GSM/TD-SCDMA核心网元的改造设计

1、 MSC Sever改造方案
       为实现LTE用户漫游至现有GSM/TD-SCDMA网络使用业务，现网MSC Server需支持五元组鉴权功能；现网MSC Server需要对跟MME本省MME互通、SGs接口及SGs接口短信、联合位置的更新等功能实现支持，这是为了对LTE用户实现SGs接口短信功能。
       根据业务需求，需对现网所有MSCServer升级支持五元组鉴权，针对TD-LTE所覆盖范围内的城市所在省改造升级1—2个MSC Server支持短信信息的有关功能。
2 、SGSN改造方案
       (1)     TD-LTE覆盖城市现网SGSN
       LTE用户漫游至TD-LTE覆盖城市现有GSM/TD-SCDMA分组域使用业务时，现网SGSN需要对终端类型识别、五元组鉴权以及与MME之间支持互操作、向融合DNS发起EPC查询，并建立到SAE-GW/GGSN的连接等功能，需要升级改造TD-LTE所辐射范围之内的城市现有的GSM/TD-SCDMA分组域SGSN。
       (2)     非TD-LTE辐射范围之内的城市现网SGSN
       当LTE用户漫游至TD-LTE覆盖城市外的全国其他城市使用业务时，要求现网SGSN升级支持五元组鉴权功能。
3、 EPC网络组织的研究
      需要对所有的城市TD-LTE网实现整体互连，包括与现有的分组域和电路域之间的互连；满足LTE用户在LTE所辐射的范围之内数据业务切换与漫游，支持LTE的用户在现有基础上的GSM/TD-SCDMA分组域之间数据信息业务的漫游；支持LTE用户在LTE所辐射范围之内和现有的电路域之间的短信业务；支持LTE手机用户的语音业务；支持跟国际2G、3G和LTE网络的国际漫出和漫入。
3.1核心网与无线网间网络组织
     （1）MME/SGSN与eNodeB间S1-MME接口组织
      3GPP R8版本规定每个MME均配有MME Group ID ，用于MME 组POOL，以实现MME的容灾备份和设备间负载均衡。
      当省内范围只存在一个MME/SGSN的时候，eNodeB和MME/SGSN之间进行点对点的互连。当省内范围存在不止一个MME/SGSN的时候，就可以形成一或多个POOL，这时eNodeB跟其所处于的区域MME/SGSN POOL之内的每一个MME/SGSN都是连接的，而POOL之内MME/SGSN负荷承担eNodeB的业务。
     （2）SAE-GW/GGSN与eNodeB间S1-U接口组织
       当省内只有一个SAE-GW/GGSN时，SAE-GW/GGSN与eNodeB间点对点互连。
       当省内有多个SAE-GW/GGSN时，eNodeB与SAE-GW/GGSN间的网络组织有以下两种方式：
       方式一：全连接方式。是指在SAE-GW/GGSN和eNodeB之间是不存在归属的关系，每一个eNodeB业务都是通过一组SAE-GW/GGSN负荷来承担疏通，eNodeB和此组之内所有的SAE-GW/GGSN是连接的。
       方式二：归属的连接方式。是指在eNodeB与归属SAE-GW/GGSN之间是彼此关联连接的，其业务是单纯通过固定不变的一到两个 SAE-GW/GGSN来实现疏导畅通的。
方式一则可以对不同SAE-GW/GGSN之间来实现容灾备份，并且可以同时具备设备之间存在负载均衡的作用，由此作者是建议选择方式一。
    （3）接口承载方式
同一本地网内核心网MME/SGSN、SAE-GW/GGSN与无线网eNodeB间S1接口通过本地PTN承载，采用L3方式，MME、eNodeB设备通过IP接口直接与PTN设备相连。
       在核心网SAE-GW/GGSN、MME/SGSN跟无线网eNodeB设立在不一样的本地网络时，这之间S1接口承载是需要将跨本地网PTN互连的情况计算在内，具体是如下的两种方式：
       方式一：差异的本地网的PTN设备是经过传输来实现直接互连的，就如同图3.1所示的一样。

图3-1 不同本地网PTN经传输直连方式
 
方式二：差异本地网的PTN设备是经过IP承载网来实现互连的，如同图3.2所示的一样。

图3-2 不同本地网PTN经IP承载网连接方式
       考虑到PTN设备属于传输层的内容更多一些，经过全面的分析考虑，作者认为应该采取使用方式一：不一样本地网的PTN设备是经过传输来实现直接互连的。

3.2.1 S10、S11、S5/S8、Gn接口网络组织

       属于EPC核心网的范围之内不一样的MME之间的S10接口、SAE-GW和MME之间的S5/S8接口、SAE-GW和MME之间的S11接口还有SGSN和MME、SAE-GW/GGSN之间的Gn接口，这些接口都是建立在IP的基础之上来承载的，一样局址的网元之间可以经过局域网来进行互相连接；不一样城市的网元间则需要经过承载网来进行互相连接。
       考虑到GSM/TD-SCDMA分组域承载在CMNet，所以建议把S5/S8、S10、S11、Gn接口经过CMNet网来承载。

3.2.2 S6a接口网络组织

     （1）网络组织方式
       Diameter信令是HSS和MME之间S6a接口信令，这之间会采取使用Diameter代理中继的方式，来通过DRA设备进行转接。
       MME、HSS与归属信令区的一对DRA设备连接，转接省内和省际的Diameter信令。
     （2）接口承载
       按照对承载网的预先策划，S6a接口将会承载在IP专用的承载网之上，而MME/SGSN设备是通过CE来对IP的专用承载网进行接入，两者之间共用电路域CE，并且同时共用七号信令网的IP化在IP专用的承载网之上设定的VPN。

3.3核心网与外部数据网间网络组织

       SAE-GW/GGSN，即P-GW逻辑模块，它和外部的数据网承载在CMNet上的，是通过SGi接口来连接的。因此SAE-GW/GGSN的SGi接口通过防火墙接入CMNet网络，实现4G核心网 EPC与外部数据网络的互通，从而实现互联网业务。

3.4核心网与现有核心网间网络组织

     （1）与现有电路域间网络组织
       LTE用户一般会经过SGs接口来进行短信业务的使用，需要MSC Server和MME两者之间来开通SGs接口，并且通过SCTP/IP协议实现互通。由于考虑到现在存在的电路域是承载在IP专用的承载网之上的，所以，提议把在4G网络之中的SGs接口一样也承载到IP专用的承载网之上，通过CE来对MME/SGSN进行IP专用的承载网的接入，共用软交换信令VPN跟现网电路域CE。
在MSC Server现网的改造升级之后是仍然支持SGs接口等的有关功能的，而网络组织则是保持不变的。
     （2）与七号信令网之间的网络组织
       为了实现LTE用户在漫游至现有的GSM/TD-SCDMA分组域而使用业务时，融合HSS/HLR需要同现有的GSM/TD-SCDMA SGSN实现七号信令信息的互通，也就是再重新建立HSS/HLR时需要对七号信令网进行接入，它的连接方式乃是需要按照现存七号信令网的组网规则，把现网HLR升级改造成为HSS/HLR，不变的是其与七号信令网的连接方式。