TD-LTE核心網系統技術應用解析

楊少鴻 張小麗

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TD-LTE核心網系統技術應用解析

楊少鴻 張小麗

廣東宜通世紀科技股份有限公司，廣東 廣州 510630

第四代移動通信正在快速發展，4G網絡的普及率越來越高，移動作為TD-LTE網絡技術的擁有者，其正在不斷加速TD-LTE網絡建設，擴大其影響范圍，讓越來越多的人用上高速網絡。基于此，主要對了VoLTE的網絡結構和EPC核心網作出了闡述。

移動通信；TD-LTE網絡；VOLTE；網絡架構；EPC核心網

隨著智能手機的不斷普及，人們利用手機上網越來越頻繁，這對移動通信網絡提出了很高的要求，而原有的2G/3G網絡與現在的需求相比，已經落后太多，根本滿足不了需求，這在某種程度上極大地刺激了第四代移動通信的發展。2013年年底。我國工信部正式向三大運行商頒發4G牌照，意味著4G商用的開始，我國正式步入4G時代。4G作為一種新的網絡通信的信息載體，在降低資費，承擔更多的數據流量上起到了重要的作用。其實，自2009年12月TeliaSonera公司部署世界上第一個LTE商用網絡以來，4G網絡的商用化已經走過了7個年頭。相對而言，我國4G商業化起步還是比較晚的，但由于運營商在4G牌照頒發之前已經做了大量的準備，所以牌照剛頒發之后，很多用戶就可以用上又快又省錢的4G網絡。而且這幾年來，各運行商還在不斷加大4G的投入，所以，我國現在的4G普及率還是相當高的[1]。

1 TD-LTE核心網EPC標準架構及特點

（1）用戶數據設備HSS。主要提供移動性管理、鑒權、用戶簽約等功能。

（2）核心網EPC設備。①MME：主要負責移動性管理、會話管理、P-GW/S-GW選擇等功能。②SAE-GW：S-GW提供分組路由和轉發功能；P-GW提供承載控制、計費、地址分配和非3GPP接入等功能。

（3）資源策略控制設備。①PCRF：策略控制服務器，能夠實現提供數據業務QoS保障和資源管控等功能；②AF：業務策略提供點。

（4）無線接入網設備eNodeB：負責無線資源管理。

EPC網絡架構的典型特點：僅保留分組域；支持多系統接入，包括2G/TD/LWE/Wlan等；LTE控制承載分離，網絡結構扁平；基于全IP架構，與原有技術相比，實現了結構的簡化，這可以極大地降低成本。由于技術比較進，相比而言，可以承擔更高的數據流量。資費降低了，而數據流量卻變多了，這樣可以充分滿足現今人們對移動數據流量的大量需求[2]。

2 LTE技術發展現狀

隨著TD-LTE試驗網大規模測試工作的展開，各種相關產品不斷涌現。在LTE核心網系統設計上，根據不同的設計理念和應用范圍出現了兩種不同的設計方法，分別為組合式核心網ComboEPC和分布式核心網Distribute EPC。

2.1 物理層傳輸技術

OFDM傳輸，為了充分利用信道資源，我們在同一信道中進行多路傳輸，稱之為共享信道，而在共享信道中需要采用信道復用技術來解決信號干擾。多路復用和多址技術，是將信號劃分后再進行分配的一種技術，并在同一信道中進行傳輸；在接收端，因為信號多，需要從中把需要的信號篩選出來，恢復之后發送給需要的人。作為一種頻分復用技術，OFDM是基于正交多載波的，其基本設計思路簡單來說就是：先將數據分割，再疊加，最后信號分離。

