1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động:
1.1.4. MME (Mobility Management Entity)
Quản lý di động(MME) là thành phần điều khiển chính trong EPC. Thông
thường MME sẽ là một máy chủ ở một vị trí an toàn tại các cơ sở của nhà
điều hành. Nó chỉ hoạt động trong các CP, và không tham gia vào con đường
của UP dữ liệu.
Ngoài giao diện cuối vào MME trong kiến trúc thể hiện trong hình 2.2,
MME còn có một kết nối logic trực tiếp tới UE, và kết nối này được sử dụng
như là kênh điều khiển chính giữa UE và mạng. Sau đây là danh sách các
chức năng chính của MME trong cấu hình kiến trúc cơ bản hệ thống :
❖ Xác thực và bảo mật : khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên, MME sẽ
khởi tạo sự xác thực, bằng cách thực hiện những điều sau: nó tìm ra danh tính
thường trú của UE, hoăc từ các mạng truy nhập trước đó hoặc chính bản thân
UE, yêu cầu từ bộ phục vụ thuê bao thường trú (HSS) trong mạng chủ của UE
các điều khiển chứng thực có chứa các mệnh lệnh chứng thực – trả lời các cặp
tham số, gửi các thử thách với UE và so sánh các trả lời nhận được từ UE vào
một trong những cái đã nhận từ mạng chủ. Chức năng này là cần thiết để đảm
bảo các yêu cầu bảo vệ với UE. Các MME có thể lặp lại chức năng xác thực
khi cần thiết hoặc theo chu kỳ. Các chức năng này dùng để bảo vệ các thông
tin liên lạc khỏi việc nghe trộm và từ sự thay đổi của bên thứ ba tương ứng
trái phép. Để bảo vệ sự riêng tư của UE, MME cũng phân bổ cho mỗi UE một
mã tạm thời gọi là mã nhận dạng tạm thời duy nhất toàn cầu(GUTI), do đó
cần phải gửi mã nhận dạng thường trú UE – mã nhận dạng thuê bao di động
quốc tế ( IMIS) qua giao diện vô tuyến được giảm thiểu. Các GUTI có thể
được cấp trở lại, ví dụ định kỳ để ngăn chặn theo dõi UE.
❖ Quản lý di động: MME theo dõi vị trí của tất cả các UE trong khu vực của
mình, khi một UE đăng ký vào mạng lần đầu tiên, MME sẽ tạo ra một lối vào
cho UE và tín hiệu với vị trí tới HSS trong mạng chủ của UE. MME yêu cầu
tài nguyên thích hợp được thiết lập trong eNodeB, cũng như trong các S- GW
mà nó lựa chọn cho UE. Các MME sau đó tiếp tục theo dõi vị trí của UE hoặc
là dựa trên mức độ của eNB, nếu UE vẫn kết nối, tức là truyền thông đang
hoạt động hoặc ở mức độ khu vực theo dõi (TA). MME điều khiển các thiết
lập và giải phóng nguồn tài nguyên dựa trên những thay đổi chế độ hoạt động
của UE. MME cũng tham gia vào việc điều khiển tín hiệu chuyển giao của
UE trong chế độ hoạt động giữa các eNB, S-GW hoặc MME. MME tham gia
vào mọi thay đổi của eNB vì không có phần tử điều khiển mạng vô tuyến
riêng biệt nên nó đã ẩn hầu hết các sự kiện này. Một UE ở trạng thái rảnh dỗi
nó sẽ báo cáo vị trí của nó hoặc là định kỳ, hoặc là khi nó chuyển tới một khu
vực theo dõi. Nếu dữu liệu nhận được từ bên ngoài cho một UE rảnh dỗi,
MME sẽ được thông báo, nó sẽ yêu cầu các eNB trong TA đã được lưu giữ
cho UE tới vị trí nhớ của UE.
❖ Quản lý hồ sơ thuê bao và dịch vụ kết nối: vào thời điểm một UE đăng ký
vào mạng, các MME sẽ chịu trách nhiệm lấy hồ sơ đăng ký của nó từ mạng
chủ về. Các MME sẽ lưu trữ thông tin này trong suốt thời gian phục vụ UE.
Hồ sơ này xác định những gì các kết nối mạng dữ liệu gói được phân bổ tới
các mạng ở tập tin đính kèm. Các MME sẽ tự động thiết lập mặc định phần tử
mang, cho phép các UE kết nối IP cơ bản. Điều này bao gồm tín hiệu CP với
eNB và S-GW. Tại bất kỳ thời điểm nào sau này, các MME có thể cần tới
được tham gia vào việc thiết lập phần tử mang dành riêng cho các dịch vụ
được hưởng lợi xử lý cao hơn. Các MME có thể nhận được các yêu cầu thiết
lập một phần tử mang dành riêng, hoặc từ các S-GW nếu yêu cầu bắt nguồn
từ khu vực dịch vụ điều hành, hoặc trực tiếp từ UE, nếu UE yêu cầu kết nối
cho một dịch vụ mà không được biết đến bởi khu vực dịch vụ điều hành, và
do đó không thể được bắt đầu từ đó .
Hình 2.4 cho thấy các kết nối MME đến quanh các nút logic, và tóm tắt các
chức năng chính trong giao diện này. về nguyên tắc MME có thể được kết nối
với bất kỳ MME khác trong hệ thống, nhưng thường kết nối được giới hạn
trong một nhà điều hành mạng duy nhất. Các kết nối từ xa giữa các MME có
thể được sử dụng khi một UE đã đi xa, trong khi đi đăng ký với một MME
mới sau đó tìm kiếm nhận dạng thường trú mới của UE, sau đó lấy nhận dạng
thường trú của UE, mã nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMIS), từ MME
truy cập trước đó. Các kết nối giữa các MME với các MME lân cận được sử
dụng trong chuyển giao.
Hình 2.4 Nguyên tắc hoạt động của MME
dùng , và một tuyến đường có thể được tìm thấy dựa trên IMIS. Mỗi MME
được cấu hình để điều khiển một tập hợp các S-GW và eNodeB. Cả hai S-
GW và eNodeB cũng có thể được kết nối tới các MME khác. Các MME có
thể phục vụ một số UE cùng một lúc, trong khi mỗi UE sẽ chỉ kết nối tới một
MME tại một thời điểm.