后3G時(shí)代的SAE

在移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到后3G時(shí)代，除了HSPA，HSPA＋推動(dòng)技術(shù)不斷進(jìn)步，更有LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)）和SAE（系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)）向4G邁進(jìn)的平穩(wěn)過(guò)渡。3GPP R8提出了LTE和SAE的概念，它們分別明確了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及分組核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的發(fā)展方向。無(wú)論LTE還是SAE二者都是針對(duì)分組交換域的規(guī)劃，因?yàn)槲磥?lái)的通信是多媒體數(shù)據(jù)的交互，傳統(tǒng)的電路交換業(yè)務(wù)可以完全基于分組交換的承載。本文主要介紹演進(jìn)的分組系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其各節(jié)點(diǎn)的功能。

3GPP在SAE的開(kāi)發(fā)過(guò)程中明確了三大工作目標(biāo)：一是提升用戶的感知體驗(yàn)，降低時(shí)延，增加用戶數(shù)據(jù)速率；二是實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于IP的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施，提高系統(tǒng)容量和覆蓋率，減少運(yùn)營(yíng)成本；三是集成其他非3GPP的接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更靈活的移動(dòng)性，從而在未來(lái)10年或者更長(zhǎng)一段時(shí)間確保3GPP系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

演進(jìn)的分組系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

演進(jìn)的分組系統(tǒng)由演進(jìn)分組核心網(wǎng)和演進(jìn)統(tǒng)一陸地?zé)o線接入網(wǎng)兩大部分構(gòu)成。其中演進(jìn)的分組系統(tǒng)提供通向外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（例如互聯(lián)網(wǎng)，公司局域網(wǎng)）和運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)（例如彩信，多媒體廣播與多播業(yè)務(wù)）的通道，負(fù)責(zé)執(zhí)行鑒權(quán)功能，密鑰協(xié)商，追蹤非激活終端（例如節(jié)能模式的終端）的移動(dòng)情況，并且支持多種不同接入技術(shù)（EDGE，WCDMA，LTE，WLAN，CDMA2000等）之間的移動(dòng)切換。演進(jìn)統(tǒng)一陸地?zé)o線接入網(wǎng)負(fù)責(zé)所有激活終端（例如傳送數(shù)據(jù)的終端）與無(wú)線相關(guān)的功能。終端直接接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)基站，然后通過(guò)核心網(wǎng)獲得相應(yīng)的服務(wù)。S1接口提供無(wú)線與核心網(wǎng)絡(luò)連接。如圖1所示。

核心部分包括控制平面和用戶平面，移動(dòng)性管理實(shí)體是工作在控制平面的節(jié)點(diǎn)，用戶平面由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)網(wǎng)關(guān)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組成。無(wú)線部分由多個(gè)演進(jìn)基站節(jié)點(diǎn)通過(guò)X2接口互聯(lián)構(gòu)成，X2和S1接口都分為控制平面和用戶平面，并且為多對(duì)多的連接，即一個(gè)演進(jìn)基站節(jié)點(diǎn)可以連接到多個(gè)其他的演進(jìn)基站節(jié)點(diǎn)，也可以連接多個(gè)移動(dòng)性管理實(shí)體/服務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，反之亦然。在非漫游狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)網(wǎng)關(guān)都位于歸屬運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，甚至可以合并由一個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
 

該體系結(jié)構(gòu)與之前相比，主要改進(jìn)包括：

• 移動(dòng)性管理實(shí)體功能與網(wǎng)關(guān)功能分離，即控制平面/用戶平面分離，有助于網(wǎng)絡(luò)部署、單個(gè)技術(shù)的演進(jìn)以及全面靈活的擴(kuò)容。

• 經(jīng)過(guò)優(yōu)化的用戶平面體系結(jié)構(gòu)，具有比R6更簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，將節(jié)點(diǎn)類型從以前的4種（NodeB，RNC，SGSN和GGSN）縮減到只有2種（e-NodeB和GW）。用戶平面核心網(wǎng)絡(luò)包括分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和服務(wù)網(wǎng)關(guān)。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是所有接入技術(shù)的通用錨點(diǎn)，為所有用戶提供一個(gè)穩(wěn)定的IP接入點(diǎn)，無(wú)論他們是在一種接入技術(shù)之內(nèi)移動(dòng)，還是在多種接入技術(shù)之間移動(dòng)。服務(wù)網(wǎng)關(guān)是3GPP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的錨點(diǎn)，為L(zhǎng)TE接入用戶的移動(dòng)提供服務(wù)。

• 所有接口均支持基于IP的協(xié)議，所有的業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)言基于IP的數(shù)據(jù)連接，為運(yùn)營(yíng)商的成本節(jié)約提供了可能。演進(jìn)系統(tǒng)支持不同的IP版本，并支持沒(méi)有IP連接的終端的IP地址配置。基本的IP連接在終端附著到網(wǎng)絡(luò)的初始接入階段就建立。

• 該體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)�SGSN和移動(dòng)性管理實(shí)體功能整合到同一個(gè)節(jié)點(diǎn)之中，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)支持GSM、WCDMA/HSPA和LTE技術(shù)的通用分組核心網(wǎng)。GSM和WCDMA/HSPA系統(tǒng)通過(guò)SGSN和演進(jìn)后的核心網(wǎng)之間的標(biāo)準(zhǔn)接口集成到演進(jìn)后的系統(tǒng)中。這些接口包括：與移動(dòng)性管理實(shí)體相連、用于傳送上下文并在不同接入技術(shù)之間建立承載的接口，與網(wǎng)關(guān)相連、用于與用戶設(shè)備建立IP連接的接口，因此，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的功能相當(dāng)于一個(gè)服務(wù)WCDMA/HSPA終端設(shè)備的GGSN。

• 能夠集成cdma2000系統(tǒng)，允許用戶在cdma2000和LTE系統(tǒng)之間無(wú)縫移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從CDMA到LTE的靈活遷移。也能夠集成采用基于客戶端和網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)IP，WiMAX等的非3GPP接入技術(shù)。