4G終端的可操作性技術研究

劉 娟

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4G終端的可操作性技術研究

劉 娟

安徽省通信產業服務有限公司，安徽 合肥 230001

隨著移動通訊技術的不斷創新，移動終端產品也加大了發展的腳步，尤其是4G網絡技術，在應用的同時更是不斷的優化了適用于該網絡的終端設備，但是人們對其終端可操作性技術并不是很了解，導致對于網絡運行商成本的降低途徑不能完全掌握，對此本文就4G終端的可操作性技術展開分析，希望對于我國通信產品市場的可持續發展，起到積極促進的作用。

4G終端；可操作性技術

引言

4G技術的發展，使得移動通信成為了國家經濟發展的重要支柱，在不斷的優化完善過程中，也在當代通信領域占據了穩定的地位。4G技術是繼3G技術的熱點技術，是3G技術的優化，不斷的為信息產業帶來了活力。但是要想更好的優化4G技術，就要加強對其可操作性技術的研究，從而更好的完善中國通信格局。

1 研究的必要性

4G技術完全區分且優于以往2G、3G網絡技術，該系統在借助數字光帶之上，借助了全IP的優勢特點，實現了IP數據包的優質高效傳輸，以及網絡間的有效連接。其中4G移動通信系統網絡結構圖，如圖1所示：

圖1 4G移動通信系統網絡結構圖

4G具備通信靈活、迅速、費用低，以及增值服務全面、兼容性高、智能性高等特點，由于以往的2G、3G終端可操行性技術研究的已經比較完；但是4G網絡在拓展發展領域的同時，人們對其終端可操作性的；了解并不是很了解，為了更好的降低網絡運行商的成本，實現4G終端產品商業化發展，對此加強此方面的研究是非常有必要的。

2 EPC網絡機構及網元功能

網絡結構參考模型，主要包括非漫游架構以及漫游架構，同時單一網關配置選項情況下，3GPP接入的，與UE從3G無線接入的非漫游構架都是不同的，在后者情況下，將其服務網關作為3GPP移動的錨點。而3GPP接入的漫游構架，也分為有歸屬地進行業務的路由，以及通過訪問地進行業務的路由，從而形成本地的疏導兩種情況。

網元功能中的演進的通用陸基無線接入網（E-UTRAN）自身具備用戶面加密、借助AMBR等技術實現上行（上下行）承載速率執行（級準許控制）等功能。第二移動管理實體具備NAS信令及安全、UE可達性管理、TA列表管理、信令監聽、告警信息傳輸等功能。第三服務網關，在LTE網絡中無線基站（eNodeB）的基礎上，作為本地移動的錨點；在3GPP基礎上，是移動的錨點；UE等的上下計費，同時也有合法監聽、分組路由、用戶與QCI計費統計等功能。最后也包括PDN網關，即SDI接口終點；以及PCRF，（策略與計費控制功能）。

3 E-UTRAN接口平面分析

分為控制與用戶平面，其中控制面，也分為演進的通用陸基無線接入網（E-UTRAN）與EPC、EPC內部網元兩種控制面接口；前者控制面接口為S1-移動管理實體接口，后者還包括SGSN與移動管理實體、HHS與移動管理實體之間的S3、S6a參考點協議棧兩種接口形式。用戶面分為由演進的通用陸基無線接入網接入、2G用戶由S4接口接入、3G用戶由Iu接口接入UE與P-GW用戶面的三種形式。

4 EPC系統邏輯功能概述

第一、網絡接入控制功能，包括網絡接入網之間的擇優、鑒權作用、轉入控制作用、PCEF、合法監聽作用；第二、分組路由與傳輸的功能，包括借助IP頭壓縮實現無限容量的優化，以及UE網絡檢查功能。第三、安全功能包括保證無線信道安全，以及UE、網絡信令可靠性的保證作用。第四、移動管理，其功能主要體現在ECM空閑情況下的UE可達性管理、TA列表管理，以及eNodeB、3GPP之間移動錨點作用，其次還包括IRS功能、移動限制功能等。第五、無線資源管理功能，主要體現在對于天線通信通路的配置、維護，大部分工作通過無線接入網操作實現。第六、網絡管理功能主要體現在移動管理實體負載平衡及調整作用。

最后對于PEC安全、管理、QOS進行概述，其中其安全構架如圖2所示：

圖2 安全構架

圖中（1）-（4）分別表示網絡接入安全、網絡域安全、用戶域安全、應用域安全。

標識管理主要包括EPS承載、全球唯一臨時、跟蹤域、eNodeBS1APUE標識，以及移動管理實體S1APUE標識符。端到端QOS以及各樣承載、處理機制的應用，不僅保證了系統技術優勢的充分體現，同時也實現了不同服務，確保了多媒體業務服務質量。

