210 数据网LTE 核心网EPCWord文档格式.docx

1、3.4 S1- Release 113.5 Detach 123.6 承载创建/修改/删除 133.7 切换 143.8 PDN连接或者去连接 17第1章 EPS网络概述1.1 EPS网络概述1.1.1 EPS网络关键概念LTE：Long Term Evolution长期演进，是3GPP制定的高数据率、低延时、面向分组域优化的新一代宽带移动通信标准项目。3GPP： The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。 其职能： 3GPP主

2、要是制订以GSM核心网为基础，UTRA（FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术）为无线接口的第三代技术规范。E-UTRA：LTE空中接口E-UTRAN：LTE接入网=UE+eNBEPC：Evolved Packet Core 4G核心网，3GPP的演进分组核心网，由 MME+SGW+PGW组成EPS： Evolved Packet System ，3GPP的演进分组系统，由E-UTRAN+EPC组成SAE：系统架构演进项目1.1.2 EPS网络关键技术EPS网络关键技术： EPS提供永远在线的用户体验，降低了用户接入业务的延时 EPS的核心网允许多种无线技术的接入，目前支持的接入

3、技术包括3GPP已经定义的UTRAN/GERAN，LTE，3GPP2定义的，以及IWLAN接入 EPS在核心网将用户面和控制面进行分离，实现了网络的进一步扁平化 EPS引入了TAI list和ISR等概念，降低了空口信令负荷，节约了网络资源 EPS引入了PCC，对QoS控制、策略和计费控制集中处理1.2 当前主流技术向LTE的演进关于2G/3G/4G 的争论已经结束, 所有移动技术都朝着满足未来业务需求的方向发展，并且逐渐趋于一致。当前主流技术向LTE的演进的路径详见下图： LTE相对3G的性能提升：第2章 EPC网络架构2.1 LTE-EPC目标网络架构LTE-EPC目标网络架构如下图：1、

4、LTE-EPC网络架构的特征是： 基于ALL IP的网络扁平化，用户面 eNodeB -SAE GW 真正的网络控制和承载分离 支持多种制式共核心网: GPRS/UMTS/eHRPD/LTE，eHRPD网络通过S2a接入EPC2、LTE系统由3部分组成：核心网（EPC, Evolved Packet Core ）、接入网 （eNodeB用户设备（UE），其中EPC分为三部分：1） MME （Mobility Management Entity, 负责信令处理部分）2） S-GW （Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分）3） P-GW （PDN Gateway，负责用

5、户数据包与其他网络的处理 ）2.2 EPC重要网元2.2.1 GWGW分为S-GW和P-GW，它们的主要功能是：（一）SGWSGW位于用户面，对每个接入LTE的UE，一次只能有一个SGW为之服务，功能有：1） 会话管理: SGW能对承载进行建立、修改和释放，能存储EPS承载上下文2） 路由选择和数据转发：eNodeB间切换时，SGW做为本地锚定点在路径转发后，像源eNodeB发送结束标记，从新排序功能。3） QoS控制：支持EPS主要承载的主要QoS参数4） 计费5） 存储信息（二）PGWPGW位于用户面，是面向PDN终结与SGi接口网关，功能有：1） IP地址分配：用户UE的IP地址是由PG

6、W来分配的，静态和动态。2） 会话管理：支持EPS承载管理功能，建立、修改、释放，能根据APN进行域名解析并寻址到外网。3） PCRF选择4） 路由选择数据转发5） QoS控制6） 计费7） 策略和计费执行2.2.2 MME MME（Mobility Management Entity）是核心网唯一控制平面的设备，它的功能主要有：1） 移动性管理：附着/去附着、跟踪区更新、切换和寻呼2） 接入控制：MME通过鉴权功能实现网络和用户之间的相互鉴权和密钥协商，确保用户请求的业务在当前网络可用。3） 会话管理：对建立会话所必须的承载的管理，默认承载和专用承载。4） 网元选择： PGW和SGW的选择。

