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1、1 课程概述 1 EPC技术发展 2 EPC网络结构和网元功能 4 EPC主要接口及基本流程 6 LTE商用情况 课程目的 课程内容 本课程为EPC网络的基础课程 通过 本课程对EPC网络结构 网元功能 接口有所了解 3 EPC关键技术介绍 5 运营商的组网策略 2 目录 SAE EPC技术演进 1 EPC网络架构及主要网元 2 EPC SAE主要接口及流程 4 运营商组网策略5 LTE商用情况介绍 6 EPC关键技术 3 3 LTE基本概念 LTE Long Term Evolution LTE是3GPP演进到R8时的网络结构 是HSPA的后续演进目标 LTE E UTRAN 无线接入子系统
2、 EPC SAE 核心网子系统 SAE System Architecture Evolution 由于LTE架构是完全建立在分组域之上的 LTE的系统也被成为EPS Evolved Packet Sytem SAE也被称为EPC Evolved Packet Core 3GPPHSPA HSPA HSPAHSPAUMTSUMTSGSMGSMLTELTE R97R99R5R7R8 4 无线接入技术宽带化趋势 n无线接入技术的带宽的量级从10k 100k 1M 10M 100M不断提升 n系统容量和分组业务频谱利用率的不断提升使得每bit分组业务承载成本逐步降 低 n多种无线接入技术长期共存 n
3、3GPP2分组域标准在演进过程中 在Rev B 或Rev A 以后向LTE演进 IMT Advance 4G CDMA2000 Evolution 2001 20052006 HSDPA Phase I 1 8M 3 6Mbps HSDPA Phase II 7 2 14 4Mbps HSUPA 2M 5 76Mbps LTE DL 100Mbps UL 50Mbps GSM GPRS EDGE 171 384kbps WCDMA R99 R4 384kbps WCDMA Evolution 200720082009 HSPA DL 40Mbps UL 10Mbps 1xEV DO Rev 0
4、 DL 2 4Mbps UL 153 6kbps DO Rev B MC DO DL 46 5Mbps UL 27Mbps 1xEV D0 Rev A DL 3 1Mbps UL 1 8Mbps CDMA 1X 153kbps 20102011 IEEE802 16e 70Mbps IEEE802 16m DL 100Mbps UL 50Mbps WiMAX Evolution IEEE802 16d 20Mbps 5 SAE EPC的技术需求 1 Non 3GPP接入 2 3GPP与Non 3GPP互通 3 在网络侧实现移动性管理 4 通用的安全框架 5 通用的用户管理与鉴权 6 通用的控制
5、与计费策略 7 公用的计费 8 不同无线网之间切换 9 通用的IMS业务提供 10 终端统一管理与运营 SAE基本要求 1 改善现有系统性能 2 3GPP内的安全切换 3 分离用户平面与控制平面 4 易于演进到EPS 5 现有网络不升级到EPS的情 况下 能支持 GPRS WCDMA与LTE之间 的漫游切换 6 非漫游情况下 用户平面终 结在唯一实体上 3GPP要求 6 SAE EPC的主要演进过程 n3GPP R8 之后EPC核心网架构没有变化 主要是特性增强 7 目录 SAE EPC技术演进 1 EPC网络架构及主要网元 2 EPC SAE主要接口及流程 4 运营商组网策略5 LTE商用情
6、况介绍 6 EPC关键技术 3 8 LTE EPC网络特点 关键网元 MME S P GW HSS eNodeB PCRF 关键接口 S1 X2 S5 S8 S6a 关键变化 省去传统的基站控制器 RNC BSC 基站控制器的大部分 功能转移到基站eNodeB实现 关键特点 扁平网络 ALL IP 控制 承载分离 多种接入 永远在线纯分 组域网络 9 简化组网方式 网络更加扁平 无线侧无RNC 优化的用户面体系 数据传 输从4个降到2个 扁平网络 独立的控制面网元和用户面网元 MME是纯控制面 SAE GW是用户面网 元 控制与承 载分离 SAE网络架构和特性 IP化简化复杂的分层结构 网元之
7、间的互连简单 全IP体现在S1接口和S6a 接口 ALL IP S4 SGSN保留UTRAN的接入能力 非3GPP的接入 支持多种制式共接入 2G 3G LTE CDMA WIMAX WLAN 多种接入 方式 LTE SAE提供面向分组域的全新架构 无传统电路域网络 用户开机附着时 就建立数据通道 永远在线 永远在线 纯分组域 网络 10 EPS总体架构 EPS概念 EPS的演进 EPS Evolved packed system LTE Long term evolution SAE System architecture Evolutoin E UTRAN Evolved Universa
8、l Terrestrial Radio Access Network EPC Evolved packed core CS Core MGW MSCs HLR RNC RAN SGSNGGSN RAN eNB HSS SGWP GW PCRF MME 11 EPS总体架构 EPC基本结构 增加了PCC及计费 与GSM GPRS WCDMA互通 通过GTP与GPRS WCDMA互操作 直接通过S12支持WCDMA 与非3GPP互通与C网互通 12 UTRAN GERAN SGSN HSS MME Serving Gate way PDN Gate way PCRFAF 例如IMS eUTRAN
