作者：張成哲? ? 班級：1402019? ? 學(xué)號：14020199042
【嵌牛導(dǎo)讀】：隨著LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善和成熟，各運(yùn)營商在LTE技術(shù)上投入的不斷加大，對LTE系統(tǒng)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)各部分網(wǎng)元功能的分析變得至關(guān)重要，本文通過分析各網(wǎng)元的功能，實(shí)現(xiàn)對核心網(wǎng)架構(gòu)的一個(gè)簡單介紹。
【嵌牛鼻子】：LTE 核心網(wǎng)
【嵌牛提問】：什么是LTE核心網(wǎng)？其主要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)又是什么？
【嵌牛正文】：
?????? LTE(Long?Term?Evolution,長期演進(jìn))?就是3GPP的長期演進(jìn)，是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過渡，是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)，它增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，為降低用戶面延遲，取消了無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC），采用扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在20MHz頻譜帶寬下能提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。
?????? 當(dāng)前，全球無線通信正呈現(xiàn)出移動化、寬帶化和IP化的趨勢，移動通信行業(yè)的競爭極為激烈。在現(xiàn)有技術(shù)還沒有大規(guī)模商用之前，一些無線寬帶接入技術(shù)也開始提供部分的移動功能，通過寬帶移動化，試圖進(jìn)入移動通信市場。為了維持在移動通信行業(yè)中的競爭力和主導(dǎo)地位，3GPP組織在2004年11月啟動了長期演進(jìn)過程LTE以實(shí)現(xiàn)3G技術(shù)向4G的平滑過渡。3GPP計(jì)劃的目標(biāo)是：更高的數(shù)據(jù)速率、更低的延時(shí)、改進(jìn)的系統(tǒng)容量和覆蓋范圍以及較低的成本。
?????? LTE對空口和接入網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)包括：
?????? （1）峰值數(shù)據(jù)速率，下行達(dá)到100Mbit/s，上行50Mbit/s。
?????? （2）提高頻譜效率（達(dá)到Release?6的2～4倍）。
?????? （3）接入網(wǎng)時(shí)延（用戶平面UE-RNC-UE）時(shí)延不超過10ms。
?????? （4）減小控制平面時(shí)延，UE從待機(jī)狀態(tài)到開始傳輸數(shù)據(jù)時(shí)延不超過100ms（不包括下行尋呼時(shí)延）。
?????? 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，除了要考慮空中接口技術(shù)的嚴(yán)禁之外，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。對無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究就是要找出最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并考慮介入網(wǎng)內(nèi)以及接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的功能劃分，以期望實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率、更低的時(shí)延。
??????? LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求：
?????? （1）單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
?????? （2）基于分組業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持實(shí)時(shí)以及會話類業(yè)務(wù)。
?????? （3）盡可能不通過增加額外的回程開銷，最小化“單點(diǎn)失敗”的出現(xiàn)機(jī)會。
?????? （4）盡可能簡化和最小化引入的接口數(shù)目。
?????? （5）如果需要提高系統(tǒng)性能，不排除無線網(wǎng)絡(luò)層（RNL）與傳輸網(wǎng)絡(luò)層之間的交互。
?????? （6）支持端到端的QoS。傳輸網(wǎng)絡(luò)層向無線網(wǎng)絡(luò)層提供適當(dāng)?shù)腝oS。
?????? （7）QoS機(jī)制需要考慮存在的多種業(yè)務(wù)類型，保證有效的帶寬使用率，例如：控制平面業(yè)務(wù)，用戶平面業(yè)務(wù)，以及Q&M業(yè)務(wù)。
?????? （8）最小化時(shí)延抖動，比如針對分組通信的TCP/IP。
?????? LTE網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)：
?????? LTE采用扁平化、IP化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的接口使用IP傳輸，通過IMS承載綜合業(yè)務(wù)，原UTRAN的CS域業(yè)務(wù)均可由LTE網(wǎng)絡(luò)的PS域承載。其中，E-UTRAN由eNB構(gòu)成；EPC由MME，S-GW以及P-GW構(gòu)成。相對UMTS得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大幅度簡化。
?????? EPC核心網(wǎng)架構(gòu)的特征：
?????? （1）控制面與用戶面完全分離，網(wǎng)絡(luò)趨向扁平化。
?????? （2）支持3GPP與非3GPP(如Wi-Fi、WiMAX等)的多種方式的接入，并支持用戶在3GPP網(wǎng)絡(luò)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)之間的漫游和切換。
?????? （3）核心網(wǎng)中不再有電路域，EPC成為移動電信業(yè)務(wù)的基本承載網(wǎng)絡(luò)。
?????? 通信網(wǎng)絡(luò)中一些網(wǎng)元的解釋：
?????? MME（Mobility?Management?Entity，移動管理設(shè)備）提供了用于LTE接入網(wǎng)絡(luò)的主要控制，并在核心網(wǎng)絡(luò)的移動性管理，包括尋呼、安全控制、核心網(wǎng)的承載控制以及終端在空閑狀態(tài)的移動性控制等。它跟蹤負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證、移動性，以及與傳統(tǒng)接入2G/3G接入網(wǎng)絡(luò)的互通性的用戶設(shè)備(UE)。
?????? S-GW（Signaling?Gateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān)）負(fù)責(zé)UE用戶平面數(shù)據(jù)的傳送、轉(zhuǎn)發(fā)和路由切換等，同時(shí)也作為eNodeB之間互相傳遞期間用戶平面的移動錨，以及作為LTE和其他3GPP技術(shù)的移動性錨。另一方面S-GW提供面向E-UTRAN的接口，連接NO.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的設(shè)備，主要完成傳統(tǒng)個(gè)PSTN/ISDN/PLMN側(cè)的七號信令與3GPP?R4羅側(cè)IP信令的傳輸層信令轉(zhuǎn)換。
?????? P-GW（Packet?data?networks?gateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）管理用戶設(shè)備(UE)和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的連接。一個(gè)UE可以與訪問多個(gè)PDN的多個(gè)PGW同步連接。PGW執(zhí)行政策的實(shí)施，為每個(gè)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)包過濾、計(jì)費(fèi)支持、合法攔截和數(shù)據(jù)包篩選。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)也是推動對處理器和帶寬性能增加需求的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)元素。