7、5） 信息存储： MME要保存用户的状态，MM上下文和EPS承载上下文信息。包括，用户标识、跟踪 区信息、鉴权信息、安全算法、网元地址、QOS参数。6） 业务连续性： MME还能支持EPS与2G/3G建的业务互通。2.2.3 HSSHSS：Home Subscriber Servers是存储用户签约信息数据库，与2G/3G中的HLR类似，主要功能有：1） 用户标识、编号和路由信息2） 用户安全信息，用于鉴权和授权的网络接入控制信息3） 用户位置信息4） HSS用于鉴权、完整性保护和加密的用户安全信息5） HSS负责与不同域和子系统的呼叫控制和会话挂你蓝实体进行联系。2.2.4 PCRFPCRF

8、：Policy and Charging Function，策略计费控制功能，功能有：1） 策略控制决策。2） 对用户请求的业务授权、策略分配。3） 基于流计费控制功能4） 反馈网络堵塞的情况5） 获取计费系统信息，反馈话费使用情况等。2.3 EPC重要接口EPC网络的重要接口有： S1-MME: E-UTRAN 和MME 间控制平面协议参考点 S1-U: E-UTRAN 和 S-GW间每个承载的用户平面隧道参考点 S3: S4 SGSN和MME之间的接口，能够使用户和承载信息在idle和active状态，实现3GPP网间交互 S4：提供S4 SGSN和S-GW之间的相关控制和移动性管理 S5

9、：提供S-GW 和P-GW之间用户平面隧道效应和隧道管理，只用于S-GW和P-GW属于同一个PLMN S6a：为鉴别确认用户接入EPS系统，在MME 和 HSS之间传输签约数据。 Gx：为PCRF和P-GW中的PCEF（Policy and Charging Enforcement Function）提供QoS准则和计费标准的传输。 S8：提供S-GW和P-GW之间的用户平面和控制平面的传输，只用于S-GW和P-GW不属于同一个PLMN S9：为支持当地网关功能，S9提供归属PCRF和拜访区域PCRF之间传输QoS和计费控制信息。 S10：MME间的接口，为MME和MME之间信息的传输。 S1

10、1： 提供MME和S-GW之间的相关控制和移动性管理 S12： 当直连隧道建立后，UTRAN和S-GW之间的用户面接口，与GPRS网络的UTRAN和GGSN之间接口类似 SGi: P-GW和分组数据网络之间的接口。分组数据网可以是外部公共或私人数据网，也可以是内部分组数据网，例如为IMS提供服务。 Rx节点位于AF和PCRF之间，具体PCC部分描述第3章 EPC基本流程3.1 AttachAttach发生的不同场景： UE初始接入网络，此时接入的MME没有任何UE的上下文数据 UE之前非法关机或者某些错误，此时UE有有效的临时用户标识（GUTI/P-TMSI），网络中的移动管理实体（MME/S

11、GSN）有UE的上下文，当前接入的MME需要去之前的移动管理实体获取上下文，并且删除之前的无效承载和HSS的位置信息 UE从非3GPP网络切换到3GPP网络，进行的预注册过程。如果UE连接的PDN id发生变化，则MME需要将UE连接APN和PDN id对应关系通知给HSS 特殊的，对于前两种情况，如果UE的签约允许切换到非3GPP网络，则MME总是需要将UE连接的APN和PDN id对应关系通知给HSS3.2 TAUTAU的触发条件： UE从UTRAN/GERAN网络移动到EUTRAN网络，并且没有激活ISR UE在发现进入一个新的TA，其id不在TAI list中 周期性跟踪区更新定时器超

12、时 RRC连接释放消息中原因值为“load re-balancing TAU required” UE的核心网能力发生变化 UE设定的DRX Parameters information发生了变化 UE手动选择接入一个HeNB 处于连接态的UE，无线连接发生了错误。如果UE重新连接到了EUTRAN，并且没有数据需要发送（NAS Recovery）图：TAU消息流程TAU的关键问题： 对于双模终端，如果有两个有效的临时用户标识。当第一个临时用户标识获取用户上下文失败的时候，可以使用第二个获取用户上下文； UE通过设置TIN （Temporary Identity used in Next upd

