CDMA核心网向EPC演进实施策略

王芳

摘 要：与 LTE相比，EPC的架构能够更好地满足我国移动通信网络的发展要求，其不仅可以有效提升网络的性能，还能够满足用户不断增长的业务需求。通过对EPC核心网的基本原理和CDMA核心网的发展现状进行分析，提出了CDMA核心网向EPC演进的策略，并对引入EPC的难点问题进行了分析。

关键词：CDMA核心网；EPC；互联网；网元

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0129-02

随着我国信息化社会的发展，移动互联网等新兴产业也得到了较快的发展，大量新业务随之产生。在这种情况下，通信网将面临着多种无线接入技术并存的局面。

1 EPC核心网基本原理

EPC中的核心网设备包括：①MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）。MME的主要功能是处理NAS信令、接入安全验证、TA（Tracking Area，跟踪区域）列表的管理、移动性管理和会话管理。②S-GW（Serving Gateway，服务网关）。S-GW是面向eNodeB终结S1-U接口的网关。③P-GW（PDN Gateway，PDN网关）。PDN是终结于SGi接口的网关，如果UE访问多个PDN，则UE会对应一个或多个PDN-GW。PDN-GW对GTP的S5/S8接口的主要功能有用户的包过滤、合法监听和UE的IP地址分配。④HSS（Home Subscriber Server，归属签约用户服务器）。HSS是用于存储用户EPC签约信息的数据库，其在归属网络中可以包含一个或多个HSS。HSS负责保存与用户相关的信息，还负责与不同区域内的子系统的呼叫控制和会话管理实体进行联系。⑤CG（Charging Gateway，计费网关）。通过Ga接口与PGW、SGW等核心网络中的计费实体通信，用于收集各网元发送的计费数据记录。⑥PCRF（Policy and Charging Rule Function，策略和计费规则服务器）。PCRF具有策略控制决策和基于流计费控制的功能，并向PCEF提供关于业务数据的流检测、门控及基于QoS和流计费（除信用控制外）的网络控制功能。

2 CDMA核心网现状

CDMA系统的核心网由电路域和分组域两大部分组成。电路域负责完成对语音、短信等电路域业务的承载和控制；分组域则负责完成网页浏览、下载、视频和彩信等分组域业务的承载和控制。

电路域主要网元：MSCe/VLR、MGW和HLR/AC。

分组域主要网元：PDSN、AAA和AN-AAA。

3 CDMA核心网向EPC演进的策略和步骤

CDMA核心网向EPC演进的策略有：①引入LTE/EPC，并主要以业务需求为驱动，兼顾网络演进。业务需求主要是移动互联网业务和物联网业务等一些需要高带宽、移动接入和有

一定QoS保障的业务。②尽量利旧原网络，通过升级改造保持新老网络兼容性，保护原有投资。③核心网一步到位，无线网和业务系统则按需逐步完善。

网络演进预计可以分为以下四个阶段。

3.1 小规模试点阶段

由于LTE无线网则只是小范围试点覆盖，不向公众开放业务，只进行业务测试，所以需要新建EPC核心网。在小规模试点阶段内，网电路域、分组域的网元不受影响，LTE与现网不存在切换关系。

对城市热点区域进行LTE覆盖，并正式对公众开放业务，部分HRPD网络升级为eHRPD，实现LTE与CDMA之间的切换。当LTE/eHRPD双模用户漫出LTE的覆盖区域时，可以切

换到eHRPD网络，IP地址不变，服务不会中断。此阶段的网络架构如图2所示。

由于此阶段LTE覆盖范围较小，用户切换的概率较大，因此需要考虑LTE和C网之间的业务互操作问题。在语音和数据业务方面，可以使用以下几个方法。

3.2.1 语音业务

3.2.1.1 CSFallBack

语音业务回落到CS域承载，终端提前在CS域注册，PageinLTE和CallinCS数据业务在LTE覆盖区域内承载。此方式需要在CS与EPC之间增加互操作网元IWS，要求用户在LTE和CS域同时放号，且手机应是支持LTE和C网的多模手机。

3.2.1.2 SVLTE

由于SVLTE也是由CS域承载语音，LTE承载数据，且终端要双收双发、双网双待，因此该方式对终端的要求较高，比较耗电，且双收双发不可避免地会存在射频干扰的问题。但此方式不需要对CS进行任何改造，且语音呼叫建立时间与现网1X用户一致，没有额外延时。

