LTE架构及EPC主要流程介绍PPT课件.ppt

LTE架构及主要流程介绍 目录 4 主要流程介绍 3 EPS系统接口 协议栈 1 TD LTE演进路线 2 EPS网络架构及各网元功能介绍 目录 4 主要流程介绍 3 EPS系统接口 协议栈 1 TD LTE演进路线 2 EPS网络架构及各网元功能介绍 TD LTE演进路线 EPS是新一代无线网络的核心接入设备 目录 4 主要流程介绍 3 EPS系统接口 协议栈 1 TD LTE演进路线 2 EPS网络架构及各网元功能介绍 EPS网络架构图 MME网元功能 处理NAS消息 UE移动性管理实体对UE进行鉴权和NAS消息完整性保护支持为UE建立一个或多个PDN连接支持UE 网络发起的服务请求支持UE在LTE系统内漫游控制UE在2G 3G网络和LTE网络间进行重选 切换维护处于EMM REGISTERED状态的UE的跟踪区列表为UE选择PGW SGW和UE选择目标MME S1切换中 当UE切换到2G 3G网络时 为UE选择SGSN 管理EPS承载 专用承载和默认承载 MMEPool 服务网关是连接E UTRAN的分组数据接口的终点当UE在eNodeB间切换时 作为其 锚点 支持为UE建立一个或多个PDN连接支持UE 网络发起的服务请求管理EPS承载 包括专用承载和默认承载为ECM IDLE状态的UE缓存下行分组 并发起服务请求过程基于承载的计费 S GW网元功能 S GW网元功能 PDN网关是连接分组数据网络的分组数据接口的终点 也是连接外部分组数据网络的锚点UEIP地址分配管理EPS承载 包括专用承载和默认承载上 下行SDF进行计费 数据流检测 门控 速率控制基于APN AMBR对下行非GBR数据进行速率控制绑定SDF与承载上下行传输层的分组标记PCRF选择功能事件报告基于传输资源的接纳控制 策略增强功能 按照运营商定义的规则来进行资源分配 以及分组过滤 DPI 和增强计费功能 例如每个URL计费 PS域安全功能 用户黑名单 防DoS攻击等 P GW网元功能 策略控制功能门控事件触发及报告QoS控制 PCRF网元功能 配置PCC计费规则 基于流量的计费规则 基于时间的计费规则 基于流量和时间综合方式的计费规则 基于事件的计费规则 无计费规则 PCRF网元功能 激活 去激活 修改PCC规则策略控制功能门控事件订阅QoS控制 向PCEF提供初始默认计费方法 其他主要网元 HSSHSS是用于存储用户签约信息的数据库 该设备的主要功能包括 存储用户签约信息 用户鉴权 位置信息管理等用户数据包括 用户信息 主要是IMSI MSISDN IMEI IMEISV purged状态标识 2G 3G LTE用户接入控制标识 AccessRestrictionData UE AMBR等ODB信息 移动禁止功能 EPSAPN签约信息 主要是APN签约上下文 每个用户签约信息支持的APN最大数量不少于20个 不小于50个为可选功能 QOS签约数据 遵从3GPPTS23 203的规定 能支持23 203定义的最大速率 PDNType 位置相关信息 主要包括MME标识 RSZI RegionalSubscriptionZoneIdentity 列表等用户计费相关信息鉴权信息 主要包括K 以及用户鉴权算法标识 CG ChargingGateway实时地通过Ga参考点 从CDF 网元侧SGW PGW 接收CDRCDR预处理功能 包括话单识别 校验等CDR的过滤与分拣根据一定的过滤机制 例如 CDR类型 CDR参数 生成CDR的CDF地址等 将CDR存储在不同的文件中CDR文件的管理向BOSS传送合并后的计费话单文件 SGW和PGW 产生计费数据CG CFDi等构成 负责计费数据 对计费数据进行长时间的保存并进行合并 分拣等预处理工作 负责将收集到的计费数据送往计费中心 BS 对计费数据进行处理 产生最终计费账单 计费过程 目录 4 主要流程介绍 3 EPS系统接口 协议栈 1 TD LTE演进路线 2 EPS网络架构及各网元功能介绍 控制面接口及协议 S6A GX 业务面接口及协议 PHY MAC RLC PDCP eNodeB L1 L2 IP SCTP L1 L2 IP SCTP MME GTP C UDP IP L2 L1 L1 L2 IP UDP GTP C SGW IP L2 L1 Relay Relay Relay LTE Uu S1 MME S11 S5 RRC GTP C UDP PGW L1 L2 IP UDP GTP C S1 AP S1 AP 控制面接口及协议栈 S6a接口协议栈 MME HSS Gx接口协议栈 PGW PCRF PHY MAC RLC PDCP eNodeB L1 L2 IP UDP GTP U L1 L2 IP UDP GTP U ServingGW GTP U UDP IP L2 L1 L1 