EPC核心网-系统架构-系统介绍

1、,EPC介绍,EPC关键技术介绍 EPC业务流程介绍,EPC的标准化进展,3,1,可行性研究阶段 2004年12月正式立项至2006年6月完成。主要是网络结构优化的可行性研究， 输出的基准协议是3GPP TR 23.882: 3GPP system architecture evolution (SAE): Report on technical options and conclusions,2,Stage1（需求阶段） 定义SAE的需求，2006年12月完成 输出的基准协议是3GPP TS 22.278: Service requirements for evolution of the

2、system architecture:,3,Stage2（技术实现阶段） 定义SAE的网络结构、功能实体及其相互接口。2008年6月完成 输出的基准协议包括：3GPP TS 23.401: General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Long Term Evolution (LTE) access“ 3GPP TS 23.402: 3GPP System Architecture Evolution (SAE): Architecture enhancements for non-3GPP accesses,4,Stage3（协议

3、实现阶段） 定义各接口上的具体协议。2009年3月完成 当前定义的协议有： 3GPP TR 24.801: 3GPP System Architecture Evolution (SAE); CT WG1 aspects 3GPP TR 29.803: 3GPP System Architecture Evolution (SAE): CT WG4 aspects 3GPP TR 29.804: 3GPP System Architecture Evolution (SAE): CT WG3 aspects,3GPP标准组织与制定阶段,阶段1：需求 SA1/NGMN 阶段2：结构 EPS by

4、 SA2 LTE by RAN3 阶段3：详细实现 EPC CT1/3/4 SA3/5/5 LTE RAN1/2/3/4/5 SA3/5 RAN1 - 物理层 RAN2 - L2与L3无线协议 RAN3 - 结构与S1/X2接口 RAN4 - RF与RRM性能要求 RAN5 - 终端测试,EPC主要协议介绍,EPC Architecture (3GPP Standard),Operators Services,Control plane traffic,User plane traffic,EPC,S6d,S6a,S3,S4,S10,S11,S1-MME,S1-U,S5 (GTP),Rx,Gx

5、,SGi,SAE-GW: SGW+PGW,HSS, MME, SAE-GW realize LTE access and interworking with Non 3GPP network. Based on GTP mobility, S4 SGSN support legacy UTRAN -Multicast Mode. Broadcast Mode is supported for EPS and GPRS, and Multicast Mode is supported for GPRS. MBMS for EPS supports E-UTRAN and UTRAN. MBMS

6、for GPRS supports UTRAN and GERAN. EMBMS与MBMS差异性：主要在于EMSMS增加了IP multicast支持，但是只有广播模式。,EPC关键技术介绍 EPC业务流程介绍,EPS域基本信令流程介绍,移动性管理 附着流程 TAU流程 业务请求流程 S1释放流程 GUTI重分配流程 Detach流程 会话管理 专有承载激活流程 带有QoS更新的承载修改 网络侧发起带QoS更新的承载修改 网络侧发起无QoS更新的承载修改 承载去活 UE请求的承载资源修改 切换管理 Intra-E-UTRAN切换 X2-based 切换 S1-based 切换 Inter RA

7、T handover E-UTRAN to UTRAN Iu mode Inter RAT切换 UTRAN Iu mode to E-UTRAN Inter RAT 切换 E-UTRAN to GERAN A/Gb mode Inter RAT切换 GERAN A/Gb mode to E-UTRAN Inter RAT切换 Inter RAT 切换取消,移动性管理EMM状态介绍,EMM state model in UE,MME中一般不保存MM上下文（除了避免每次附着时AKA流程情况下） UE不可达，MME没有UE的任何位置或路由信息,EMM Deregistered 状态,UE可达，MME

8、知道UE的位置信息（位置精度至少在TA List基本） UE至少有一个激活的PDN连接（最少一个默认承载上下文） UE有安全上下文用于保存安全信息,EMM Registered 状态,移动性管理ECM状态介绍,ECM state model in UE,UE和MME间没有NAS信令连接存在； MME保存UE的TA List级别位置信息； UE和MME间的上下文不同步。,ECM-IDLE状态,UE与MME间存在信令连接，包括RRC连接和S1-MME连接； MME保存UE的小区ID的级别位置信息； UE和MME间的上下文信息互相同步。,ECM-CONNECTED状态,移动性管理附着流程,在用户附着

