EPC中 重要實體介紹
MME（移動管理實體）是LTE網絡EPC中的核心控制實體。能與eNodeB,服務網關（S-GW），HSS進行互動。實現例如NAS（非准入層信令）、用戶驗證及授權、移動性管理。主要負責空閒模式UE的跟蹤與尋呼控制。通過與 HSS（Home Subscribe Server，歸屬用戶服務器） 的信息交流，完成用戶驗證功能。
S-GW：Serving GW ，服務網關，負責用戶數據包的路由和轉發。對於閒置狀態的UE，S-GW則是下行數據路徑的終點，並且在下行數據到達時觸發尋呼UE。
P-GW：Packet Data Network gateway ，PDN網關（分組數據網網關），提供UE與外部分組數據網絡連接點的接口傳輸，進行業務上下行業務等級計費。
協議及接口介紹
- X2接口：這個接口主要負責eNodeB與eNodeB之間信令傳輸和數據交互。當一個用戶從一個基站覆蓋範圍移動到另一個基站覆蓋範圍，爲了快速恢復用戶與新基站之間的連接（說的專業點叫做跨基站用戶上下文回覆處理），掛起的用戶（移動終端）發起RRC連接恢復過程，此時他攜帶的是從舊基站獲得的恢復ID，新基站通過X2接口向舊基站發起用戶上下文獲取流程，從舊基站獲取終端在舊基站掛起時保存的用戶上下文信息。用這樣的方式快速恢復在新基站上的連接。
- S1接口：這個接口的控制面用來將信令在eNodeB與MME之間傳遞。這個接口的用戶面用於在eNodeB與SGW之間的數據傳輸
如果我沒理解錯的話，MME用來傳遞信令，其中信令信息包括用戶上下文，MME決定用戶將數據傳遞給哪個SGW，然後在用戶面上數據按照控制面上的安排進行數據傳輸。
- NAS協議（非接入層協議）處理UE和MME之間信息的傳輸，傳輸的內容可以是用戶信息或控制信息（如業務的建立、釋放或者移動性管理信息）。它與接入信息無關，只是通過接入層的信令交互，在UE和MME之間建立起了信令通路，從而便能進行非接入層信令流程了。封裝在S1-AP消息中，NAS消息實現與接入無關功能，例如UE移動性管理，會話管理（創建並維持P-GW與UE之間的IP連接），NAS安全功能等。
NAS層功能如下：
- 會話管理：包括會話建立、修改、釋放及QoS協商
- 用戶管理：包括用戶數據管理，以及附着、去附着
- 安全管理：包括用戶與網絡之間的鑑權及加密初始化
- 計費
你有可能會問在UE和MME之間建立起了信令通路，要經過eNB嗎？
答案是肯定的。NAS層是一個抽象概念，在該層上傳輸的消息被稱爲NAS消息。但是實際上要想在UE和MME建立NAS信令連接，還是得通過eNB進行中轉，整體流程是：由 UE 到 eNB 之間的 RRC 連接（由於 eNB 不具有 NAS 實體，而是通過 RRC 連接以及 RRC 消息作爲 NAS 消息的 “便車”）以及 eNB 到 MME 之間的 S1 連接（S1-C 接口只傳輸 S1AP 消息，所以 NAS 消息在此也會搭 S1AP 消息的 “便車”）構成的。
更直觀如下：
對 MME 來說，可見的是 S1 連接，當某個 UE 的 S1 連接建立時立即進入 ECM-CONNECTED 狀態，當 S1 連接釋放時立即進入 ECM-IDLE 狀態；
對 UE 來說，可見的是 RRC 連接，當 RRC 連接建立時立即進入 ECM-CONNECTED 狀態，當 RRC 連接釋放時立即進入 ECM-IDLE 狀態。
流程
在用戶進行服務請求的時候，MME接收三個不同的消息:初始UE消息(SR1)、初始上下文設置響應(SR2)和修改承載響應（SR3）
爲了處理SR1, MME必須執行UE完整性檢查和消息解密，還要爲建立的承載器生成標識符。此外，它還存儲和檢索與UE上下文相關的參數和變量。在請求2中MME還檢索UE上下文的信息，並將這些信息包含在隨後的修改承載請求消息中，SR3的處理是最少的，因爲此消息只是一個確認。
服務釋放，當用戶不活躍的時候觸發服務釋放功能。它的目的是釋放數據無線電載波和下行鏈路
數據平面中的S1承載器，以及UE控制平面中的無線電和S1信令連接
在SRR期間，MME處理三個消息:一個UE上下文發佈請求(SRR1)、一個發佈訪問承載器響應(SRR2)和一個UE上下文發佈完成(SRR3)。
爲了處理SRR1和SRR2, MME需要檢索UE上下文的信息，並在後續消息中包含這些信息。對SRR3的處理主要意味着MME刪除載體的上下文信息。
MME在HR完成階段參與基於x2的HR。其目的是將承載器的端點從源端切換到目標端。MME在此階段接收兩條消息:一條路徑切換請求消息(HR1)和一條修改承載響應(HR2)。
爲了處理HR1和HR2, MME還需要檢索UE上下文的信息，並在後續消息中包含這些信息。爲了處理路徑切換請求消息，MME還需要存儲新的數據，如新的服務單元的id和新的跟蹤區域
MME的主要研究內容
- 接口協議棧：理解MME的相關接口和收發消息的封裝格式
- 信令流程：對於MME的相關信令流程進行研究，理解MME與其他網絡節點交互過程中傳輸的是哪些消息，以及傳輸這些消息的作用
- 負載均衡方案：MME需要處理大量信令，一旦各個MME節點的負載不均衡，將造成消息的阻塞和資源的浪費