5 4G終端可操作性分析

5.1 過程

其尋呼過程包括S1接口、無線接口尋呼兩種情況，前者由S1AP管理，在S1接口上，移動管理實體可直接向eNodeB進行S1AP尋呼消息的傳送。后者尋呼情況多為要向UE支持ETWS，或是要向無線資源控制空閑情況下的UE傳送尋呼信息等權場景下，eNodeB會進行尋呼。

無線資源控制連接建立過程分為準備幾點、發送連接請求階段、接受響應以及設置結束幾個過程設置階段。在連接釋放的過程，起初階段又演進的通用陸基無線接入網發起，UE獲取并儲存無線資源控制連接釋放的小時信元，在離開此狀態時，UE仍能夠明確各個MAC層的操作情況。最后在根據重選優先級信息，實施小區選擇，再轉入到離開連接態。無線資源控制連接重配置流程，如圖3所示；

圖3 無線資源控制連接重配置流程

5.2 切換流程

第一種切換到E-UTRAN的經過，當RAT中存在UE建立的SRB，即UE進入到其系統中時，即可進行跨RAT切換操作，將UE及其他接入網，轉入到E-UTRAN中。第二種E-UTRAN轉移到其他RAT中的過程，當RAT中存在UE建立的SRB，此時的eNodeB接口進行本過程操作，將其沒有離開無線資源控制的UE往RAT中轉移。第三種其他S1AP信令切換操作，首先初端的eNodeB，在向移動管理實體傳輸切換執行信元時，會同時啟動計時器，當信元輸送到eNodeB時顯示信元被設定為建議DL轉發，則說明eNodeB已經在數據轉發下行數據了。當eNodeB接收了全部的E-RAB儲存資源，eNodeB會確認請求切換的信元，回復給移動管理實體。eNodeB收到請求切換信元時，會第一時間進行此臺計時器的開閉，而開啟另一臺計時器。在S1切換時，eNodeB將存在HFN的E-RAB將其借助移動管理實體進行目標eNodeB轉移。移動管理實體會利用自身的轉移作用，將源eNodeB的狀態信息發動給目標eNodeB。最后當UE實現切換后，即eNodeB、移動管理實體間建立完成，并會通知移動管理實體切換結束、成功。

5.3 LTE數據卡

其尋呼的過程完全可以按照上述數據卡尋呼網絡過程進行操作，當其S1接口等達到指定標準時才能進行執行接入。其切換的過程只能實現此數據卡，單方的切換到WCDMA，經過數據分析表明，LTE數據卡，是可以成功的切換到目標eNodeB的，切換的成功效率較高，且符合測試標準。數據傳輸的速率，峰值下行、上行分別為100/20Mbps，經過測試符合現網的標準。同時該數據卡，還能夠識別有效的、多個有效的公共陸地移動網絡（PLMN），以及手動或是自動的公共陸地移動網絡選擇，且能夠正常的駐留在目標eNodeB小區內。基于LTE等網絡下，無論是靜態還是動態下，都能夠保證穩定、長期的下載操作。同時LTE上網數據卡，無論是在駐留到啟動的轉移時間、用戶或控制平面的時延，都符合規定的標準要求，尋呼成功率大大的提高。LTE數據卡的WEP鑒權、WAP1鑒權等，都符合規定的標準要求。在安全方面，通過不斷的測試，證明其數據卡的接入網絡，在網絡域、用戶域、應用域安全，以及可視性、可配置性等都是非常穩定的，充分的說明了其高效的安全性，這些數據卡功能也是用戶都能夠親身感受到的。

6 總結

綜上所述，通過對于4G終端可操作性技術的分析，發現4G技術在不斷拓展市場的同時，也推動了通信設備制造業的發展，使其4G終端可操作性的技術優勢不斷優化。但是在實踐中，還是會存在弊端，對此還需要加強4G網絡的優化研究，并建議加強對于LTE上網數據卡終端產品多模的完善，從而更好的更好降低運營商的成本，實現城市網絡的全面覆蓋。

[1]樊永輝.3G/4G多模終端的可操作性技術研究[D].西安：西安電子科技大學，2012.

[2]張書利.4G環境下的移動電子商務模式研究和創新[D].濟南：山東師范大學，2014.

[3]林曉琳.移動核心網2G/3G/4G互操作能力評估與優化方法研究[D].北京：北京郵電大學，2015.

The maneuverability of the 4G terminal technology research

Liu Juan

Anhui communication industry service co.，LTD，Anhui hefei 230001

with the constant innovation of mobile communication technology，the development of the mobile terminal products also increased，especially the 4G network technology，the application is constantly optimized at the same time apply to the network terminal equipment，but people on the terminal maneuverability technology is not very understanding，leading to the network cannot fully grasp the ways to reduce the operation cost，in this paper the maneuverability of the 4G terminal technology analysis，hope for the sustainable development of communication products in China market，play a positive promoting role.

4G terminal;Operational technology

TN929.5

A

1009-6434(2016)09-0136-03