9、（接入）的同时建立默认承载，网络侧同时给UE分配IP地址,移动性管理TAU流程,移动性管理Detach流程,会话管理承载概念介绍,默认承载类似一次激活 一个永久有效的承载，该承载在用户attach时建立。 APN使用的是HSS中签约的默认APN，PCC规则使用PCRF下发的或P-GW上配置的默认规 则，地址由P-GW分配。 一定是非GBR（Guaranteed Bearer Rate）承载 一般是低带宽、低时延、可用于访问DHCP服务器、IMS注册等。 专用承载类似二次激活 在默认承载建立后根据用户或应用层需要而建立，可以由网络侧或MS发起。 在默认承载基础上建立的到同一PDN的不同QoS的承

10、载。 可以是GBR或非GBR承载 多PDN激活类似激活第二个PDP 当UE需要接入一个新PDN的时候，UE将新的APN带给MME，MME可能重新选择一个新的PDN GW。EPS系统支持一个PDN GW接入多个PDN，也支持多个PDN GW分别接入多个PDN。,会话管理承载QoS控制,承载QoS控制 QoS控制粒度都是基于承载（Bearer） 对于QoS的动态控制，使用PCC机制。 将授权QoS参数分成了多个级别，用QCI（QoS class identifier）来标识。即一 个QCI就代表一套QoS参数 一个承载建立之后，QCI是不能改变的，如果QCI改变则必须重新发起新承载的建立过程。 L

11、TE中的QoS参数分为UE级，APN级和承载级。其中per UE的参数包括UE-AMBR，per APN的参数包括APN-AMBR，per bearer的参数包括：QCI, ARP, GBR and MBR。 per bearer QoS参数 QCI (QoS Class Identifier ) ：各个节点已经预配置包括eNodeB。基于GTP-u时，GTPU包的包头中带有QCI，区分QoS类别。在无线的PDU包头中也带有QCI。每个QCI对应一组无线调度参数 ARP (Allocation and Retention Priority )：建立或修改时的优先级，或出现异常时承载是否丢弃。建

12、立后包的投递与此无关。 GBR (Guaranteed Bit Rate) MBR (Maximum Bit Rate) per APN的参数 APN-AMBR 一个APN所对应的所有PDN Connection的所有Non-GBR Bearer的集合的最大速率，该集 合中的任何一个Bearer的速率都可能达到该APN-AMBR所规定的上限APN-AMBR在HSS中签 约PDN GW控制下行的APN-AMBR;UE和PDN GW负责上行APN-AMBR的控制。 per UE的参数 UE-AMBR：UE的所有Non-GBR Bearer的集合对应的最大速率，签约的UE-AMBR保存在HSS中，实

13、际的UE-AMBR = Min(签约UE-AMBR，所有激活的APN-AMBR)，ENodeB负责上下行UE-AMBR的控制,会话管理承载建立流程,在用户附着（接入）的同时建立默认承载，也可以同时建立默认承载和专有承载（依赖于PCC规则）,会话管理网络侧发起的承载修改,会话管理专有承载建立过程 （GTP）,PCRF根据业务请求生成PCC Rule，包括QCI、ARP、GBR、MBR等信息； PDN GW决定为该业务建立新承载，PDN GW根据PCC Rule生成EPS Bearer QoS，PDN GW向SGW发送创建专用承载请求消息，PDN GW将缺省承载的LBI也发送给SGW，PGW分配S

14、5下行GTPU隧道ID； SGW分配S1上行GTPU隧道ID和S5下行GTPU隧道ID； MME为该新EPS Bearer分配Bearer ID，并向EUTRAN发送Radio Bearer建立请求，MME将S1上行GTUP隧道ID发送给EUTRAN； EUTRAN与UE间建立Radio Bearer，并将Bearer对应的EPS Bearer ID发给UE； EUTRAN将S1下行GTPU隧道ID发送给MME，MME转给SGW，在EUTRAN和SGW间建立S1 Bearer； SGW将S5下行GTPU隧道ID发送给PGW，建立S5 Bearer。,MME,PGW,PCRF,SGW,切换管理总体介绍,切换的基本要求： 用户处于连接状态（用户有上下行数据） Intra-E-UTRAN切换 X2-based 切换 S1-based 切换 Inter RAT handover E-UTRAN to UTRAN Iu mode Inter RAT切换 UTRAN Iu mode to E-UTRAN Inter RAT 切换 E-UTRAN to GERAN A/Gb mode Inter RAT切换 GERAN A/Gb mode to E-UTRAN Inter RAT切换 Inter RAT 切换取消,切换管理X2-based 切换