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1、1 Dec.2010,LTE-EPC网络介绍 Dec/2010,LTE-EPC TSC,QACC,2 Dec.2010,EPC网络结构及基本流程,1,3 Dec.2010,LTE/SAE发展历程,2004年底启动了长期演进（LTE）和系统架构演进（SAE）两大计划的标准化工作 标准化工作阶段：SI（Study Item，技术可行性研究阶段）和WI（Work Item，具体技术规范撰写阶段），WI阶段还分为Stage2和Stage3 SAE标准化进程： 2005年正式启动 2006年12月完成了SAE需求定义及技术研究报告，开始SAE技术规范制定 2007年12月冻结了R8的系统需求，完成了大部
2、分Stage2的工作 2008年6月冻结Stage2工作 2008年12月完成大部分SAE信令协议规范（Stage3）的制定R8 2009年3月核心技术规范及测试规范均以冻结 LTE/SAE网络目标：高数据速率、低时延和基于全分组化的移动通信网络 EPS（Evolved Packet System）LTESAE LTE（Long Term Evolution）E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) SAE（System Architecture Evolution）=EPC (Evolved Packet Core),4
3、Dec.2010,2G/3G与LTE/EPC的比较,Circuit Switched Core (Voice),Packet Switched Core,SMS,Voice,Internet,Email,VPN,3G UMTS,IP Channel,Enhanced Packet Core (IP),Internet,Email,VPN,IP Video,SMS/MMS,Voice,Video Telephony,VoIP / IMS,4G LTE WIMAX,Separate CS / PS Core Networks,Separate Voice / IP Air Channels,Com
4、mon Enhanced (IP) Packet Core,Common Packet (IP) Air Channel,End-to-End IP Service Delivery,Voice Channels,Circuit Switched Core (Voice),Packet Switched Core,SMS,Voice,Internet,Email,VPN,2G GSM EDGE 3G UMTS,在空口上语音/IP数据分开处理,在空口上语音/IP数据统一处理,分离的电路域/分组域核心网,统一的增强IP核心网（EPC）,16k384Kbps,100Mbps,电路域业务 话音/短消息
5、 窄带数据业务,VoIP业务 丰富的宽带多媒体业务,HA,2G CDMA 1X 3G 1x EV DO,BSC/RNC,5 Dec.2010,2G/3G网络架构与LTE/EPC架构的映射关系,现在的移动网络架构,BSC,HA,EPS （LTE+EPC),空口移动性管理功能由eNB提供,HA的功能由PDN GW提供，QoS/HA,1,2,4,BTS,Internet,多媒体业务,PDSN,Backhaul (TDM/ATM),BSC在用户平面的承载功能由SGW提供,3,回程技术从TDM/ATM转向IP/以太网,Backhaul (IP/Ethernet),MSC话音交换和分组数据路由功能由SGW
6、提供,BSC的控制平面功能被分配到MME/eNB,分组数据控制平面功能由MME提供,CS Core,PS Core,5,CS和PS核心网统一为一张IP网,支持业务QoS保障和移动性的IP网络,6,MME,SGW,PDN GW,eNB,PCRF,6 Dec.2010,EPS架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IP Network,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,Data Plane,Control Plane,Rf,Ro,OFCS,OCS,UE,eUTRAN,
7、eNB,基于标准的 3GPP和非3GPP互操作接口,Mobility Management Entity 移动性管理实体,Serving Gateway 服务网关,PDN Gateway PDN网关,Policy and Charging Rules Function 策略控制和计费规则功能,S103,7 Dec.2010,EPS架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IP Network,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,Data Plane,Control P
8、lane,Rf,Ro,OFCS,OCS,UE,eUTRAN,eNB,基于标准的 3GPP和非3GPP互操作接口,S103,MME,用户移动性管理 接入和附着控制 寻呼，切换和漫游控制,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,SGW,PCRF,策略控制决策 基于流计费控制的功能 向PCEF提供策略,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,8 Dec.2010,接口列表,9 Dec.2010,UE附着和创建默认承载过程,UE在进行实际业务之前，发送附着消息给MME，进行网络注册，也就是网