9、eNB eNB IP Network X2 S3 S1 MME S6a S11S12S4 GxcGx SGi S5 S8 S1 U PDN GW 分配UE的IP地址 基于每用户的包过滤 Bearer层的IP锚定点 连接到外部分组网 SGW eNB之间切换的本地锁定点 3GPP之间切换的移动性锚定 IDEL模式下的DL数据缓存 分组路由与转发 PCRF 策略控制决策 基于流计费控制的功能 向PCEF提供策略 MME 用户移动性管理 接入和附着控制 寻呼 切换和漫游控制 E UTRAN 头压缩及用户面加密 在初始消息到达MME的情况下根据UE提供的信息 或者根据当前 POOL的负荷情况选择MME
10、基于AMBR和MBR的上行承载级速率执行和上下行承载准许控制等 LTE SAE网络基本架构 移动 联通 13 实现GW选择 调度和传输 寻呼信息以及BCCH信息 上 下行资源动态分配 无线资 源准入控制 移动性管理 PDN GW LTE SAE网络基本架构 电信 PCRF eNB之间切换的本地锚定点 3GPP之间切换的移动性锚定 Idle模式下的DL数据缓存 分组路由与转发 Gxc SGi 1X HRPD S11 S5 eUTRAN HSS S1 U S1 MME S6a HSGW IP Network Gx X2 AF 例如IMS PCRF Serving Gateway S2a PDN G
11、ateway MME eNB eNB eNodeB 分配UE的IP地址 基于每用户的包过滤 Bearer层面的IP锚定点 连接到外部分组网 SGW 策略控制决策 基于流计费控制的功能 向PCEF提供策略 Gxa 接入控制 用户移动性管理 寻呼 切换和漫游控制 MME 14 Mobility Management Entity MME MME Serving Gate way eUTRAN eNB eNB X2 S1 MME S11 S1 U HSS S6a MME的功能 接入控制 包括鉴权控制 标识 GUTI TAI list 指配 用户标识和设备标 识验证 信令面加密 与eNB之间的一致性保
12、护 2G 3G与EPS之间安全参 数以及QoS参数的转换 许可控制 决定是否可以获得请求的资源并预留这些资源 移动性管理 实现对UE当前位置的跟踪和记录 会话管理 EPS承载管理功能 网元选择 对S GW和P GW的选择 MME改变时的MME选择功能 2G 3G切换时选择SGSN 15 Serving Gateway S GW MME Serving Gate way eUTRAN eNB eNB X2 S1 MME S11 S1 U HSS S6a PDN Gate way S5 S8 PCRF Gxc Gx S GW的功能 对EPS承载进行存储 路由选择和数据转发功能 eNB之间切换以及e
13、NB与2G 3G网络之间切换的本地锚定 点 3GPP接入系统间切换锚点 终结并中转2G 3G系统 和PGW间的数据流 计费信息收集 16 Packet Data Network PDN Gateway P GW MME Serving Gate way eUTRAN eNB eNB X2 S1 MME S11 S1 U HSS S6a PDN Gate way S5 S8 PCRF Gxc Gx IP网络 CG SGi Gy Gz P GW是EPS承载在IP层面的锚定点 HA 3GPP和非3GPP接入系统间切换的锚定点 UE与外部网络通信的锚点 进行数据格式的转换 多个PCRF服务于一个P G
14、W 情况下 进行PCRF的选择 对EPS承载进行存储和管理 UE的IP地址的管理和分配 控制UL 上行数据流模板 和DL 下行数据流模板 承载的绑定 基于PCC进行QoS处理 作为PCC的策略执行点 收集计费信息 17 Home Subscriber Server HSS MME Serving Gate way eUTRAN eNB eNB X2 S1 MME S11 S1 U HSS S6a PDN Gate way S5 S8 PCRF Gxc Gx IP网络 CG SGi Gy Gz HSS的功能 用户数据管理 数据存储 包括用户信息 IMSI MSISDN IMEI IMEISV L
15、TE 用户接入标识 UE AMBR等 ODB信息 EPS APN签约信息 漫游相关信息 用户计费相关信息 鉴权信息 用户数据管理 对用户的签约数据进行相应的操作管理 包括开户 销户 用户签 约数据的修改 通知MME对用户签约数据进行更新 用户鉴权 根据MME请求向MME提供一组或者多组鉴权参数 支持鉴权业务相关处理 存储用户对应的鉴权算法标识与服务网络的网络标识 移动性管理 配合MME发起的位置登记 注销通知 完成用户位置登记 注销状态 以及当前服务MME地址的更新 18 Policy and Charging Rule Function PCRF MME Serving Gate way e
16、UTRAN eNB eNB X2 S1 MME S11 S1 U HSS S6a PDN Gate way S5 S8 PCRF Gxc Gx IP网络 CG SGi Gy Gz PCRF的功能 用户的签约数据管理 用户计费策略控制 接受AF的应用请求 并根据SPR的用户签约数据进行验证 根据应用请求生成策略规则 把规则做成TFT 使用TFT把SDFs 映射到EPS bearer 提供计费指导 事件触发条件定制 业务优先级处理 QOS控制功能 19 网络架构 Gateway合设 n作为一种优化架构 Serving Gateway 和 PDN Gateway可以合一部 署 SGi S12 S3 S1 MME PCRF S7 S6a HSS Operator s IP Services e g IMS PSS etc Rx S10 UE UTRAN GERAN SGSN LTE Uu E UTRAN MME S11 S5 Serving Gateway PDN Gateway S1 U S4 20 网络架构 Home Routed的漫游方式 nS5和S8接口存在GTP和PMIP协 议两种可
