中国电信CDMA分组核心网络向LTE/EPC网络演进技术分析及策略规划探讨 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/4 5:17:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

中国电信CDMA分组核心网络向LTE/EPC 网络演进技术分析及策略探讨

向LTE/4G 技术演进,网络体系架构演进主要是基于3GPP 的演进分组系统EPS(包括E-UTRAN 和EPC)。其中EPC 为演进的分组核心网,作为统一的分组核心网,EPC 支持多种不同接入技术.对于CDMA 运营商中国电信来说,未来引入EPS 网络,分组核心网向EPC 演进,需要考虑E-UTRAN 和CDMA 分组域和电路域的业务互操作问题。网络演进和互操作架构如下图所示。 以下是针对中国电信网络演进的技术和演进思路分析:

依据3GPP2 的演进规范,现有网络HRPD 升级到EHRPD 方面, 类似于CDMA2000 1X 网络升级到CDMA2000 1X/DOA, 主要是在A 接口进行增强和补充,保障对1X/DOA 的向前兼容能力.同时EHRPD 面向EPS 系统支持后向兼容,如支持多PDN 能力.在EHRPD 演进中,要求PDSN 升级支持HSGW 功能,可由HA 将升级支持PGW,从而与EPC 的网络架构上保持一致.建议HSGW/PGW 分别同时保留PDSN 和HA 能力,以便该网元能够同时提供1X/DOA/EHRPD 接入共存.在终端方面,建议初期部署时,EHRPD 终端需同时支持1X/DOA 能力,从而在非EHRPD覆盖区域,可以由传统的1X/DOA 网络和PDSN/HA 功能实体提供服务.关于传统1X/DOA 与EHRPD 之间的切换问题,包括网络侧HSGW(PDSN)/PGW(HA)对切换的支持等,目前国际规范提及不多,需要进一步研究.支持EHRPD 部署需保障现有业务连续性和平滑过渡,现有业务如(SIP, MIP)基本数据业务,增值业务如PSVT, QCHAT 等不受影响.EHRPD 部署需保障现有网络方案和能力的影响最小,如CCG 能力, 支持C+W 网络方案等。

EHRPD 的演进支持统一认证,实现3GPP UIM 卡的认证能力,HSGW 能够接到3GPP AAA Sever在HSS 进行鉴权和用户管理。

标准3GPP EPC 结构可参见上图中上半部分,主要网元包括:PGW, SGW, MME,3GPP AAAServer,HSS 等.但就EHRPD 接入EPC 而言,在不考虑互操作的情况下MME 和SGW 不需要参与。

另外,语音仍然通过1xCS 网络.但在EHRPD 阶段,并且考虑到其他接入方式(如C+W)扩大部署,如果1xCS 网络对HRDP/EHRPD 及其他分组接入区域不能全覆盖时,可以适当引入分组承载语音(Voice Over PS)的过渡方案, 比如考虑在C+W 中提供分组语音方案等。接下来是引入全套EPS 系统。

开始时E-UTRAN 可作为CDMA 网络的补充,从局部区域开始.但作为统一的核心网,EPC 的引入并先行全网覆盖,从而向CDMA 接入和E-UTRAN 接入提供共用.EPC 主要网元为:PGW, SGW, MME,3GPP AAA Server,HSS, PCRF 等.这些新网元中AAA Server, HSS, 甚至PCRF 都可认为不是EPC 的特有新网元,因此可以由现网改造完成,其他网元可由3GPP 核心网演进(如SGW,MME),也可以通过CDMA 核心网升级(如PGW).另外,如前所述,HSGW 由PDSN 升级完成。

引入EPS 系统后,支持EHRPD 接入与E-UTRAN 的互操作是一个重点.鉴权方面已经在3GPP UIM 方式下进行了统一.EHRPD/E-UTRAN 互操作方面主要解决切换和业务连续性问题。

目前标准组织对EHRPD/E-UTRAN 间优化和非优化切换都有定义,仍在进行进一步研究和权衡,包括兼顾到两个网络的独立性,切换时间性能和切换效果等.引入和部署EPS 初期,可以非优化切换为主,尽量

保持两个网络的独立性,基于移动IP 技术实现网络移动性,基于LTE的语音业务和连续性不作为初期部署的重点。

需注意的是,传统的1X/DOA 与E-UTRAN 间不支持互操作.终端在这两个网络间切换时,业务会中断(特殊情况下,可考虑通过网络移动性实现IP 地址不变,但目前规范没有涉及);可以考虑的另一种思路是:终端先切换到EHRPD 网络(目前尚需依据规范进一步定义),再由EHRPD 与E-UTRAN 进行切换,前提是有EHRPD 网络。

