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1、LTE核心网问题及优化网络部 2013年5月目录2LTE核心网简介LTE核心网网络优化内容介绍核心网无线配合优化DNS查询优化S6a接口优化Gy接口优化CSFB优化LTE试点网络现阶段主要问题LTELTE核心网网元功能简介核心网网元功能简介SGSN2GTDLTEHSSBTSBSCNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxGbIuS1-MMES11SGiMMEPCRFS9InternetS GWP GWS5/8SAE GWGrS10CGGnGnAFRxOCSGy主要功能实体-(1)用户数据设备- HSS:主要提供移动性管理、鉴权、用户 签约等功能-(2)核心网EPC设备- MME：LTE接入
2、下的控制面网元，主要负 责移动性管理、会话管理、P-GW/S-GW 选择等功能，相当于传统Gn SGSN的控制 面功能；- SAE-GW：S-GW提供分组路由和转发功 能，相当于传统Gn SGSN的用户面功能； P-GW提供承载控制、计费、地址分配和非 3GPP接入等功能，相当于传统的GGSN-(3)资源策略控制设备- PCRF:策略控制服务器，提供数据业务 QoS保障和资源管控；- AF:业务策略提供点-(4)无线接入网设备- eNodeB: 负责无线资源管理，集成了类 似2G/TD基站和基站控制器的功能；扩大规模实验网设备分布扩大规模实验网设备分布城市MMESAE GW/GGSNCG 设备
3、厂家数量（套）容量（万户）数量（套）容量（万用户）数量（套）杭州1201201华为深圳1151151华为广州1151151中兴北京1101101中兴青岛15151爱立信南京15151贝尔上海15151华为厦门15151诺西天津15151中兴沈阳15151爱立信成都15151华为、新邮通福州15151诺西、大唐合计121001210012LTE试点省分布及设备概况：LTE核心网简介LTE核心网网络优化内容介绍核心网无线配合优化DNS查询优化S6a接口优化Gy接口优化CSFB优化LTE试点网络现阶段主要问题目录5LTE核心网优化点SGSNGPRSUMTSLTEMMEHSSPCRFServing G
4、WPDN GWBTSBSC/PCUNodeBRNCeNodeBS1-US6aGxS5/8GbIuS1-MMES3S11SGiS10InternetCorporate InternetOperator Service NetworkS6dGGSN GiInternetGnOCS Gy1234核心网-无线侧： 智能终端在4G下信令风暴优化； 智能寻呼优化； DNS查询优化： DNS流程优化 S6a接口； DRA组网优化； 附着流控优化；Gy接口； CCR风暴优化；CSFB回落时延优化； 鉴权流程优化； 合理规划TA；LTE核心网优化分为五个部分：1、无线核心网配合参数优化；2、DNS查询优化；3、
5、S6a接 口优化；4、Gy接口优化；5、CSFB回落时延优化。DNS5LTE核心网简介LTE核心网网络优化内容介绍核心网无线配合优化DNS查询优化S6a接口优化Gy接口优化CSFB优化LTE试点网络现阶段主要问题目录7LTE带来的信令风暴问题现状：LTE带来的信令激增问题：大量智能终端入网，及交互类、永远在线等应用程序大量 普及及LTE扁平化架构导致LTE核心网信令较2/3G核心网信令负荷增加约80倍。1,2001,0008006004002000eNBMMESGWPGWPCRFHSS附着/去附着连接/承载 建立/释放切换(HO)跟踪区更新(TAU)寻呼BTS/NodeBBSC/RNCSGSN
6、eNodeBeNodeBMMEBTS/NodeB2G 3GSGSN与BSC/RNC直连，由于RNC/BSC对无线侧 信令进行收敛，SGSN侧寻呼、切换信令负荷较小。LTEMME与大量eNodeB直连，核心网需要直接 处理大量寻呼、切换消息，MME侧信令负荷较大。LTE网元每用户每忙时消耗信令消息数LTE现网80%左右的信令负荷来自 Service Request、S1 Release、 Paging，急需进行专项优化减少信 令负荷。ECM-IDLE ECM-CONNECTED S1 connection established S1 connection released 核心网到无线侧优化减
7、少Service Request优化方案1：通过调整eNodeB Idle timer参数，降低用户终端行为对信令负荷的影响。优化效果（以北美某运营商统计数据为列）：Idle timer从10s修改为60s， service request数量减少73%。Idle timer超时业务请求连接态：可传输数据业 务，消耗系统资源，终 端费电。跨eNodeB需 要Handover。空闲态：不可传 输数据业务，节 省系统资源，终 端省电。01020304050607080020406080100120Idle timer 不同取值单用户Service request和Handover数量SRHO原来配
8、置10SR数量为30原来配置10SR数量为8Idle timer的时长越长, Service request的请求越少,而Handover的行为将越多，手机电 池也越耗电。核心网到无线侧优化减少Paging优化方案2：开启灵活的Paging策略，以减少寻呼信令和寻呼次数。 采用不同的寻呼策略 :-Last Seen TA + Neighboring TAs (TA List) （基本寻呼策略）-Last Seen TA-Last Seen eNodeB-Last Seen eNB + (N) eNBs 不同的业务类型选择不同的寻呼 :-BASIC: 针对基本数据业务采用eNodeB寻呼-S-C
