后3G时代的SAE

在移动通信系统发展到后3G时代，除了HSPA，HSPA＋推动技术不断进步，更有LTE（长期演进）和SAE（系统架构演进）向4G迈进的平稳过渡。3GPP R8提出了LTE和SAE的概念，它们分别明确了无线网络演进以及分组核心网络演进的发展方向。无论LTE还是SAE二者都是针对分组交换域的规划，因为未来的通信是多媒体数据的交互，传统的电路交换业务可以完全基于分组交换的承载。本文主要介绍演进的分组系统的网络架构及其各节点的功能。

3GPP在SAE的开发过程中明确了三大工作目标：一是提升用户的感知体验，降低时延，增加用户数据速率；二是实现一个基于IP的网络实施，提高系统容量和覆盖率，减少运营成本；三是集成其他非3GPP的接入技术，实现更灵活的移动性，从而在未来10年或者更长一段时间确保3GPP系统的竞争力。

演进的分组系统的网络架构

演进的分组系统由演进分组核心网和演进统一陆地无线接入网两大部分构成。其中演进的分组系统提供通向外部数据网络（例如互联网，公司局域网）和运营商业务（例如彩信，多媒体广播与多播业务）的通道，负责执行鉴权功能，密钥协商，追踪非激活终端（例如节能模式的终端）的移动情况，并且支持多种不同接入技术（EDGE，WCDMA，LTE，WLAN，CDMA2000等）之间的移动切换。演进统一陆地无线接入网负责所有激活终端（例如传送数据的终端）与无线相关的功能。终端直接接入无线网络的演进基站，然后通过核心网获得相应的服务。S1接口提供无线与核心网络连接。如图1所示。

核心部分包括控制平面和用户平面，移动性管理实体是工作在控制平面的节点，用户平面由两个节点服务网关和分组数据网网关组成。无线部分由多个演进基站节点通过X2接口互联构成，X2和S1接口都分为控制平面和用户平面，并且为多对多的连接，即一个演进基站节点可以连接到多个其他的演进基站节点，也可以连接多个移动性管理实体/服务网关节点，反之亦然。在非漫游状态时，两个网关都位于归属运营商的网络中，甚至可以合并由一个设备实现。
 

该体系结构与之前相比，主要改进包括：

• 移动性管理实体功能与网关功能分离，即控制平面/用户平面分离，有助于网络部署、单个技术的演进以及全面灵活的扩容。

• 经过优化的用户平面体系结构，具有比R6更简化的结构，将节点类型从以前的4种（NodeB，RNC，SGSN和GGSN）缩减到只有2种（e-NodeB和GW）。用户平面核心网络包括分组数据网网关和服务网关。分组数据网网关是所有接入技术的通用锚点，为所有用户提供一个稳定的IP接入点，无论他们是在一种接入技术之内移动，还是在多种接入技术之间移动。服务网关是3GPP移动网络内的锚点，为LTE接入用户的移动提供服务。

• 所有接口均支持基于IP的协议，所有的业务，包括语言基于IP的数据连接，为运营商的成本节约提供了可能。演进系统支持不同的IP版本，并支持没有IP连接的终端的IP地址配置。基本的IP连接在终端附着到网络的初始接入阶段就建立。

• 该体系结构能够将SGSN和移动性管理实体功能整合到同一个节点之中，从而实现一个支持GSM、WCDMA/HSPA和LTE技术的通用分组核心网。GSM和WCDMA/HSPA系统通过SGSN和演进后的核心网之间的标准接口集成到演进后的系统中。这些接口包括：与移动性管理实体相连、用于传送上下文并在不同接入技术之间建立承载的接口，与网关相连、用于与用户设备建立IP连接的接口，因此，网关节点的功能相当于一个服务WCDMA/HSPA终端设备的GGSN。

• 能够集成cdma2000系统，允许用户在cdma2000和LTE系统之间无缝移动，实现从CDMA到LTE的灵活迁移。也能够集成采用基于客户端和网络的移动IP，WiMAX等的非3GPP接入技术。