随着LTE/EPS 系统的引入以及向EHRPD 的逐步迁移,但E-UTRAN 网络部署初期覆盖时未必部署实时业务,即使部署实时业务可能会存在语音连续性等问题, 3GPP 提出了基于E-UTRAN 与CDMA 1x CS 的语音业务互操作方案包括CSFB 规范和SRVCC 规范。其中,CSFB作为一种简化的过渡性的语音方案,不要求部署IMS 网络,也不要求E-UTRAN 具备VoIP 的能力,基本思路是用户在E-UTRAN 网络进行数据业务时,能够接听/发起1xCS 的语音呼叫和短信等业务,而语音等业务是在传统的1xCS 网络中进行。SRVCC 实用于运营商部署了IMS的情形,通过IMS 的服务器作为瞄点保证语音业务的连续性。标准组织和运用商(比如T-Mobile, KDDI,Verizon 和CMCC 等)也提出其他方案和改进意见,比如VolGA,e1xCSFB 和Dual Radio 1xCSFB,优化SRVCC 等方案。

EPC 作为开放的分组核心网络,设计目标也是为了支持其他方式的统一接入,在中国电信网络中,C+W WIFI 和宽带固定接入为两种典型的异网接入.随着C+W 逐步商用,C+W 业务。

将作为移动网络的主要业务之一,标准的网络架构要求通过ePDG 实现WIFI 到EPC 核心网的互操作,C+W WAG 与ePDG 在形态和接口协议上还有所差别,后者在功能上为C+W WAG 与

PDSN 的合设体.至于把宽带固定接入纳入移动核心网EPC,涉及到固移融合的范畴,可以依据中国电信的网络现状实际需求加以考虑,目前标准上只有框架,尚未有详细定义.另外,考虑到特殊区域补充无线覆盖,或者可能的特殊用途,中国电信也可能部署Femtocell。Femtocell 的部署对核心网来说不是异网接入方式,但网络演进需考虑Fetocell 到核心网时穿越任何非受信数据网络的问题。

PCC 架构虽然并不是为EPC 网络特有,但已经作为EPC 网络的重要组成部分.中国电信试图在现有1X/DOA 网络中引入PCC 架构,用于精心化对数据业务的策略控制.3GPP2 也试图定义PCC 架构.但CDMA 网络中实施PCC 架构,与3GPP 标准的PCC 仍然有所差别.在EPC中引入PCC,前提是假设业务基于IMS 系统,同时把所有异网接入都(主要通过MIPV6 等方式)统一到EPC 核心网络,从而PCC 通过IP-CAN 呼叫承载过程进行统一的控制.当然,标准PCC 也在为适应各种网络进行演进和增强,比如深层业务感知,运营商第三方业务控制,基于消费限额的QoS 在PCRF 统一控制等.EHRPD 向LTE 演进,PCC 架构必不可少,当仍然需要把标准的PCC 和CDMA 网络特性结合起来,如兼顾现有HACCG,PDSN DPI 等能力,对现网业务进行精心化策略控制.当考虑固移融合时,需要参考固移融合的PCC(目前标准在做相关讨论)。 在EHRPD 后期,随着E-UTRAN 大量部署,CDMA 网络将逐步被EPS 替代.首先是1X/DOA网络逐步退出,或者被EHRPD 替代;然后是EHRPD 与E-UTRAN 共存;最后是EHRPD 网络被E-UTRAN 逐步替代,EHRPD 退

出网络.EPC 不再有CDMA 网络接入,但可能有其他异网方式的接入(如上述提到的WIFI 接入等).1xCS 方面,IMS 逐步替代现有语音网络,其中承载由LTE/EPC 提供,废弃过渡方案。

基于以上网络演进分析和演进思路的概述,可以认为中国电信 CDMA 分组核心网络演进要点包括但不限于如下方面:

现有HRPD 网络升级支持EHRPD,支持1x/DOA 与EHRPD 的共存和向EHRPD 平滑过渡

实现基于EHRPD 的EPC 网络基本框架引入LTE/EPS 全套系统,支持EHRPD 接入与E-UTRAN 接入的互操作

支持的LTE 的语音过渡方案(VoiceOverLTE) 支持其他接入方式

1X/DOA 进一步向EHRPD 过渡,CDMA 网络逐步被E-UTRAN 替代, HSGW/SGW/PGW 实现融合 与此同时,网络演进过程需兼顾中国电信网络实际情况,如下几个方面可重点考虑: 中国电信现有网络和业务(包括PSVT,QCHAT, HACCG 等) C+W 的部署进度 Femtocell 固移融合

流量下沉和网络扁平化 PCC 的部署和进度

基于中国电信网络的语音的过渡方案 IMS 系统的支持情况

基于以上分析,演进策略总结如下图:

从产品实现上,HSGW/PGW 与PDSN/HA 基于同一平台,只需要软件升级实现,HSGW/PGW分别基于PDSN/HA 原型,PGW 同时基于GGSN 原型,SGW/MME 可基于SGSN/GGSN 原型.从而保障开发进程和产品质量和兼容性。

其中HSGW/PGW 主要新增功能包括(但不限于)如下方面: ? Interface support