L2 IP UDP GTP U PDNGW IP L2 L1 Relay Relay Relay LTE Uu S1 U S5 SGi PHY MAC RLC PDCP IP Application UDP IP UE 用户面接口及协议栈 目录 4 主要流程介绍 3 EPS系统接口 协议栈 1 TD LTE演进路线 2 EPS网络架构及各网元功能介绍 附着 去附着 位置更新 切换 附着 去附着流程 特性介绍UE处于EMM DEREGISTERED状态时 网络中没有有效的UE位置信息或者路由信息 UE对于网络来说是不可达的 因此UE在接受正常服务之前 需要在网络中进行注册 注册的过程又被称为附着 附着成功 UE和MME进入EMM REGISTERED状态 如果网络拒绝了附着请求 UE和MME仍会处于EMM DEREGISTERED状态 通过这一过程 一方面可以防止非法用户接入到网络 维护网络的正常运行 另一方面 附着成功之后 网络可以根据UE的当前状态与签约信息为UE提供合适的服务 去附着应用场景1UE关机时将会发起网络去附着过程 2UE手动触发网络去附着过程 如双模手机人工选择由3GPP网络切换到非3GPP网络 附着应用场景1 UE开机启动附着程序向网络中注册 2 UE去附着之后重新向网络中注册 3 UE从非3GPP网络切换到3GPP网络 切换附着 附着流程 附着流程 去附着流程图 切换 特性说明ENB间的切换功能是指完成ENB之间切换时网络侧的控制管理功能 EPC系统中实现了控制面和用户面的分离 其中控制面实体为MME 用户面实体为SGW 并且MME和SGW的实际服务区域有可能不同 故此 UE在移动过程中 如果发生了跨ENB Inter ENB 的切换 有必要针对几种典型的场景 MME服务域内 间 SGW服务域内 间等 将EPS网元控制处理过程进行场景分析 对应于不同的ENB间的切换场景 网络侧实体的MME和SGW需要进行不同的控制面及用户面动作 以便为UE提供适当的移动性支持 具体而言 涉及到如下几个方面的过程 HO过程中 EPS相关控制面信令交互 HO过程中 用户面路径的转接 切换 E UTRAN仅含一类网元ENB ENB之间通过X2接口进行互连 X2接口包含控制面和用户面 同时 ENB的控制面通过S1 MME接口连接于MMEPool E UTRAN的用户面则通过S1 U接口连接于SGWServiceArea 而网络侧则主要包含MME SGW PGW三类网元 MME和SGW之间通过S11接口连接 同时多个MME间由S10接口连接 SGW和PGW通过S5 8接口相连 依据切换过程中控制面信令处理过程的实施者的不同 可以分为以下两种基本切换类型 首先 ENB作为切换过程的控制面实体时 则信令交互是通过X2接口的控制面协议即X2AP完成的 称之为X2切换 其次 网络侧的MME作为控制面实体时 则信令交互是通过S1接口的控制面协议即S1AP完成的 称之为S1协议 切换 切换场景 ENB内的切换同3G 与核心网无关 MME和SGW均不发生变化的ENB间切换过程网元连接示意图 连接需求描述如下 源eNB和目标ENB间存在X2接口 源ENB和服务MME间存在S1 MME接口 目标ENB和服务MME间存在S1 MME接口 源ENB和SGW间存在S1 U接口 目标ENB和SGW间存在S1 U接口 该特性用于在服务MME与SGW均不发生变化时 将UE由源ENB切换至目标ENB 特性需求相应的网元连接条件如下图所示 MME和SGW均不发生变化的ENB间切换流程 位置更新 特性结构说明 特性介绍UE在网络中注册时网络会保存其位置信息 以保证网络到UE是可达的 为了维护UE的可达性 当UE所处的TA改变时 需要更新在网络中注册的TA 为避免UE在TA边界来回移动过程中可能产生的大量信令交互 网络会根据特定算法将一组TA绑定 当UE在该TA组中移动时 不会向网络更新注册的位置信息 这组TA在UE和网络中通过一个TAIList来维护 如果UE进入到一个新的TA 并且该TA不在原来的TAIList中 则需要更新UE在网络的注册信息 另外 UE在网络注册或正常更新后由于某些参数改变或周期定时器超时也会发起TAU过程 UE在网络中注册之后可以触发TA更新请求 在这一过程中 网络首先会根据签约数据中的MobilityRestrictions列表判定UE是否可以接入到所选TA 判定UE在该TA是否接入受限 如果接入受限那么网络将拒绝UE的更新请求 如果UE被允许进入该TA 网络除了更新UE在网络中注册的TAIList之外 根据UE所处状态还有可能执行SGW的重选 GUTI重分配 EPC承载的激活 删除等功能 更新结束后 UE与MME进入EMM REGISTERED状态 位置更新 TA更新示意 位置更新 特性结构说明 TA更新触发条件触发TA更新的原因有以下几种 周期定时器超时 UE发起周