4G终端的可操作性技术研究

刘 娟



4G终端的可操作性技术研究

刘 娟

安徽省通信产业服务有限公司，安徽 合肥 230001

随着移动通讯技术的不断创新，移动终端产品也加大了发展的脚步，尤其是4G网络技术，在应用的同时更是不断的优化了适用于该网络的终端设备，但是人们对其终端可操作性技术并不是很了解，导致对于网络运行商成本的降低途径不能完全掌握，对此本文就4G终端的可操作性技术展开分析，希望对于我国通信产品市场的可持续发展，起到积极促进的作用。

4G终端；可操作性技术

引言

4G技术的发展，使得移动通信成为了国家经济发展的重要支柱，在不断的优化完善过程中，也在当代通信领域占据了稳定的地位。4G技术是继3G技术的热点技术，是3G技术的优化，不断的为信息产业带来了活力。但是要想更好的优化4G技术，就要加强对其可操作性技术的研究，从而更好的完善中国通信格局。

1 研究的必要性

4G技术完全区分且优于以往2G、3G网络技术，该系统在借助数字光带之上，借助了全IP的优势特点，实现了IP数据包的优质高效传输，以及网络间的有效连接。其中4G移动通信系统网络结构图，如图1所示：

图1 4G移动通信系统网络结构图

4G具备通信灵活、迅速、费用低，以及增值服务全面、兼容性高、智能性高等特点，由于以往的2G、3G终端可操行性技术研究的已经比较完；但是4G网络在拓展发展领域的同时，人们对其终端可操作性的；了解并不是很了解，为了更好的降低网络运行商的成本，实现4G终端产品商业化发展，对此加强此方面的研究是非常有必要的。

2 EPC网络机构及网元功能

网络结构参考模型，主要包括非漫游架构以及漫游架构，同时单一网关配置选项情况下，3GPP接入的，与UE从3G无线接入的非漫游构架都是不同的，在后者情况下，将其服务网关作为3GPP移动的锚点。而3GPP接入的漫游构架，也分为有归属地进行业务的路由，以及通过访问地进行业务的路由，从而形成本地的疏导两种情况。

网元功能中的演进的通用陆基无线接入网（E-UTRAN）自身具备用户面加密、借助AMBR等技术实现上行（上下行）承载速率执行（级准许控制）等功能。第二移动管理实体具备NAS信令及安全、UE可达性管理、TA列表管理、信令监听、告警信息传输等功能。第三服务网关，在LTE网络中无线基站（eNodeB）的基础上，作为本地移动的锚点；在3GPP基础上，是移动的锚点；UE等的上下计费，同时也有合法监听、分组路由、用户与QCI计费统计等功能。最后也包括PDN网关，即SDI接口终点；以及PCRF，（策略与计费控制功能）。

3 E-UTRAN接口平面分析

分为控制与用户平面，其中控制面，也分为演进的通用陆基无线接入网（E-UTRAN）与EPC、EPC内部网元两种控制面接口；前者控制面接口为S1-移动管理实体接口，后者还包括SGSN与移动管理实体、HHS与移动管理实体之间的S3、S6a参考点协议栈两种接口形式。用户面分为由演进的通用陆基无线接入网接入、2G用户由S4接口接入、3G用户由Iu接口接入UE与P-GW用户面的三种形式。

4 EPC系统逻辑功能概述

第一、网络接入控制功能，包括网络接入网之间的择优、鉴权作用、转入控制作用、PCEF、合法监听作用；第二、分组路由与传输的功能，包括借助IP头压缩实现无限容量的优化，以及UE网络检查功能。第三、安全功能包括保证无线信道安全，以及UE、网络信令可靠性的保证作用。第四、移动管理，其功能主要体现在ECM空闲情况下的UE可达性管理、TA列表管理，以及eNodeB、3GPP之间移动锚点作用，其次还包括IRS功能、移动限制功能等。第五、无线资源管理功能，主要体现在对于天线通信通路的配置、维护，大部分工作通过无线接入网操作实现。第六、网络管理功能主要体现在移动管理实体负载平衡及调整作用。

最后对于PEC安全、管理、QOS进行概述，其中其安全构架如图2所示：

图2 安全构架

图中（1）-（4）分别表示网络接入安全、网络域安全、用户域安全、应用域安全。

标识管理主要包括EPS承载、全球唯一临时、跟踪域、eNodeBS1APUE标识，以及移动管理实体S1APUE标识符。端到端QOS以及各样承载、处理机制的应用，不仅保证了系统技术优势的充分体现，同时也实现了不同服务，确保了多媒体业务服务质量。