3.2.1.3 SRVCC

语音由LTE+IMS实现，即采用VoIP方式，不通过1X网络接入。但该方法要求终端支持SRVCC方式，并要求LTE实现连续覆盖。

3.2.2 数据业务

3.2.2.1 非优化切换

当用户将LTE网络切换到eHRPD网络时，UE才向目标网络进行附着，且只选择同一个P-GW接入，以保持业务的连续性。该方式比较成熟，且现网设备无需再增加与EPC之间的接口，但切换时间较长，一般为2～8 s，且切换过程中可能会发生数据丢失的现象。

3.2.2.2 优化切换

此方式需新增MME与eAN间的S101信令接口和SGW与HSGW间的S103数据接口。用户在LTE网络附着时会在eHRPD网络进行预注册，终端再通过S101接口时发起切换流程，同时在切换过程中通过S103传输下行数据，实现无损切换。

3.3 规模商用阶段

在规模商用阶段内，要实现城市、景区和机场等业务重点区域的连续覆盖，现网HRPD要全部升级为eHRPD，C网高端客户要逐步向LTE转移。此阶段的网络变化情况如下：endprint

无线网：AN全网升级为eAN，即所有RNC升级为eRNC，所有的PCF升级为ePCF。

核心网：用户数据逐渐向HSS和3GPPAAA转移，但仍保留AN-AAA和3GPP2AAA；PCC演进为R8架构；策略执行点BBERF由HSGW实现。

3.4 实现LTE的全覆盖

LTE逐步取代CDMA网络成为主要移动网。此阶段网络变化情况如下：

无线网：继续扩容eNodeB，实现LTE全覆盖；现网eAN可继续服务或视设备情况逐步退网。

核心网：SGW，PGW和HSGW等网元可逐步融合；HSS、3GPPAAA和IMS的HSS可逐步融合；3GPP2AAA、HLR等随着CDMA网络的退网而退网。

4 引入EPC的难点问题分析

在CDMA核心网向EPC演进的过程中，存在以下几个难点问题。

4.1 现网PDSN和AN的升级

在网络演进过程中，存在HRPD、eHRPD、LTE三网并存的过渡期，需要新建HSGW、升级PDSN和无线侧AN等，并要求HSGW与PDSN兼容，eAN与AN兼容，即要求HSGW与AN，PDSN与eAN和HSGW与PGW之间的互通。由于现网设备较多，因此部分厂家设备不一定立刻能按标准进行升级。

4.2 LTE和C网之间的互操作问题

在并存阶段，由于LTE覆盖不连续，其语音、数据业务需要C网电路域和分组域的补充才能实现业务的连续性，因此LTE与C网之间存在互操作问题。尽管有CSFB和非优化切换等互操作方式，但这对网络指标和用户感知还是会有一定的影响。另外，LTE和C网之间的互操作要求用户终端必须是双模双待，并具备较大的电池容量，这可能会增加终端的成本。

由于LTE在初期主要覆盖城区和大的风景区，因此可重点提供数据业务，语音采用SVLTE方式由1X网络提供，可加快网络部署并减少对现有网络的改造。

4.3 用户数据的融合

在网络并存阶段，涉及到用户数据存放和认证计费的网元有EPC-HSS、3GPPAAA、3GPP2AAA、AN-AAA、IMS-HSS、C-HLR等。随着网络的发展，企业必然要将这些用户数据进行融合，但如何融合却是一个复杂的问题。目前比较可行的思路是将EPC-HSS、3GPPAAA和IMS-HSS融合成一个通用的数据中心，而3GPP2AAA、HLR则随着2G/3G网络退出而退网。

4.4 统一的策略控制

传统CDMA网络的策略控制大多采用AAA结合手工方式进行，在LTE阶段采用PCC架构的策略控制可实现LTE与C网的统一。该方法要求DPI和分析系统同时采集、分析两网数据，并由PCRF统一制订策略。现有的PDSN需要经过升级，才能支持PCEF完成策略执行。

5 结束语

综上所述，CDMA核心网只有向EPC不断地演进，才能更好地满足今后移动互联网的发展需求，为用户提供更好、更稳定的服务。在向EPC演进的过程中，需要及时解决出现的难点问题，掌握演进策略，并对系统和业务不断进行完善，为企业创造更好的经济和社会效益打好基础。

参考文献

[1]姜怡华.3GPP系统架构演进（SAE）原理与设计[M].北京：人民邮电出版社，2010.

〔编辑：王霞〕endprint