13、ate ）来确定如何在TAU request中填充临时用户标识，TIN还用于指示在UE端ISR功能是否激活； 如果S-GW变化，则目标MME需要发送Create Bearer Request给S-GW，建立新的GTP隧道，源MME/SGSN和源S-GW之间的GTP隧道会被释放； 如果S-GW没有变化，则目标MME需要发送Update Bearer Request给S-GW，复用之前的GTP隧道； 如果TAU过程中如果分配了新的GUTI和TAI list，则UE需要向MME返回TAU complete消息。3.3 Service Request网络由下行数据或者信令，但是UE处于Idle状态，网

14、络寻呼到UE之后触发SR流程：Service Request消息流程3.4 S1- ReleaseS1- Release发起的场景：1、由eNB发起，例如网络错误，或者用户长时间处于未激活状态2、MME发起，例如鉴权错误，注销S1- Release消息过程3.5 Detach1、触发类型1） UE发起，显式通知网络2） 网络发起，可以显式detach也可以隐式detach 显式detach指的是，需要通过detach request通知给UE，即使UE处于idle状态也需要先寻呼到UE，再将消息下发给UE 隐式detach指的是，如果UE处于idle状态，则无需寻呼UE，直接将UE的相关上下文

15、和承载删除3） 网络发起的detach，可以有MME触发，例如MME的设定的定时器超时；也可以由HSS触发，例如签约数据变化导致。2、关键问题1） 如果UE激活了了ISR，则收到UE发送的detach请求或者主动发起detach的移动管理实体，需要通知另一移动管理实体，并指示detach类型2） 网络发起的detach，可以通过指示不同的注销类型和原因，UE据此采取相关操作，例如重新attach，或者重选小区3.6 承载创建/修改/删除EPS网络的QoS都由网络决定，因此承载的创建/修改/删除都是由网络侧决定，UE可以发起对某一或者某些资源的请求、修改或者释放，来触发网络发起承载的创建/修改/

16、删除。HSS存储的签约数据发生变化，可以向MME插入签约数据，如果QoS变化则可能触发MME请求修改承载，从而触发P-GW决定修改或者删除承载。如果无线承载被释放，eNB可以触发MME发起承载去活。MME发起的承载去活流程，只能够请求去活专用承载，如果需要去活默认承载使用PDN disconnection流程。P-GW发起的承载修改，可以改变QoS，也可以不修改QoS只更新TFT。承载创建/修改/删除消息过程3.7 切换1、X2切换 该切换使用eNB之间的X2接口，并且MME不会发生变化，但是S-GW可能发生变化 源和目标eNB之间完成资源预留之后，通知MME切换X2切换消息过程2、S1切换

17、如果eNB之间没有X2接口，则使用S1切换 MME和S-GW都可能发生变化，目标MME决定是否重选S-GWS1切换消息过程3、IRAT切换 在UTRAN/GERAN和EUTRAN之间发生的切换 该切换中可能有数据转发，根据转发数据是否经过核心网分为间接转发和直接转发 间接转发的隧道在切换完成后，目标侧MME/SGSN会释放 UTRAN/GERAN连接的S-GW是否在转发路径上由SGSN决定IRAT切换准备阶段IRAT切换执行阶段3.8 PDN连接或者去连接PDN连接或者去连接的发起场景： UE通过PDN connection流程对已有的一个PDN连接，请求不同类型地址 UE通过PDN connection流程请求建立一个新的PDN连接，该流程会触发网络发起的默认承载的建立 PDN disconnection可以由UE或者MME发起如果UE或者MME希望发起对最后一个PDN去连接，不能使用该流程，需要发起detach流程PDN连接PDN去连接