在5G系统中MME(Mobility Management Entity)是一个终端设备(UE)管理实体,也是4G(LTE)和5G(NR)无线通信网络架构中的关键组件;作为核心网络单元,MME在用户设备移动性管理、无缝连接和支持各种与移动相关功能方面发挥着核心作用;具体如下;

一、移动实体管理包括以下两点;

移动控制:MME主要作用是管理用户设备在网络内移动时的移动性。涉及跟踪移动设备(UE)的位置、处理UE在不同单元之间的切换、确保移动用户的持续连接。

连接建立:MME负责建立用户设备与LTE或5G核心网络之间的连接。当设备穿过基站覆盖的不同区域时,它有助于建立、修改和释放连接。

二、组件和功能:

控制面实体:MME在LTE和5G网络的控制平面中运行,专注于信令和控制功能。它负责管理与移动性、安全性和会话管理相关的控制平面消息。

与用户面交互:虽然MME主要处理控制平面功能,但它与服务网关(SGW)的分组数据网网关(PDN-GW)等用户面实体交互,以确保端到端通信。

三、关键特性

位置跟踪:MME跟踪网络内移动设备(UE)的位置,此信息对于管理切换和确保数据有效路由至关重要。

切换管理:MME参与不同小区或基站之间切换的决策过程。它决定何时以及如何进行切换以保持持续连接而不中断服务。

承载管理:MME管理承载的建立、修改和释放,承载是用户设备和核心网络之间传输数据的逻辑通道。这包括控制平面承载和用户平面承载。

安全管理:MME在安全相关功能中发挥着重要作用,包括身份验证和密钥协商程序,以确保用户设备和网络之间的信息安全交换。

会话管理:MME负责用户设备和网络之间会话的建立、修改和释放。这包括管理正在进行的会话的上下文并确保适当的QoS。

四、连接程序

连接和断开程序:当用户设备最初连接到网络或从网络断开时,MME处理连接和断开程序。这涉及对用户进行身份验证、分配IP地址和设置必要的参数。

跟踪区域更新:MME管理跟踪区域更新程序,确保网络知道用户设备在特定跟踪区域内的位置。

五、 LTE和5G中移动性处理:

LTE内和RAT间切换:MME支持LTE网络内切换(LTE内切换)和不同无线接入技术间切换(RAT间切换),确保过渡期间的服务连续性。

与 5G 核心互通:在5G网络中MME功能扩展为与5G核心网络功能互通,实现LTE和5G网络之间的无缝移动性。

六、安全方面:

身份验证和授权-MME参与对用户设备进行身份验证并授权访问网络。它确保只有经过身份验证和授权的设备才能建立连接。

密钥管理-MME在密钥管理中起着至关重要的作用,促进用户设备和网络之间交换加密密钥,以确保通信安全。

七、与其他网元交互

与服务网关(SGW)连接:MME与SGW交互以管理移动性的用户平面方面,包括在用户设备和核心网络之间转发用户数据。

与归属用户服务器(HSS)交互:MME与存储用户信息的HSS通信,以执行用户身份验证、授权和检索用户配置文件等任务。

与eNodeB或gNodeB协调-MME与基站(LTE中的eNodeB或5G中的gNodeB)协调以进行切换决策、位置更新和其他与移动性相关的功能。

八、标准化和3GPP

3GPP定义:MME 的规范和功能由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义,这是一个负责制定移动电信协议和标准的国际标准组织。

版本演进:随着电信网络的发展,3GPP版本对MME规范进行了增强和更新,包括性能、功能和对新技术的支持方面的改进。

九、网络切片支持

切片兼容性:MME旨在支持5G 中的网络切片概念。它确保移动性管理功能可以在特定切片内进行定制和隔离,以满足不同服务的不同要求。

隔离和资源分配-网络切片允许MME提供隔离的移动性管理资源和功能,确保每个切片的高效资源分配和最佳性能。

十、5G中重要性

与5G核心集成:MME功能在5G网络中仍然至关重要,与5G核心网络功能集成以提供增强的移动性管理功能。

支持新用例:5G中的MME旨在支持更广泛的用例,包括增强移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(URLLC)和海量机器类型通信 (mMTC)。

十一、未来发展

进步和增强:MME作用和功能可能会随着未来的进步而发展,可能会集成人工智能 (AI)等先进技术,以实现更智能和自适应的移动性管理。

标准化工作:正在进行的标准化工作将继续塑造MME的发展,以符合电信领域新兴用例和技术进步的要求。

MME(移动管理实体)是LTE和5G网络中的关键组件,负责管理用户设备的移动性、确保安全和持续的连接以及支持各种与移动相关的功能。它在位置跟踪、切换管理、安全和会话管理中的作用使其成为在不断发展的移动网络中提供无缝和可靠的无线通信服务的关键推动因素。