9、S (语音): 语音业务采用TAL寻呼-SGS-PS (短信): 短信业务采用eNodeB+(N) eNBs寻呼-BASIC_QCI_X: 依据QCI 制定不同的寻呼策略TA2TA3TA1Last Seen eNBLast Seen TALast Seen TA + Neighbor TAs Last Seen eNB + (N) eNBs4 * TA listZ * TA listY * TAX * eNodeB+基本寻呼策略：直接寻呼 TA list (约40个 eNodeB)，对无线和核心网设备均有很大影响。渐进的寻呼策略：优先在最后访问的eNodeB寻呼，一 般情况下, 成功率为70-
10、90%，寻呼不到再进行TA、TAL 的寻呼，可减少了大量的Paging信令。0100200300400500600700800900优化前方案一方案二方案三MME Control Traffic per UE per HrService RequestActive MobilityPaging+TAUW/O AutoTAL大量的信令消息来自于Service Request和Paging消息在没有优化的情况下，寻呼消息可以占到50%以上的控制信令针对不同业务进行不同寻呼策略针对最近“N”个eNB的寻呼策略在只寻呼15%的基站的情况下，能达到和针对整个TA寻呼一样的成功 率，且寻呼消息减少了80%
11、 优化前：基本寻呼策略: 所有业务进行跟踪区列表 （TAL）寻呼。这种情况下，每终端每小时在MME产生 的消息数约为780个。 方案一：对数据业务采用渐进寻呼策略；对语音及短信 业务采用基本寻呼策略。针对数据业务的寻呼量下降。 这种情况下，每终端每小时在MME产生的消息数约为 600个。 方案二 ：对数据及短信业务采用渐进寻呼策略；对语音 采用普遍寻呼策略。这种情况下，每终端每小时在MME 产生的消息数约为550个。针对短信的寻呼量进一步下 降。 方案三：针对数据及短信业务，第一次寻呼针对最近 “N”个eNB；针对语音采用普遍寻呼策略。这种情况 下，每终端每小时在MME产生的消息数约为490个
12、。说 明最近“N”个eNB的寻呼策略能够进一步减少了网络 中的寻呼消息负荷。核心网到无线侧优化减少Paging优化效果：使用经过优化的寻呼方式最大可减少80%寻呼量。MME采用不同寻呼策略的信令数量对比TA2TA1 TA4 TA3 TA5TA7电力抄表电力抄表智能终端用户智能终端用户高速移动用户高速移动用户TA2TA1 TA4 TA3 TA5TA7TA3TA2TA1 TA4TA5TA7 标准的TA列表生成机制静态TA列表 = TA(n) + 相邻Ta（人工配置） 根据UE的移动在TA列表中增减跟踪区动态TA列表= TA(n) + TA(n-1) + TA(n-2)TA(n-1) 指前一次终端报
13、告所在的跟踪区；TA(n-2) 指再前一次终端报告所在的跟踪区，并且检测到终端是在进行环形移动时优化方案二：运用动态跟踪区列表管理机制可降低信令负荷及终端耗电优化效果： 1、在TA边界地带防止“ping-pong” TA更新(TAU) ，降低核心网消息处理负荷 2、相比静态TA列表相比，可降低25%寻呼和TAU过程核心网到无线侧优化减少TAULTE核心网简介LTE核心网网络优化内容介绍核心网无线配合优化DNS查询优化S6a接口优化Gy接口优化CSFB优化LTE试点网络现阶段主要问题目录13LTE DNS查询查询方式现状：EPC融合DNS在用户业务路由，移动性管理中起到决定性作用，在满足GPRS
14、查询的 同时，EPC中增加多种查询方式，复杂度大幅增加。S-GW选择 用户建立PDN连接时MME选择S-GW根据TAI信息通过DNS进行选择需要进行三次查询：先进行S5/S8能力查询，根据PGW选择相应的SGW再进行S11接口能力查询。最后进行A记录查询，过程繁琐，急需优化。DNSeNodeBS1-US1-MMES11SGiOld MMEServing GWPDN GWS5/8SAE GWDNSeNodeBS1-US1-MMES11SGiMMEServing GWPDN GWS5/8SAE GWGn SGSNRNC/BSCP-GW选择 用户建立PDN连接时，MME选择P-GW 根据APN信息通
15、过DNS进行选择：.apn.epc.mnc.mcc.3gppnetwo rk.org LTE多模终端从Gn SGSN接入时，SGSN选择P-GW（GGSN） 根据APN信息通过DNS进行选择：.apn.epc.mnc.mcc.3gppnetwo rk.org 查询优化DNSDNS优化效果：从外部查询上看，信令节约33%，效率提升减少信令交互也缩短了用户注册、跟踪区更新的时延，体验更好优化方案：修改DNS配置，新增一条Service Name为S-11的NAPTR记录，两步N记录查询 合并为一步。LTE DNS流程优化LTE核心网简介LTE核心网网络优化内容介绍核心网无线配合优化DNS查询优化S
16、6a接口优化Gy接口优化CSFB优化LTE试点网络现阶段主要问题目录16DRA组网方式优化现状：LTE网元设备省内互联为直连方式：优化方案：由省内直连组网改为通过DRA方式组网。MMEHSSMMEHSS B机房C机房MMEHSSA机房S6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6aS6a直连的弊端： 设备间全互联，互通工作量大。 设备配置所有路由信息，信息量 大。 节点变动导致全网配置改动。MMEHSSMMEHSS B机房C机房MMEHSSA机房DRADRADRAS6aS6aS6aS6aS6aS6a接DRA方式组网的优点： 仅DRA全互联，MME与DRA互联，互 通工作量小。 路由配置在DRA完成，端局仅少量配 置。 端局变动仅需DRA调整配置，改动量 小。 故障切换简单，DRA可主动进行故障 主机名替换。国外运营商因S6a信令风暴导致设备瘫痪MMEH
