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LTE/SAE中全新核心网的架构研究 王晓鸣 （中国移动通信集团上海有限公司 上海 200060） 摘 要 SAE架构作为3GPP的LTE/SAE项目中的重要组成部分，对移动网络的演进起着重要作用。本文通过对 SAE网络结构、主要网元以及关键技术的介绍，让读者对SAE架构有一个清楚的认识，同时了解核心网演 进趋势。 关键词 SAE PCC 扁平化 多接入 网络部署 归并后重新作了划分，成为两个新的逻辑网元 ：移动 随着 3GPP 的 LTE/SAE 相关技术的成熟，移动 运营商把引入 LTE/SAE 纳入网络发展计划中，以期 通过 LTE/SAE 增强在全业务时代的竞争力。LTE/ SAE 技术对无线接入网和核心网进行了革命性变化， 基于 SAE 架构的核心网提高了数据处理效率以及满足 多接入需求，配合 LTE 真正意义上实现宽带无线接入。 管理实体（MME）和服务网关（Serving Gateway）， 实现 PS 域的承载和控制相分离，新增的 PDN GW 网 元实现各种类型的无线接入，如图 1 所示。 作为 IMS 网络架构的接入层，SAE 负责使用数 据业务用户的各种接入，如 WLAN 接入，WiMAX 接入和通过 EUTRAN 接入等。 对于在同一个运营商下的用户，如果用户通过 3GPP 的移动网络（这里指通过 EURAN 接入），则首 先会接入 Serving GW，并通过 PDN GW 接入 IMS 1 SAE 网络研究 SAE 架构中，原有 PS 域的 SGSN 和 GGSN 功能  图2 PCC架构在SAE中的应用 的会话控制层进行会话的建立，如果用户通过 WLAN 或者 WiMAX 等非 3GPP 方式接入核心网，则用户的 信令直接传送给 PDN GW 进行会话的建立。 1.1 网络特性 承载和控制分离。SAE 网络中的 MME 和 SAE 网关（包括 Serving GW 以及 PDN GW），分别处理 控制面信令和用户面数据，实现网络扁平化，提高了 核心网处理数据包的效率，降低了时延 ；另外，设备 功能划分清晰对于网络维护来说更加容易，同时降低 了网络扩容的难度。 全 新 的 QoS 保 障 机 制。SAE 网络引入的新的 QoS 特性，主要表现在两方面。首先，引入默认承载 概念，即在用户附着到 SAE 网络的同时为该用户建立 一条固定速率的默认承载，使得网络能够适应某些突 发性的数据业务，提升用户的业务体验。其次，提出 基于承载颗粒的 QoS 管理以及 SAE 承载概念，实现 端到端 IP 业务的 QoS 保证以及保证用户在各接入网 之间切换时的无缝体验。 多种接入共存。3GPP 在定义 SAE 网络架构时已 经将各种非 3GPP 接入纳入规范标准中，用户终端可 以通过 S2 接口利用各种非 3GPP 定义的 IP 接入网（如 WiMAX、WiFi 等接入技术）接入 SAE 网络，同时 引入 PMIP 技术保证业务连续性。 1.2 主要网元 移动管理实 体（MME，Mobility Management Entity）。MME 主要负责非接入层（NAS）的信令疏导、 加密和完整性保护，终结用户信令。具体来说，MME 负责 3GPP 的用户在 2G/3G/LTE 中的移动性管理， 包括寻呼、鉴权、数据加密、网络侧的承载控制。 服务网关（Serving GW）。Serving GW 主要负 责用户面数据的传输、转发和路由，终结来自无线接 入网的用户数据包。它是 2G/3G/LTE 用户在 3G 系 统之间切换时的锚点，也是用户在本地 eNodeB 之间 切换的锚点。Serving GW 执行 PCEF 功能，负责对 数据报进行 QoS 级别分类，根据用户或者业务的 QoS 级别进行计费。 分组数据网络网 关（PDN GW，Packet Data Network Gateway）。PDN GW 主要负责非 3GPP 接 入部分，包括用户数据报的过滤、对数据报进行 QoS 级别分类、对数据报进行门控和速率控制等、根据计 费策略进行计费，同时作为非 3GPP 接入用户的锚点 处理切换流程。 策略和计费规则功 能（PCRF，Policy and Charging Rules Function）。PCRF 主要负责对用户 的业务请求进行 QoS 授权、门控规则和计费规则的下 发，它是 PCC 架构中的一个逻辑实体，在实际组网中 可以单独为一个物理实体。 1.3 关键技术 1.3.1 QoS 和计费管理 SAE 网络中使用 PCC 架构进行动态 QoS 和计 费管理，具体来说，在 SAE 网络中 PCRF 功能作为 一个独立的物理实体存在，PCEF 功能在 PDN GW 实 现 PCEF