難點問題進行了分析。

關鍵詞：CDMA核心網；EPC；互聯網；網元

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0129-02

隨著我國信息化社會的發展，移動互聯網等新興產業也得到了較快的發展，大量新業務隨之產生。在這種情況下，通信網將面臨著多種無線接入技術并存的局面。

1 EPC核心網基本原理

EPC中的核心網設備包括：①MME（Mobility Management Entity，移動性管理實體）。MME的主要功能是處理NAS信令、接入安全驗證、TA（Tracking Area，跟蹤區域）列表的管理、移動性管理和會話管理。②S-GW（Serving Gateway，服務網關）。S-GW是面向eNodeB終結S1-U接口的網關。③P-GW（PDN Gateway，PDN網關）。PDN是終結于SGi接口的網關，如果UE訪問多個PDN，則UE會對應一個或多個PDN-GW。PDN-GW對GTP的S5/S8接口的主要功能有用戶的包過濾、合法監聽和UE的IP地址分配。④HSS（Home Subscriber Server，歸屬簽約用戶服務器）。HSS是用于存儲用戶EPC簽約信息的數據庫，其在歸屬網絡中可以包含一個或多個HSS。HSS負責保存與用戶相關的信息，還負責與不同區域內的子系統的呼叫控制和會話管理實體進行聯系。⑤CG（Charging Gateway，計費網關）。通過Ga接口與PGW、SGW等核心網絡中的計費實體通信，用于收集各網元發送的計費數據記錄。⑥PCRF（Policy and Charging Rule Function，策略和計費規則服務器）。PCRF具有策略控制決策和基于流計費控制的功能，并向PCEF提供關于業務數據的流檢測、門控及基于QoS和流計費（除信用控制外）的網絡控制功能。

2 CDMA核心網現狀

CDMA系統的核心網由電路域和分組域兩大部分組成。電路域負責完成對語音、短信等電路域業務的承載和控制；分組域則負責完成網頁瀏覽、下載、視頻和彩信等分組域業務的承載和控制。

電路域主要網元：MSCe/VLR、MGW和HLR/AC。

分組域主要網元：PDSN、AAA和AN-AAA。

3 CDMA核心網向EPC演進的策略和步驟

CDMA核心網向EPC演進的策略有：①引入LTE/EPC，并主要以業務需求為驅動，兼顧網絡演進。業務需求主要是移動互聯網業務和物聯網業務等一些需要高帶寬、移動接入和有

一定QoS保障的業務。②盡量利舊原網絡，通過升級改造保持新老網絡兼容性，保護原有投資。③核心網一步到位，無線網和業務系統則按需逐步完善。

網絡演進預計可以分為以下四個階段。

3.1 小規模試點階段

由于LTE無線網則只是小范圍試點覆蓋，不向公眾開放業務，只進行業務測試，所以需要新建EPC核心網。在小規模試點階段內，網電路域、分組域的網元不受影響，LTE與現網不存在切換關系。

對城市熱點區域進行LTE覆蓋，并正式對公眾開放業務，部分HRPD網絡升級為eHRPD，實現LTE與CDMA之間的切換。當LTE/eHRPD雙模用戶漫出LTE的覆蓋區域時，可以切

換到eHRPD網絡，IP地址不變，服務不會中斷。此階段的網絡架構如圖2所示。

由于此階段LTE覆蓋范圍較小，用戶切換的概率較大，因此需要考慮LTE和C網之間的業務互操作問題。在語音和數據業務方面，可以使用以下幾個方法。

3.2.1 語音業務

3.2.1.1 CSFallBack

語音業務回落到CS域承載，終端提前在CS域注冊，PageinLTE和CallinCS數據業務在LTE覆蓋區域內承載。此方式需要在CS與EPC之間增加互操作網元IWS，要求用戶在LTE和CS域同時放號，且手機應是支持LTE和C網的多模手機。

3.2.1.2 SVLTE

由于SVLTE也是由CS域承載語音，LTE承載數據，且終端要雙收雙發、雙網雙待，因此該方式對終端的要求較高，比較耗電，且雙收雙發不可避免地會存在射頻干擾的問題。但此方式不需要對CS進行任何改造，且語音呼叫建立時間與現網1X用戶一致，沒有額外延時。

