MME功能

MME功能

MME(Mobility Management Entity)是3GPP協定LTE接入網路的關鍵控制節點,它負責空閒模式的UE(User Equipment)的定位,傳呼過程,包括中繼,簡單的說MME是負責信令處理部分。它涉及到bearer激活/關閉過程,並且當一個UE初始化並且連線到時為這個UE選擇一個SGW(Serving GateWay)。通過和HSS互動認證一個用戶,為一個用戶分配一個臨時ID。MME同時支持在法律許可的範圍內,進行攔截、監聽。MME為2G/3G接入網路提供了控制函式接口,通過S3接口。為漫遊UEs,面向HSS同樣提供了S6a接口。

基本介紹

  • 中文名:移動管理節點功能
  • 外文名:Mobility Management Entity function
  • 套用學科:通信
  • 領域:信息科學
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簡介

MME是LTE網路的網元,和S-GW,P-GW一起被稱作4G的核心網:EPC。 這三個網元都是邏輯網元,意味著任何廠家(愛立信,華為,中興等)建立的LTE網路必須要有這三個邏輯網元。 實際生產過程中,為了節省成本,有些技術好的廠家可以用一套系統(硬體+軟體)同時作為3G網元和4G網元,比如華為經常把3G的SGSN和4G的MME共用一套系統(硬體+軟體),華為的S-GW,P-GW經常合一為一套系統,同時還支持3G的GGSN。另外注意,2G/3G中的分組域核心網元是SGSN,GGSN。SGSN用於接入用戶,管理用戶,GGSN是關口局,連結Internt。 LTE(4G)網路中的分組域核心網元是MME,S-GW,P-GW。 其中MME用作移動管理, P-GW連結Internet, S-GW作為用戶接入網路做一些路由選擇,資源分配等工作。 LTE的網路節點和3G的網路節點功能類似,但是一個是給3G服務,一個是給4G服務。

功能

MME負責以下功能。
●NAS信令及其安全。
●將尋呼訊息傳送到相關的eNB,可選執行尋呼最佳化。
●安全控制(鑒權認證、信令完整性保護和數據加密)。
●跨CN的信令(支持不同3GPP接入網路之間的移動性)。
●空閒狀態UE的可達(含尋呼重傳訊息的控制和執行)。
●跟蹤區(TA)列表管理(空閒態和激活態UE)。
●PDNGW(P-GW)和S-GW選擇。
●切換中MME發生變化時的MME選擇。
●切換到2G或3G接入網時的SGSN選擇。
●漫遊。
●空閒狀態的移動性控制。
●承載管理功能,包括專用承載的建立。
●非接入層信令的加密和完整性保護。
●支持PWS(PublicWarningSystem,公共預警系統,包括ETWS和CMAS)訊息的傳送。

作用

1、接入控制,包括安全和許可控制。
2、移動性管理
行動網路必須清楚知曉用戶當前的位置信息,對EPC網路自然也不例外。EPC網路中的位置區稱為TA(Tracking Area),它與MSCS管理的位置區LA(Location Area)和SGSN管理的路由區RA(Routing Area)類似,用於EPC系統的用戶移動性管理。根據場景不同,可分為:同一MME內不同eNodeB之間的位置更新、不同MME之間的位置更新、周期性位置更新等,所有位置更新成功的結果是終端將當前自己所在的位置區TA通知到網路,並在MME、HSS網元中記錄下來。
3、附著與去附著
終端在進行實際業務之前必須完成在網路中的註冊過程,該過程稱為附著。附著成功的終端將獲得網路分配的IP位址,提供“永久線上”的IP連線;與傳統2/3G網路所不同的是,EPS網路直接通過初始化附著為用戶建立默認承載,而2/3G網路的用戶需要在附著之後,進行激活PDP上下文的過程中才會為其分配IP位址。
當終端不需要或者不能夠繼續附著在網路時,將會發起去附著流程,根據發起方不同,去附著可以由UE、MME或HSS發起,MME發起的去附著可能由於終端長時間沒有與網路互動,而HSS發起的去附著是由於用戶的簽約、計費信息等原因,網路主動斷開與終端的連線;根據是否成功通知到終端,又分為顯示和隱私去附著,其中前者指相互用信令通知到對方,後者是指網路側主動發起,但由於無線條件限制而無法通知到終端的情形。
4、會話管理功能
包括對EPC承載的建立、修改和釋放;與2G/3G網路互動時,完成EPC承載於PDP上下文之間的有效映射;接入網側承載的建立和釋放;根據APN和用戶簽約數據選擇合適路由
5、SGW與PGW的選擇
當用戶有數據業務請求時,MME需要選擇一個SGW/PGW,將用戶數據包轉發出去。
總體來說,MME類似於SGSN網元的控制面功能,將網元控制面與用戶面功能的分離更有利於網路扁平化的部署。MME除以上移動性管理等功能之外,還負責合法監聽、用戶漫遊控制以及安全認證等方面的管理。

LTE

LTE概念

LTE(LongTermEvolution,長期演進),又稱E-UTRA/E-UTRAN,和3GPP2UMB合稱E3G(Evolved3G)
LTE是由3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject,第三代合作夥伴計畫)組織制定的UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem,通用移動通信系統)技術標準的長期演進,於2004年12月在3GPP多倫多TSGRAN#26會議上正式立項並啟動。LTE系統引入了OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,正交頻分復用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output,多輸入多輸出)等關鍵傳輸技術,顯著增加了頻譜效率數據傳輸速率(20M頻寬2X2MIMO在64QAM情況下,理論下行最大傳輸速率為201Mbps,除去信令開銷後大概為140Mbps,但根據實際組網以及終端能力限制,一般認為下行峰值速率為100Mbps,上行為50Mbps),並支持多種頻寬分配:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等,且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段,因而頻譜分配更加靈活,系統容量覆蓋也顯著提升。LTE系統網路架構更加扁平化簡單化,減少了網路節點和系統複雜度,從而減小了系統時延,也降低了網路部署和維護成本。LTE系統支持與其他3GPP系統互操作。LTE系統有兩種制式:FDD-LTE和TDD-LTE,即頻分雙工LTE系統和時分雙工LTE系統,二者技術的主要區別在於空中接口物理層上(像幀結構、時分設計、同步等)。FDD-LTE系統空口上下行傳輸採用一對對稱的頻段接收和傳送數據,而TDD-LTE系統上下行則使用相同的頻段在不同的時隙上傳輸,相對於FDD雙工方式,TDD有著較高的頻譜利用率

LTE系統結構

LTE採用由eNB構成的單層結構,這種結構有利於簡化網路和減小延遲,實現低時延、低複雜度和低成本的要求。與3G接入網相比,LTE減少了RNC節點。名義上LTE是對3G的演進,但事實上它對3GPP的整個體系架構作了革命性的改變,逐步趨近於典型的IP寬頻網路結構。
LTE的架構也叫E-UTRAN架構,如圖1所示。E-UTRAN主要由eNB構成。同UTRAN網路相比,eNB不僅具有NodeB的功能,還能完成RNC的大部分功能,包括物理層、MAC層、RRC、調度、接入控制、承載控制、接入移動性管理和Inter-cellRRM等。eNodeB和eNodeB之間採用X2接口方式直接互連,eNB通過S1接口連線到EPC。具體地講,eNB通過S1-MME連線到MME,通過S1-U連線到S-GW。S1接口支持MME/S-GW和eNB之間的多對多連線,即一個eNB可以和多個MME/S-GW連線,多個eNB也可以同時連線到同一個MME/S-GW。
圖1  LTE整體結構圖1 LTE整體結構

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