MOCN在演进分组核心网中的应用研究

许鹏飞 蔡玉坤 尤雪廷 王成林 曹云娣

摘 要：分组演进核心网中MME网元支持MOCN功能，可以为运营商提供更加灵活的网络建设方式。文章简单介绍MOCN概念和EPC网络结构，论述了EPC启用MOCN功能的实现原理，最后给出结论。

关键词：MOCN；LTE；EPC

1 引言

LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。演进分组核心（EPC）方案是一套全IP产品系列，旨在帮助运营商通过采用无线长期演进（LTE）技术来提供先进的移动宽带服务[1]。

MOCN（Multi-Operator Core Network）是一套无线网络可以同时连接到多个运营商的核心网节点，实现多家运营商共享同一套无线网络，也就是仅无线接入网络共享，核心网元不共享的一种网络共享方式，如图1所示。

图1 MOCN示意图

MOCN为多个运营商共同出资建设共享的网络，分担网络建设成本，降低网络建设风险，提高建网速度的一种建网模式。具体常见场景包括：（1）多个运营商公共出资建设无线接入网络；（2）一个运营商不建设或部分建设无线网络，租用其他运营商的部分无线接入网络资源，满足无线网络的覆盖要求。

如果运营商希望在3G/4G领域一展身手，却受到牌照、频谱或网络等资源的限制，基于网络共享的MOCN技术能够帮助他们实现梦想。

本文第二部分对EPC网络结构进行简要介绍，并解释EPC中启用MOCN实现原理，第三部分给出结论。

2 EPC中启用MOCN实现原理

2.1 演进分组核心网EPC

在LTE接入场景下，EPC（E-Packet Core，演进的分组核心网）提供了更低的延迟，并允许更多的无线接入系统接入，EPC的核心网元包括MME、SGW、PGW和HSS[2]。

EPS网络架构图如图2所示。

图2 EPS架构图

图中，EPS=Evolved Packet System是整个网络体系的全称，也就是EPS=UE+E-UTRAN+EPC，其中EPC=Evolved Packet Core，是分组演进核心网；下面简单对EPS中其它网元做简单说明。

MME支持MOCN功能需要MME和eNodeB共同完成。

MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）：控制面功能实体，负责管理和存储UE相关信息，比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等，为用户分配临时标识，对该用户进行鉴权，处理MME和UE之间的所有非接入层消息，处理MME和eNodeB之间的所有S1AP（S1 Application Protocol）消息[3]。MME支持MOCN功能中具体包括能支持多PLMN功能，多PLMN功能包括S1 Setup过程中多PLMN的处理，和给用户分配GUTI（Globally Unique Temporary Identity）时，GUTI中的PLMN为用户当前接入TA（Tracking Area）的PLMN。

E-UTRAN（Evolved UTRAN，演进的无线接入网）：可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。E-UTRAN中包含的网元是eNodeB（Evolved NodeB），为终端的接入提供无线资源。MOCN功能中eNodeB具体包括根据用户选择的PLMN，路由到正确的MME等。

MME负责管理和存储UE 相关信息，移动性管理状态，用户安全参数，为用户分配临时标识，对用户进行鉴权，处理MME和UE之间的所有非接入层消息。MME支持MOCN功能，如果需要配置多个PLMN，则需要增加MME的本局其他PLMN配置。

2.2 业务流程

2.2.1 S1建立流程

MME收到eNodeB的S1 Setup Request，如果携带了多PLMN，MME能识别并接受。

2.2.2 附着流程

在附着过程中，MME给UE分配GUTI，其中GUTI中的PLMN为用户选择的PLMN，即用户目前所在TAI中的PLMN。

2.2.3 跟踪区更新流程

在跟踪区更新过程中，MME给UE分配GUTI，其中GUTI中的PLMN为用户选择的PLMN，即用户目前所在TAI中的PLMN。

目前EPC中网元MME实现了多PLMN的两个方面的功能：MME支持S1 Setup过程中多PLMN；给用户分配GUTI时，其中PLMN为用户当前接入TA的PLMN。

EPC的目标与LTE是一致的：一是性能提高，减少时延，提供更高的用户数据速率，提高系统容量和覆盖率，减少运营成本；二是可以实现一个基于IP网络的现有或者新的接入技术的移动性的灵活配置和实施；三是优化IP传输网络。但是不同于LTE，EPC更多地是从系统整体角度考虑未来移动通信的发展趋势和特征，从网络架构方面确定将来移动通信的发展方向：在无线侧呈现出多样化、同质化的特征，在网络侧控制面与用户面的分离以及用户面的扁平化，满足未来发展趋势的网络架构将使运营商在未来更有竞争力，用户不断变化的业务需求也将得到较好的满足。

IP技术逐渐成为了移动通信网络的主角，全网IP化已经成为一种趋势，为了实现并优化IP业务，需要对现有的移动核心网进行必要的改进和优化，逐步过渡到全IP的核心网，EPC标准的目标就是取消电路域，电路域业务在分组域（PS）实现，这就意味着支持E-UTRAN的是一个全IP的核心网。

3 结束语

分组演进核心网中MME网元支持MOCN功能，可以为运营商提供更加灵活的网络建设方式，包括和其他运营商分担网络建设成本，降低网络建设风险，提高建网速度等。此外，MME支持MOCN功能，对MME的性能影响很小，MOCN对MME的要求极少，主要要求MME要支持多PLMN功能。

参考文献

[1]3GPP TS 23.401，General Packet Radio Service（GPRS）enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（E-UTRAN）access[S].

[2]3GPP TS 24.301，Non-Access-Stratum（NAS）protocol for Evolved Packet System（EPS）（Stage 3）[S].

[3]3GPP TS 36.413，Evolved Universal Terrestrial Access Network （E-UTRAN）-S1 Application Protocol（S1AP）[S].

作者简介：许鹏飞，工程师，工学硕士，IEEE会员，主要从事移动通信教学和研究工作。