2.2 網絡結構

LTE網絡節點主要由演進型Node B和接入網關（MME/SAE GW）組成，演進型Node B簡寫為eNodeB或eNB，與傳統的3G和2G相比，LTE網元減少了RNC節點，由若干eNodeB構成接入網，由eNodeB和核心網一起完成RNC功能的實現，這樣可以有效減少網元數目，由于網絡架構更趨向于扁平化，這樣可以減少設備的成本，而且降低運行維護的難度。LTE這一扁平化網絡結構可以使系統反應變得更加迅速，不會再有過于明顯的延遲出現，可以更輕松地實現多業務的開展，而且提高了用戶上網體驗，不再會因為延遲卡頓而傷神，而是去享受地上網。LTE網絡架構包括演進后的接入網E.UTRAN和演進后的核心網EPC這兩大部分，EUTRAN和EPC共同構成了演進分組系統。這樣可以使通訊網絡和上網的網絡分離開來，不再會出現因為打電話，導致上網網絡的中斷。

3 LTE核心網組網的研究

3.1 核心網發展現狀

在運營商的大力支持及推動下，TD-LTE技術得到了迅速發展，國內各大設備商分別在試點城市進行著大規模外場試驗。每種網絡在正式商用前都會進行試商用，TD-LTE網絡也不例外。由于不同的設計理念和應用范圍，在核心網EPC上出現了兩種不同的設計方法，分別為組合式核心網Combo EPC和分布式核心網DistributeEPC。本課題通過對組合式核心網的研究，針對其設計的思想以及在實際應用中出現的問題，對其進行優化設計，提高組合式核心網的性能及穩定性。

3.2 組合式核心網系統介紹

組合式核心網則是通過軟件來模擬已劃分好功能的網元，實現相應的功能。在硬件設備上，根據系統的性能要求，組合式核心網采用四臺戴爾公司生產的PowerEdge R300型號的服務器模擬TD-LTE核心網的各個網元，包括MME、SeveringGateway和PDNGateway以及歸屬用戶服務器HSS，使用三層交換機Omni Switch685來連通這四臺服務器；在軟件設計上，以RedHatLinux服務器CentOS5.3作為開發平臺。在邏輯結構上，我們把四臺PowerEdgeR300服務器分別標記為Station A、Station C、Station E和Station G，用以區分各個服務器在邏輯上所起的功能。

3.3 組合式核心網功能實現及邏輯結構

在組合式核心網系統中，定義的Station A、Station C、Station E、Station G分別起到不同的作用，其中，Station A用來整個核心網系統的交互信息，設備硬盤則用來承載實現Station A及Station C、Station E、Station G功能模塊的軟件系統。Station C用作移動管理實體MME網元的物理映射，與Station C相對應的網卡Eth2實現S1.MME的功能。Station E為歸屬用戶服務器HSS網元的物理映射。Station G為服務網關Serving Gateway和PDN網關PDN Gateway的物理映射，與Station G相對應的網卡Ethl實現sGi的相關功能，Eth2實現S1-U的相關功能[3]。

4 結束語

本文闡述了移動通信網絡的發展現狀及LTE網絡的發展趨勢，分析了時下LTE技術的發展規劃，介紹了我國在TD-LTE標準制定中做出的貢獻以及我國的TD-LTE部署現狀，最后對核心網作出了闡述。

[1]王琪.探究分析TD-LTE核心網技術的要點[J].中國新通信，2014（17）：27.

[2]沈嘉，李文宇，徐菲.TD-LTE規模技術試驗主要內容和規范體系[J].電信網技術，2011（7）：23-27.

[3]王希，劉青青.TD-LTE與TD-SCDMA雙網互操作——核心網信令分析[J].移動通信，2012，36（24）：11-19.

TD LTE core network systems technology application

Yangshao Hong Zhang Xiaoli

Guangdong Yi-Century Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510630

The fourth generation mobile communication are rapidly developing，The prevalence rate of 4 g networks，more and more high，The owner of the mobile as TD-LTE technology，They are accelerating the td-scdma LTE network construction，To expand its reach.Let more and more people are using high-speed network.This article mainly wrote network structure and EPC core network are made in this paper.

mobile communication；the td-scdma LTE networks；the network architecture；EPC core network

TN929.5；TM76

A

1009-6434(2016)07-0136-02