为了应对全球微波接入互操作标准的市场竞争以及移动通信与宽带无线接的深度融合,第三代合作伙伴计划组织着手对长期演进(Long Term Evolution,LTE)技术的研究。随着移动通信宽带化技术的向前推进,高峰值速率、高用户吞吐量、低延迟、灵活的频谱分配等优势使得LTE的应用已经遍及各个领域,其中也包括本文即将研究的专用小型基站的应用领域。本文主要是基于LTE协议栈而对演进型分组核心网(Evolved Packet Core,EPC)中的核心控制信令处理单元移动管理实体(Mobility Management Entity,MME)进行研究与实现。路由化交换、控制与承载服务分离、去掉无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)节点而使得网络结构扁平化、全IP化网络结构是EPC的主要特点。演进分组系统(Evolved Packet System,EPS)将RNC节点负责的过程分散给演进型基站(Evovled Node B,eNodeB)和服务网关(Serving GateWay,S-GW)承担。在EPS系统中,MME主要执行对用户接入网络时进行身份信息确认和鉴权;移动性管理;承载上下文管理;处理用户设备(User Equipment,UE)的附着接入请求等过程。本文首先对EPS的网络架构和EPC网络中各网元的主要负责的功能进行了概述,并对分组核心系统中的主要接口进行了介绍。在根据MME软件实体的需求分析对MME总体架构进行设计之后,又进一步对MME相关的接口及其应用层协议进行了研究和分析,其中主要包括S1-MME接口及S1接口应用协议和非接入层协议、S11接口及GPRS控制面隧道协议、S6a接口及Diameter协议。然后对与MME相关的附着和去附着过程、专用承载的激活、修改、释放过程、空闲态下UE的寻呼、不涉及S-GW重定位的切换过程进行了设计和实现。在完成对MME主要信令流程的分析与实现之后,通过搭建EPS网络测试环境,对MME进行了功能测试和性能测试。功能方面,测试了MME的附着与去附着、承载管理等信令处理过程;性能方面,从信令过程的执行效率和稳定性两个方面进行了测试。测试结果表明,MME软件实体完成了技术规范中的主要功能,且具有良好的执行效率和稳定性。