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LTE核心网设备,lte核心网由哪些设备组成

时间:2023-05-03 11:01:55 阅读:173986 作者:1039

1 LTE网络架构

EPS包括核心网络EPC(EPC与MME )信令处理部分)、S-GW )、P-GW )、E-UTRAN ),仅包括基站eNodeB的一个网络元件,eNodeB与3G的NodeB无线连接也就是说eNodeB可以实现访问

3358www.Sina.com/实现了核心网,融合了部分RNC的功能。

用户面和控制面的分离

1、网络扁平化减少系统延迟

2、减少网元,降低成本,提高部署和维护

3、废除RNC,避免单点故障

4、所有网元均通过标准接口连接,满足多供应商产品互通

LTE网络结构的优点EPC主要由MME、SGW、PGW、PCRF等网元组成。 其中:

33558 www.Sina.com/: mobilitymanagemententity、移动性管理实体、原始3G网络中SGSN网元的控制面功能;

33558 www.Sina.com/:服务网关、业务网关、原3G网络中SGSN网元的用户面功能,根据情况写成S-GW;

http://www.Sina.com/: PDN网关、PDN网关、原3G网络中GGSN网元的功能,有时写作P-GW; (PDN、公共数据网、公众数据网、向公众提供数据通信服务的通信网。 由交换机、网络控制中心、用户入网设备、通信线路等设施组成。 订户用户可以与因特网上的其他用户通信,公众数据网负责数据的透明无误的传输。 )

33558 www.Sina.com/: policyandchargingrulesfunction,策略和计费规则功能,完成用户数据消息的策略和计费控制。

1.2、EPC的特点EPC网络可以支持3Gpp (3gpp的目标是实现2G网络到3g网络的顺利过渡,保证未来技术的向后兼容性,支持简单的网络构建和系统之间的漫游和兼容性),以及在此框架下,短信、语音等传统电路域业务以VoLTE模式运行,还可以采用csfb(circuitswitchedfallback )方案利用现有电路域完成语音业务。 综上所述,EPC网络是4G移动通信网络的核心网络。 属于核心网范畴,具备用户签约数据存储、移动性管理、数据交换等移动网络的传统能力,可以为用户提供超高速的互联网体验。 概括来说,EPC具有以下特点:

1核心网统一化、交换功能路由化;

2业务平面与控制平面完全分离;

3最小化网元数量,优化协议级别;

4网络扁平化、全IP化。

1.3、EPC基本网元简介1.1、EPC的组成物理层功能(如HARQ ); MAC、RRC调度; 无线接入控制; 无线资源管理等

MME移动性管理; 会话管理; 用户认证和密钥管理; NAS层信令加密和完整性保护; TA LIST管理; P-GW/S-GW选择

SGW包路由和转发功能; IP头压缩; IDLE状态终点,下行数据缓存; E-NodeB间切换的锚定路由优化

PGW数据包路由和转发; 3GPP和非3GPP网络之间的Anchor功能; 分配UE IP地址,访问外部PDN的网关功能

33558 www.Sina.com/HSS (homesubscriberserver )是家庭用户服务器,将LTE/SAE网络中用户的所有业务相关数据加粗

PCRF为每个用户定义不同的业务资费规则; QOS策略-为不同的承载业务提供不同的QOS

1.5、EPC逻辑节点功能eNodeB:策略控制、基于流量的计费、QoS授权(等级标识和比特流) ) ) )。

MME:开户信息、用户移动性管理的动态信息; 的基本AUC模块

Serving Gateway:用户IP地址分配管理和QoS保证; 流量监测统计; 数据分发

PDN Gateway:将用户IP数据包转发到网络侧; 然后,缓存和正向移动性支持用户数据; 计费I西南收集和合法拦截

HSS:UE和核心网之间的信令交互控制节点

2 EPC演进EPC主要由MME (移动性管理实体)、SGW (服务网关)、PGW组成。 多个EPC的集合称为EPS

EPC的发展表现如下。

取消了CS域,将CS域业务承载在PS域上,实现了核心网的IP化。 语音服务(Voic

e)在以往无线制式中有CS承载,在LTE中则完全由PS域承载,即所谓的VoIP(Voice over IP)。

全网IP化,各网元节点之间的接口也都使用IP传输。LTE全网IP化的关键支撑就是端到端的QoS保障机制。

LTE/SAE在核心网演进中实现了用户面和控制面的分离,即用户面和控制面功能分别由不同的网元实体完成。可降低系统时延,提升核心网处理效率。

MME属于控制面设备,负责信令传输;

SGW和PGW属于用户面设备,负责用户数据包的过滤、路由、转发。

EPC和eUTRAN间的接口是S1,由于用户面和控制面的分离,S1接口也可分为用户面接口S1-U和控制面接口S1-MME。

LTE核心网还支持多网融合,支持包括LTE在内的多种无线接入技术,不仅要支持UMTS网络接入,还支持非3GPP制式的网络接入,如GSM、CDMA、WLAN、WiMAX等网络,实现了不同无线制式在EPC平台上的大融合。

EPC和各种无线制式中都设计有标准接口,方便业务使用时在不同制式的无线系统中无缝切换,如图所示。

说明:LTE制式对应的无线接入网称为eUTRAN,UMTS(WCDMA/TD-SCDMA)对应的无线接入网称为UTRAN,GSM和EDGE对应的无线接入网称为GERAN(GSM EDE Radio Access Network);CDMA对应的无线接入网称为1xRTT(CDMA 1x Radio Transmission Technology);CDMA2000对应的无线接入网称为HRPD(CDMA2000 High Rate Packet Data).

3 EPC和eNodeB功能划分

                                         

MME主要功能有寻呼、切换、漫游、鉴权,对NAS(非接入层)信令的加密和完整性保护,对AS(接入层)安全性控制、空闲状态移动性控制等。其中NAS信令是指UE和核心网EPC直接联系使用的,他是接入网eUTRAN(即接入层)不作分析,也不直接使用的信令(所以叫非接入层信令);AS信令是接入网eUTRAN分析并使用的信令。

SGW(服务网关)是EPC和eUTRAN的一个边界网关,不和其他系统网关如GGSN、PDG直接相连,主要功能是LTE系统内的分组数据路由及转发、合法监听、计费。

PGW(PDN网关)是和运营商外部或内部的分组网络连接的网关,功能类似UMTS或EDGE中的GGSN,是所有3GPP系统或者非3GPP系统非组网络的统一出口。主要功能包括分组包深度检查、分组数据过滤及筛选、转发、路由选择等。还负责UE的IP地址分配,速率限制、上下行业务级计费等功能。设计PDN网关的目的是为了方便引入LTE系统以外的分组网络,使得多系统引入LTE的接口数目最小化,EPS和外界的接口功能简单化、清晰化,从而使LTE/SAE的核心网真正成为一个多制式融合的平台。

打个比方:MME是负责流动人口管理的公安部门,SGW是一个负责人员和物资中转地快递公司,PGW则是对人员和物资进行出入境检查的口岸。

EPC的三个网元是逻辑上的概念,和物理形态不一定一一对应。MME和SGW可以是一个物理节点,也可以是分离的两个物理节点;SGW和PGW可以是一个物理节点或分离的两个物理节点。但一般MME和PGW不在一个物理实体中,更没有MME、SGW、PGW三位一体的。

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