5 4G终端可操作性分析

5.1 过程

其寻呼过程包括S1接口、无线接口寻呼两种情况，前者由S1AP管理，在S1接口上，移动管理实体可直接向eNodeB进行S1AP寻呼消息的传送。后者寻呼情况多为要向UE支持ETWS，或是要向无线资源控制空闲情况下的UE传送寻呼信息等权场景下，eNodeB会进行寻呼。

无线资源控制连接建立过程分为准备几点、发送连接请求阶段、接受响应以及设置结束几个过程设置阶段。在连接释放的过程，起初阶段又演进的通用陆基无线接入网发起，UE获取并储存无线资源控制连接释放的小时信元，在离开此状态时，UE仍能够明确各个MAC层的操作情况。最后在根据重选优先级信息，实施小区选择，再转入到离开连接态。无线资源控制连接重配置流程，如图3所示；

图3 无线资源控制连接重配置流程

5.2 切换流程

第一种切换到E-UTRAN的经过，当RAT中存在UE建立的SRB，即UE进入到其系统中时，即可进行跨RAT切换操作，将UE及其他接入网，转入到E-UTRAN中。第二种E-UTRAN转移到其他RAT中的过程，当RAT中存在UE建立的SRB，此时的eNodeB接口进行本过程操作，将其没有离开无线资源控制的UE往RAT中转移。第三种其他S1AP信令切换操作，首先初端的eNodeB，在向移动管理实体传输切换执行信元时，会同时启动计时器，当信元输送到eNodeB时显示信元被设定为建议DL转发，则说明eNodeB已经在数据转发下行数据了。当eNodeB接收了全部的E-RAB储存资源，eNodeB会确认请求切换的信元，回复给移动管理实体。eNodeB收到请求切换信元时，会第一时间进行此台计时器的开闭，而开启另一台计时器。在S1切换时，eNodeB将存在HFN的E-RAB将其借助移动管理实体进行目标eNodeB转移。移动管理实体会利用自身的转移作用，将源eNodeB的状态信息发动给目标eNodeB。最后当UE实现切换后，即eNodeB、移动管理实体间建立完成，并会通知移动管理实体切换结束、成功。

5.3 LTE数据卡

其寻呼的过程完全可以按照上述数据卡寻呼网络过程进行操作，当其S1接口等达到指定标准时才能进行执行接入。其切换的过程只能实现此数据卡，单方的切换到WCDMA，经过数据分析表明，LTE数据卡，是可以成功的切换到目标eNodeB的，切换的成功效率较高，且符合测试标准。数据传输的速率，峰值下行、上行分别为100/20Mbps，经过测试符合现网的标准。同时该数据卡，还能够识别有效的、多个有效的公共陆地移动网络（PLMN），以及手动或是自动的公共陆地移动网络选择，且能够正常的驻留在目标eNodeB小区内。基于LTE等网络下，无论是静态还是动态下，都能够保证稳定、长期的下载操作。同时LTE上网数据卡，无论是在驻留到启动的转移时间、用户或控制平面的时延，都符合规定的标准要求，寻呼成功率大大的提高。LTE数据卡的WEP鉴权、WAP1鉴权等，都符合规定的标准要求。在安全方面，通过不断的测试，证明其数据卡的接入网络，在网络域、用户域、应用域安全，以及可视性、可配置性等都是非常稳定的，充分的说明了其高效的安全性，这些数据卡功能也是用户都能够亲身感受到的。

6 总结

综上所述，通过对于4G终端可操作性技术的分析，发现4G技术在不断拓展市场的同时，也推动了通信设备制造业的发展，使其4G终端可操作性的技术优势不断优化。但是在实践中，还是会存在弊端，对此还需要加强4G网络的优化研究，并建议加强对于LTE上网数据卡终端产品多模的完善，从而更好的更好降低运营商的成本，实现城市网络的全面覆盖。

[1]樊永辉.3G/4G多模终端的可操作性技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2012.

[2]张书利.4G环境下的移动电子商务模式研究和创新[D].济南：山东师范大学，2014.

[3]林晓琳.移动核心网2G/3G/4G互操作能力评估与优化方法研究[D].北京：北京邮电大学，2015.

The maneuverability of the 4G terminal technology research

Liu Juan

Anhui communication industry service co.，LTD，Anhui hefei 230001

with the constant innovation of mobile communication technology，the development of the mobile terminal products also increased，especially the 4G network technology，the application is constantly optimized at the same time apply to the network terminal equipment，but people on the terminal maneuverability technology is not very understanding，leading to the network cannot fully grasp the ways to reduce the operation cost，in this paper the maneuverability of the 4G terminal technology analysis，hope for the sustainable development of communication products in China market，play a positive promoting role.

4G terminal;Operational technology

TN929.5

A

1009-6434(2016)09-0136-03