TD-LTE核心网系统技术应用解析

杨少鸿 张小丽



TD-LTE核心网系统技术应用解析

杨少鸿 张小丽

广东宜通世纪科技股份有限公司，广东 广州 510630

第四代移动通信正在快速发展，4G网络的普及率越来越高，移动作为TD-LTE网络技术的拥有者，其正在不断加速TD-LTE网络建设，扩大其影响范围，让越来越多的人用上高速网络。基于此，主要对了VoLTE的网络结构和EPC核心网作出了阐述。

移动通信；TD-LTE网络；VOLTE；网络架构；EPC核心网

随着智能手机的不断普及，人们利用手机上网越来越频繁，这对移动通信网络提出了很高的要求，而原有的2G/3G网络与现在的需求相比，已经落后太多，根本满足不了需求，这在某种程度上极大地刺激了第四代移动通信的发展。2013年年底。我国工信部正式向三大运行商颁发4G牌照，意味着4G商用的开始，我国正式步入4G时代。4G作为一种新的网络通信的信息载体，在降低资费，承担更多的数据流量上起到了重要的作用。其实，自2009年12月TeliaSonera公司部署世界上第一个LTE商用网络以来，4G网络的商用化已经走过了7个年头。相对而言，我国4G商业化起步还是比较晚的，但由于运营商在4G牌照颁发之前已经做了大量的准备，所以牌照刚颁发之后，很多用户就可以用上又快又省钱的4G网络。而且这几年来，各运行商还在不断加大4G的投入，所以，我国现在的4G普及率还是相当高的[1]。

1 TD-LTE核心网EPC标准架构及特点

（1）用户数据设备HSS。主要提供移动性管理、鉴权、用户签约等功能。

（2）核心网EPC设备。①MME：主要负责移动性管理、会话管理、P-GW/S-GW选择等功能。②SAE-GW：S-GW提供分组路由和转发功能；P-GW提供承载控制、计费、地址分配和非3GPP接入等功能。

（3）资源策略控制设备。①PCRF：策略控制服务器，能够实现提供数据业务QoS保障和资源管控等功能；②AF：业务策略提供点。

（4）无线接入网设备eNodeB：负责无线资源管理。

EPC网络架构的典型特点：仅保留分组域；支持多系统接入，包括2G/TD/LWE/Wlan等；LTE控制承载分离，网络结构扁平；基于全IP架构，与原有技术相比，实现了结构的简化，这可以极大地降低成本。由于技术比较进，相比而言，可以承担更高的数据流量。资费降低了，而数据流量却变多了，这样可以充分满足现今人们对移动数据流量的大量需求[2]。

2 LTE技术发展现状

随着TD-LTE试验网大规模测试工作的展开，各种相关产品不断涌现。在LTE核心网系统设计上，根据不同的设计理念和应用范围出现了两种不同的设计方法，分别为组合式核心网ComboEPC和分布式核心网Distribute EPC。

2.1 物理层传输技术

OFDM传输，为了充分利用信道资源，我们在同一信道中进行多路传输，称之为共享信道，而在共享信道中需要采用信道复用技术来解决信号干扰。多路复用和多址技术，是将信号划分后再进行分配的一种技术，并在同一信道中进行传输；在接收端，因为信号多，需要从中把需要的信号筛选出来，恢复之后发送给需要的人。作为一种频分复用技术，OFDM是基于正交多载波的，其基本设计思路简单来说就是：先将数据分割，再叠加，最后信号分离。

2.2 网络结构

LTE网络节点主要由演进型Node B和接入网关（MME/SAE GW）组成，演进型Node B简写为eNodeB或eNB，与传统的3G和2G相比，LTE网元减少了RNC节点，由若干eNodeB构成接入网，由eNodeB和核心网一起完成RNC功能的实现，这样可以有效减少网元数目，由于网络架构更趋向于扁平化，这样可以减少设备的成本，而且降低运行维护的难度。LTE这一扁平化网络结构可以使系统反应变得更加迅速，不会再有过于明显的延迟出现，可以更轻松地实现多业务的开展，而且提高了用户上网体验，不再会因为延迟卡顿而伤神，而是去享受地上网。LTE网络架构包括演进后的接入网E.UTRAN和演进后的核心网EPC这两大部分，EUTRAN和EPC共同构成了演进分组系统。这样可以使通讯网络和上网的网络分离开来，不再会出现因为打电话，导致上网网络的中断。

3 LTE核心网组网的研究

3.1 核心网发展现状

在运营商的大力支持及推动下，TD-LTE技术得到了迅速发展，国内各大设备商分别在试点城市进行着大规模外场试验。每种网络在正式商用前都会进行试商用，TD-LTE网络也不例外。由于不同的设计理念和应用范围，在核心网EPC上出现了两种不同的设计方法，分别为组合式核心网Combo EPC和分布式核心网DistributeEPC。本课题通过对组合式核心网的研究，针对其设计的思想以及在实际应用中出现的问题，对其进行优化设计，提高组合式核心网的性能及稳定性。

3.2 组合式核心网系统介绍

组合式核心网则是通过软件来模拟已划分好功能的网元，实现相应的功能。在硬件设备上，根据系统的性能要求，组合式核心网采用四台戴尔公司生产的PowerEdge R300型号的服务器模拟TD-LTE核心网的各个网元，包括MME、SeveringGateway和PDNGateway以及归属用户服务器HSS，使用三层交换机Omni Switch685来连通这四台服务器；在软件设计上，以RedHatLinux服务器CentOS5.3作为开发平台。在逻辑结构上，我们把四台PowerEdgeR300服务器分别标记为Station A、Station C、Station E和Station G，用以区分各个服务器在逻辑上所起的功能。

3.3 组合式核心网功能实现及逻辑结构

在组合式核心网系统中，定义的Station A、Station C、Station E、Station G分别起到不同的作用，其中，Station A用来整个核心网系统的交互信息，设备硬盘则用来承载实现Station A及Station C、Station E、Station G功能模块的软件系统。Station C用作移动管理实体MME网元的物理映射，与Station C相对应的网卡Eth2实现S1.MME的功能。Station E为归属用户服务器HSS网元的物理映射。Station G为服务网关Serving Gateway和PDN网关PDN Gateway的物理映射，与Station G相对应的网卡Ethl实现sGi的相关功能，Eth2实现S1-U的相关功能[3]。

4 结束语

本文阐述了移动通信网络的发展现状及LTE网络的发展趋势，分析了时下LTE技术的发展规划，介绍了我国在TD-LTE标准制定中做出的贡献以及我国的TD-LTE部署现状，最后对核心网作出了阐述。

[1]王琪.探究分析TD-LTE核心网技术的要点[J].中国新通信，2014（17）：27.

[2]沈嘉，李文宇，徐菲.TD-LTE规模技术试验主要内容和规范体系[J].电信网技术，2011（7）：23-27.

[3]王希，刘青青.TD-LTE与TD-SCDMA双网互操作——核心网信令分析[J].移动通信，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