LTE-EPC网络介绍PPT

1Dec.2010,LTE-EPC网络介绍Dec/2010,LTE-EPCTSC,QACC,2Dec.2010,EPC网络结构及基本流程,1,3Dec.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（StudyItem，技术可行性研究阶段）和WI（WorkItem，具体技术规范撰写阶段），WI阶段还分为Stage2和Stage3SAE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R82009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（EvolvedPacketSystem）LTESAELTE（LongTermEvolution）E-UTRAN(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)SAE（SystemArchitectureEvolution）=EPC(EvolvedPacketCore),4Dec.2010,2G/3G与LTE/EPC的比较,CircuitSwitchedCore(Voice),PacketSwitchedCore,SMS,Voice,Internet,Email,VPN,3GUMTS,IPChannel,EnhancedPacketCore(IP),Internet,Email,VPN,IPVideo,SMS/MMS,Voice,VideoTelephony,VoIP/IMS,4GLTEWIMAX,SeparateCS/PSCoreNetworks,SeparateVoice/IPAirChannels,CommonEnhanced(IP)PacketCore,CommonPacket(IP)AirChannel,End-to-EndIPServiceDelivery,VoiceChannels,CircuitSwitchedCore(Voice),PacketSwitchedCore,SMS,Voice,Internet,Email,VPN,2GGSMEDGE3GUMTS,e,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/短消息窄带数据业务,VoIP业务丰富的宽带多媒体业务,PSDN,HA,2GCDMA1X3G1xEVDO,BSC/RNC,5Dec.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PDNGW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,CSCore,PSCore,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,PDNGW,eNB,PCRF,6Dec.2010,EPS架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IPNetwork,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,DataPlane,ControlPlane,Rf,Ro,OFCS,OCS,UE,eUTRAN,eNB,基于标准的3GPP和非3GPP互操作接口,MobilityManagementEntity移动性管理实体,ServingGateway服务网关,PDNGatewayPDN网关,PolicyandChargingRulesFunction策略控制和计费规则功能,S103,7Dec.2010,EPS架构概述,Gxc,SGi,S11,S5/S8,HSS,S1-U,S1-MME,S6a,IPNetwork,Gx,X2,AFs,PCRF,SGW,S101,PGW,CDMA/EVDO,eRNC,HSGW,S2a,MME,eNB,DataPlane,ControlPlane,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,8Dec.2010,接口列表,9Dec.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，也就是网络附着（networkattachment）鉴权MME发送创建默认承载消息给S-GWS-GW把创建默认承载消息转发给P-GWPDN-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,Servinggateway,PDNgateway,IPnetwork,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-CONNECTEDEMM=EMM-REGESTERED,Gxc,10Dec.2010,默认承载创建过程中PCRF的角色,UE附着到网络、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PGWPCC策略业务流模板（TrafficFlowTemplate）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.PCCrules:TFT,QoS,Chargingrules,PDN-GW,PCRF,11Dec.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（downlinkDatanotification）.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-triggeredservice-requestprocedure）,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,Servinggateway,PDNgateway,X2,Gx,PCRF,eNB,2.SGW发送Downlinkdata-notificationmessage给MME,1.SGW接到下行数据包并缓存，此时S1承载没有激活,3.MME向eNB发起寻呼,IPnetwork,Gxc,12Dec.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,Servinggateway,PDNgateway,Gx,X2,eNB,eNB,1.UE发送NAS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,IPnetwork,Gxc,PCRF,13Dec.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-switchrequest).MME通过S11接口发用户面更新请求(user-planeupdaterequest)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,Servinggateway,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,IPnetwork,PCRF,PDNgateway,Gxc,14Dec.2010,EPC网元功能,2,15Dec.2010,MME功能,MME,HSS,S6a,eNB,S1-MME,S-GW,S1-U,S11,eHRPD,S101,S10,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MMEMME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,16Dec.2010,S-GW功能,eNB,S-GW,S1-U,S11,PCRF,P-GW,S101,HSGW,eHRPD,S103,GTP-C,UDP,IP,GTP-C,UDP,IP,S5/S8,S-GW,P-GW,S5/S8,GRE,IP,GRE,IP,S103,S-GW,HSGW,MME,S10,S1-MME,Gx,SGi,CG,HSS,S6a,Sp,Gy/Gz,Gy/Gz,S-GW是本地的移动性锚定点eNB之间切换的本地锚定点Idle模式下的DL数据缓存分组路由与转发传输层上下行链路上基于QCI对数据包做标记（如DSCP）支持每用户/QCI的计费eNB与2G/3G网络之间切换的本地锚定点非3GPP接入系统的本地切换锚点合法监听,Gxa,Gxc,GTP-U,UDP,IP,GTP-U,UDP,IP,S1-U,S-GW,eNB,GRE,IP,GRE,IP,S5/S8,S-GW,P-GW,选择一,选择二,Diameter,SCTP,IP,Diamater,SCTP,IP,Gxc,S-GW,PCRF,S2a,17Dec.2010,P-GW功能,PDN-GW是EPS承载在IP层面的锚定点（HA）UE的IP地址的管理和分配控制UL和DL承载的绑定传输层上下行链路上基于QCI对数据包做标记（如DSCP）每用户每业务的QoS控制和分组包过滤QoS策略执行支持计费非3GPP接入系统间切换时，PMIP协议下的LMA（LocalMobilityAnchor，本地移动锚点）功能合法监听,S-GW,PCRF,P-GW,HSGW,S103,S5/S8,Gx,SGi,CG,Gy/Gz,Gy/Gz,Gxa,Gxc,S2a,Diameter,SCTP,IP,Diamater,SCTP,IP,Gx,S-GW,PCRF,18Dec.2010,HSS功能,HSS功能用户签约数据存储附着过程中用的鉴权向量默认TFT(see36.300QoSmodel)每UE每APN汇聚MBR(AMBR)（可能）存储PCRF用户策略配置提供PDN签约信息（包括默认PDN和是否允许APN使用VPLMNP）RAT/频率检测级别索引，用于建立RRC连接用户位置信息HSS还可以触发去附着流程(比如，对于欠费用户),eNB,PCRF,MME,S10,S1-MME,HSS,S6a,Sp,19Dec.2010,PCRF功能,PCRF功能需求接受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EPSbearer提供计费指导具备动态或预定义的策略规则具备对QoS资源进行审核批准具备计费关联功能把上行数据流(perSDF)绑定到IMS的信令层(比如，用于流量测量),SPR,S-GW,PCRF,Sp,P-GW,Gx,Application,应用信令(SIP,HTTP,etc.),Rx,S5/S8,OCS,OfCS,Gz,Gy,eNB,从AF接受应用请求IMS/non-IMS,生成对每个承载SDF的控制策略下发到xGW执行Gating/QoS/Charging,应用请求在用户签约数据仓库SPR进行验证,Gxc,20Dec.2010,世博组网