9、络附着（network attachment） 鉴权 MME发送创建默认承载消息给S-GW S-GW把创建默认承载消息转发给P-GW PDN-GW为新的会话建立向PCRF申请策略,然后安装必要的过滤器,SGi,S11,S5,S1-U,S1-MME,MME,Serving gateway,PDN gateway,IP network,Gx,X2,PCRF,eNB,eNB,一个”永远在线”的 IP连接建立并锚定在了PDN-GW上,HSS,S6a,ECMECM-CONNECTED EMM=EMM-REGESTERED,Gxc,10 Dec.2010,默认承载创建过程中PCRF的角色,UE附着到网络、
10、创建默认承载的过程中，PCRF扮演了顾问的角色 接到为默认承载提供动态策略的申请 获取签约数据 根据规则做出策略及计费判决 回复PGW PCC策略 业务流模板（Traffic Flow Template） QoS 参数 计费参数,规则引擎,别的信息 规则,HSS/SPR,2. IMSI, 签约信息,3. PCC rules: TFT, QoS, Charging rules,PDN-GW,PCRF,11 Dec.2010,寻呼过程,对于处于空闲状态的UE，当下行数据到达EPC时，数据终结在S-GW， S-GW发起寻呼. S-GW向MME发出下行数据通知（downlink Data notifi
11、cation）. S-GW 开始缓存下行数据包. MME向UE注册的TA列表内的所有eNB发出寻呼消息，要求eNB在其覆盖范围内寻呼UE. 收到寻呼后，UE发起业务请求流程（UE-triggered service-request procedure）,重建无线承载和S1U承载，S-GW开始清空缓存.,eNB,SGi,S11,S5,S1-U,S1-MME,MME,Serving gateway,PDN gateway,X2,Gx,PCRF,eNB,2. SGW发送Downlink data-notification message给MME,1. SGW接到下行数据包并缓存，此时S1承载没有激活
12、,3. MME向eNB发起寻呼,IP network,Gxc,12 Dec.2010,EPC支持两种业务请求: UE发起的业务请求：UE发送业务请求消息给MME，要求业务接入 网络发起的业务请求：当PDN-GW接到DL数据包时，由网络对注册用户发起业务请求 上面任一业务请求都可以触发专用承载的建立（取决于业务请求的QoS）: UE可以在业务请求之后发送承载重配置消息给 MME申请建专有承载 基于收到的业务请求，PCRF可以触发专有承载的建立,SGi,S11,S5,S1-U,S1-MME,MME,Serving gateway,PDN gateway,Gx,X2,eNB,eNB,1. UE发送N
13、AS业务请求信令（service-request）给MME,2. MME发送更新承载请求给SGW，以建立或更新S1承载,3. 与PCRF交互后可能建立专有承载,业务请求和专用承载建立过程,IP network,Gxc,PCRF,13 Dec.2010,切换过程 基于X2接口,eNB,切换流程由UE和eNB控制 根据UE上报测量结果，源eNB通过X2接口协调切换（向目标eNB发送切换请求，根据目标eNB反馈指示UE重配置RRC连接） 切换中用户数据从源eNB转发到目的eNB. 当收到UE重配置RRC成功消息之后，目标eNB通过S1-MME接口向MME发送路径切换请求（path-switch re
14、quest). MME通过S11接口发用户面更新请求(user-plane update request)给S-GW，把下行承载路径切换到目标eNB. 目标eNB通知源eNB切换成功，触发资源释放,SGi,S11,S5,S1-U,S1-MME,MME,Serving gateway,X2,Gx,eNB,S-GW要有灵活管理承载的能力、以支持业务或切换请求,IP network,PCRF,PDN gateway,Gxc,14 Dec.2010,EPC网元功能,2,15 Dec.2010,MME功能,MME,HSS,S6a,eNB,S1-MME,S-GW,S1-U,S11,eHRPD,S101,S
15、10,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S10,MME,MME,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S11,MME,S-GW,Diameter,SCTP,IP,Diameter,SCTP,IP,S6a,MME,HSS,MME控制UE如何通过NAS信令与网络进行交互 对UE进行鉴权并控制其是否能接入网络 控制UE对网络的接入（如分配网络资源） 维持所有UE的EPS移动性管理(EMM)状态，支持寻呼，漫游和切换,MME控制SGW执行承载管理功能 承载平面的用户数据不经过MME MME支持对PGW和SGW的选择功能，以便决定UE所使用的承载的路径 MME支持对MME的选择功能，以决定MME改变时HO的路径 MME支持对HRPD接入节点的选择功能，以实现LTE到HRPD的切换 支持信令流的合法监听,S1-AP,SCTP,IP,S1-AP,SCTP,IP,S1-MME,MME,HSS,S1-AP,UDP,IP,S1-AP,UDP,IP,S101,MME,eHRPD,16 Dec.2010,S-GW功能,