3.2.1.3 SRVCC

語音由LTE+IMS實現，即采用VoIP方式，不通過1X網絡接入。但該方法要求終端支持SRVCC方式，并要求LTE實現連續覆蓋。

3.2.2 數據業務

3.2.2.1 非優化切換

當用戶將LTE網絡切換到eHRPD網絡時，UE才向目標網絡進行附著，且只選擇同一個P-GW接入，以保持業務的連續性。該方式比較成熟，且現網設備無需再增加與EPC之間的接口，但切換時間較長，一般為2～8 s，且切換過程中可能會發生數據丟失的現象。

3.2.2.2 優化切換

此方式需新增MME與eAN間的S101信令接口和SGW與HSGW間的S103數據接口。用戶在LTE網絡附著時會在eHRPD網絡進行預注冊，終端再通過S101接口時發起切換流程，同時在切換過程中通過S103傳輸下行數據，實現無損切換。

3.3 規模商用階段

在規模商用階段內，要實現城市、景區和機場等業務重點區域的連續覆蓋，現網HRPD要全部升級為eHRPD，C網高端客戶要逐步向LTE轉移。此階段的網絡變化情況如下：endprint

無線網：AN全網升級為eAN，即所有RNC升級為eRNC，所有的PCF升級為ePCF。

核心網：用戶數據逐漸向HSS和3GPPAAA轉移，但仍保留AN-AAA和3GPP2AAA；PCC演進為R8架構；策略執行點BBERF由HSGW實現。

3.4 實現LTE的全覆蓋

LTE逐步取代CDMA網絡成為主要移動網。此階段網絡變化情況如下：

無線網：繼續擴容eNodeB，實現LTE全覆蓋；現網eAN可繼續服務或視設備情況逐步退網。

核心網：SGW，PGW和HSGW等網元可逐步融合；HSS、3GPPAAA和IMS的HSS可逐步融合；3GPP2AAA、HLR等隨著CDMA網絡的退網而退網。

4 引入EPC的難點問題分析

在CDMA核心網向EPC演進的過程中，存在以下幾個難點問題。

4.1 現網PDSN和AN的升級

在網絡演進過程中，存在HRPD、eHRPD、LTE三網并存的過渡期，需要新建HSGW、升級PDSN和無線側AN等，并要求HSGW與PDSN兼容，eAN與AN兼容，即要求HSGW與AN，PDSN與eAN和HSGW與PGW之間的互通。由于現網設備較多，因此部分廠家設備不一定立刻能按標準進行升級。

4.2 LTE和C網之間的互操作問題

在并存階段，由于LTE覆蓋不連續，其語音、數據業務需要C網電路域和分組域的補充才能實現業務的連續性，因此LTE與C網之間存在互操作問題。盡管有CSFB和非優化切換等互操作方式，但這對網絡指標和用戶感知還是會有一定的影響。另外，LTE和C網之間的互操作要求用戶終端必須是雙模雙待，并具備較大的電池容量，這可能會增加終端的成本。

由于LTE在初期主要覆蓋城區和大的風景區，因此可重點提供數據業務，語音采用SVLTE方式由1X網絡提供，可加快網絡部署并減少對現有網絡的改造。

4.3 用戶數據的融合

在網絡并存階段，涉及到用戶數據存放和認證計費的網元有EPC-HSS、3GPPAAA、3GPP2AAA、AN-AAA、IMS-HSS、C-HLR等。隨著網絡的發展，企業必然要將這些用戶數據進行融合，但如何融合卻是一個復雜的問題。目前比較可行的思路是將EPC-HSS、3GPPAAA和IMS-HSS融合成一個通用的數據中心，而3GPP2AAA、HLR則隨著2G/3G網絡退出而退網。

4.4 統一的策略控制

傳統CDMA網絡的策略控制大多采用AAA結合手工方式進行，在LTE階段采用PCC架構的策略控制可實現LTE與C網的統一。該方法要求DPI和分析系統同時采集、分析兩網數據，并由PCRF統一制訂策略?，F有的PDSN需要經過升級，才能支持PCEF完成策略執行。

5 結束語

綜上所述，CDMA核心網只有向EPC不斷地演進，才能更好地滿足今后移動互聯網的發展需求，為用戶提供更好、更穩定的服務。在向EPC演進的過程中，需要及時解決出現的難點問題，掌握演進策略，并對系統和業務不斷進行完善，為企業創造更好的經濟和社會效益打好基礎。

參考文獻

[1]姜怡華.3GPP系統架構演進（SAE）原理與設計[M].北京：人民郵電出版社，2010.

〔編輯：王霞〕endprint