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EHRPD

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eHRPD(Evolved High Rate Package Data,演进的高速分组网络)

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什么是eHRPD

  eHRPD是对原HRPD,即EVDO网络的演进和增强。因此从CDMAEV-DO到eHRPD是需要对相关网元进行升级,如AN/PCF升级至eAN/ePCF,PDSN升级为HSGW(HRPDServingGateway),即HRPD服务网关。当然从这里可以看出,对于BTS,eHRPD与HRPD没有差异,也就是说eHRPD改善了网络融合方式,使资源能合理利用但是没有改善无线侧的能力,这点非常关键。

eHRPD标准与关键技术[1]

  eHRPD技术是为CDMA至LTE而设计的,因此其参考标准由3GPP2制定,目前最主要技术标准为X.S0057。eHRPD(演进的高速分组网络)是对原HRPD网络的演进,因此从CDMAEV-DO到eHRPD需要对相关网元进行升级,如AN/PCF升级至eAN/ePCF,PDSN升级为HSGW。对于BTS部分,eHRPD与HRPD基本没有差异,也就是说eHRPD主要改善了网络融合方式,使资源能合理利用但是没有改善无线侧的能力。

  对于eHRPD而言,其最关键的技术包含以下几部分:

  1.独特的网络架构及全新的互联接口

  对于eHRPD而言,其网络架构由HRPD网元升级而来,其主要的网络架构如图1所示。由图1中的网络架构可以看出,在与LTE的具体切换中,实际上增加了两个非常重要的“隧道”接口:

  (1)S101信令隧道接口:LTE网络的MME(移动管理实体)与eHRPD接入网络eAN之间的信令接口,主要负责两网之间的信令交互以及为S103数据隧道接口提供数据连接。

  (2)S103数据隧道接口:为LTE网关SGW与eHRPD网络的服务网关HSGW之间用户的承载接口。正是由于这种特殊的互联接口,使eHRPD与LTE的无缝移动成为可能。具体来说,由于“隧道”接口信令交互方式上的不同,又分为非优化切换和优化切换两种切换类型。

  ●非优化切换是指终端从E—UTRAN移动到eHRPD或者从eHRPD移动到E.UTRAN时,切换过程中源网络和目标网络之间无隧道信令(也就是S101信令)交互。

  终端离开源网络的无线环境,并且执行向目标网络的无线附着(如在E.UTRAN向eHRPD切换时,要创建eHRPD会话),然后通过目标网络执行向EPC核心网的附着过程(该附着是指切换附着,区别于初始附着),其中EPC核心网为源网络即E.UTRAN网络所连接的核心网。

  非优化切换适用于激活态或者休眠态的UE。

  ●优化切换是指终端从E.UTRAN移动到eHRPD或者从eHRPD移动到E—UTRAN时,切换过程中源网络和目标网络之间有隧道信令(也就是$101信令)交互。

  当终端还停留在源网络的无线环境中时,LIE先通过承载在源网络上的隧道信令向目标网络完成预注册,即预先在目标系统中建立无线和IP的上下文。预注册完成后,UE再将无线信号切换到目标网络。优化切换适用于激活态或者休眠态的UE。

  2.全新的鉴权方式EAP—AKA鉴权

  在HRPD阶段,鉴权方式主要为CHAP或PAP鉴权,而eHRPD则采用全新的EAP.AKA(ExtensibleAuthenticationProtocol··AuthenticationandKeyAgree--ment)鉴权,为EAP的一种认证方法,这种鉴权方式具有更高的安全性,并且具备双向鉴权能力,即网络可以对终端鉴权,同样终端也可以对网络鉴权。

  3.多业务承载

  原有的HRPD技术业务承载主要包括SO59及SO64,而对于eHRPD,则在原有的基础上增加了SO67及SO72,极大地丰富了承载类型,同时也提升了无线网络的利用率。

  4.多PDN

  原有的HRPD中不支持多PDN(PacketDataNetwork),一个用户仅能建立一个PDN,而eHRPD引入了多PDN的技术,使用户同一时间可以建立多个PDN,使终端用户可以在同一时间处理多项不同事物,这更加符合未来通信业务的发展趋势。为了支持多PDN.UE(UserEquipment)及其它相关网元必须满足以下两个要求:

  ●首先,UE必须支持多IP地址,因为每个PDN连接都需分配IP地址给用户,多个PDN就需要多个IP地址。

  ●其次,UE和HSGW必须支持VSNCP(VendorSpecificNetworkControlProtoco1)协议,因为UE和HSGW之间在PPP协商过程中,需要用不同的PDNID来标识不同的PDN连接。而目前HSGW与PGW仍然采用APN来标识,因此PDNID与APN一一对应。

eHRPD与HRPD的关系[2]

  从技术的本质上看,eHRPD改变的是核心网的部分功能和特性,对HRPD的无线侧功能没有任何改动,因此eHRPD部分仍然沿用HRPDBTS,因此HRPD下的业务功能eHRPD必然支持。即eHRPD能向下兼容HRPD的功能,HRPD的终端用户设备能在eHRPD网络下使用。

  但是需要注意,eHRPD与HRPD是采用不同的核心网,HRPD的核心网的中心节点是PDSN(PacketDataServingNode),eHRPD的核心节点是HSGW,它可由PDSN软件升级。两个不同的核心网,意味着不同的IP地址,对外没有交集,HRPD的终端用户业务由PDSN路由进城域网,而eHRPD的终端用户业务由HSGW-PGW路由出局。

  纵上所述,eHRPD与HRPD的关系总结如下

  1.eHRPD在带宽与性能上没有提高,无线空口完全一样;

  2.eHRPD后向兼容eHRPD的终端用户及业务;

  3.eHRPD与HRPD的核心网完全不同;

  4.引入eHRPD的主要目的是为了实现与热点覆盖的LTE网络的互操作,提供业务上的连续性,因为LTE部署初期一定是热点的,局部覆盖;

  5.其次eHRPD还能带来一系列新特性,如多PDN支持、承载复用、网络侧发起QoS等。明确了引入eHRPD的目的,以及与HRPD的关系,那运营商如何引入eHRPD,何时引入eHRPD呢?

  其实何时引入主要是产品的成熟度以及部署LTE的时间。总体而言,如果促要升级现有网络支持eHRPD,则需要运营商实施全网升级,否则会导致eHRPD终端到了HRPD网络下不能使用、直接断网的情形出现。

参考文献

  1. 王茹彬,吴文等.eHRPD技术研究及测试方法[J].电信网技术.2013,12
  2. 朱红梅,陈洁等.eHRPD:CDMA迈进LTE的桥梁[J].通信世界.2011,30
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27.38.243.* 在 2021年9月2日 02:47 发表

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