LTE架構及EPC主要流程介紹-文檔資料

1、1LTE架構及主要流程介紹 大唐移動通信學院2目錄目錄4 4、主要流程介紹3 3、 EPS系統(tǒng)接口/協(xié)議棧1 1、 TD-LTE演進路線2、EPS網絡架構及網絡架構及各網元功能介紹3目錄目錄4 4、主要流程介紹3 3、 EPS系統(tǒng)接口/協(xié)議棧1、 TD-LTE演進路線2、EPS網絡架構及網絡架構及各網元功能介紹45TD-LTE演進路線演進路線GMSCGMGWHLRMGWMSC - S（ VLR ）GGSNSGSNRNCNode BNode BMcDMcNcCNbGsGnGrGiIu - CSIu - PSIubIubHSSMMES 6 aSGWPGWS 5S 11ENBENBX 2S 1 -

2、MMES 1 - MMES 1 - US 1 - USGi消失消失3 3 G G 系統(tǒng)系統(tǒng)LTELTE 系統(tǒng)系統(tǒng)演演進進6目錄目錄4 4、主要流程介紹3 3、 EPS系統(tǒng)接口/協(xié)議棧1 1、 TD-LTE演進路線2、EPS網絡架構及網絡架構及各網元功能介紹78MME網元功能網元功能 處理處理NASNAS消息，消息，UEUE移動性管理實體移動性管理實體 對對UEUE進行鑒權和進行鑒權和NASNAS消息完整性保護消息完整性保護 支持為支持為UEUE建立一個或多個建立一個或多個PDNPDN連接連接 支持支持UE/UE/網絡發(fā)起的服務請求網絡發(fā)起的服務請求 支持支持UEUE在在LTELTE系統(tǒng)內漫游系

3、統(tǒng)內漫游 控制控制UEUE在在2G/3G2G/3G網絡和網絡和LTELTE網絡間進網絡間進行重選、切換行重選、切換 維護處于維護處于EMM-REGISTEREDEMM-REGISTERED狀態(tài)的狀態(tài)的UEUE的跟蹤區(qū)列表的跟蹤區(qū)列表 為為UEUE選擇選擇PGWPGW、SGWSGW和和UEUE選擇目標選擇目標MMEMME（S1S1切換中）切換中） 當當UEUE切換到切換到2G/3G2G/3G網絡時，為網絡時，為UEUE選擇選擇SGSNSGSN； 管理管理EPSEPS承載，專用承載和默認承載；承載，專用承載和默認承載；MME PoolMME Pool9 服務網關是連接服務網關是連接E-UTRANE

4、-UTRAN的分的分組數據接口的終點組數據接口的終點 當當UEUE在在eNodeBeNodeB間切換時，作間切換時，作為其為其“錨點錨點”支持為支持為UEUE建立一個或多個建立一個或多個PDNPDN連接連接 支持支持UE/UE/網絡發(fā)起的服務請求網絡發(fā)起的服務請求 管理管理EPSEPS承載，包括專用承載承載，包括專用承載和默認承載和默認承載 為為ECM-IDLEECM-IDLE狀態(tài)的狀態(tài)的UEUE緩存下緩存下行分組，并發(fā)起服務請求過程行分組，并發(fā)起服務請求過程 基于承載的計費基于承載的計費S-GW網元功能網元功能S-GW網元功能網元功能10 PDN PDN網關是連接分組數據網絡的分組網關是連接

5、分組數據網絡的分組數據接口的終點，也是連接外部分組數數據接口的終點，也是連接外部分組數據網絡的錨點據網絡的錨點 UE IPUE IP地址分配地址分配 管理管理EPSEPS承載，包括專用承載和默認承承載，包括專用承載和默認承載載上上/ /下行下行SDFSDF進行計費、數據流檢測、門進行計費、數據流檢測、門控、速率控制控、速率控制 基于基于APN-AMBRAPN-AMBR對下行非對下行非GBRGBR數據進數據進行速率控制行速率控制 綁定綁定SDFSDF與承載與承載 上下行傳輸層的分組標記上下行傳輸層的分組標記 PCRFPCRF選擇功能選擇功能 事件報告事件報告 基于傳輸資源的接納控制；基于傳輸資源

6、的接納控制； 策略增強功能（按照運營商定義的規(guī)策略增強功能（按照運營商定義的規(guī)則來進行資源分配）以及分組過濾則來進行資源分配）以及分組過濾(DPI)(DPI)和增強計費功能（例如每個和增強計費功能（例如每個URLURL計費）計費） PSPS域安全功能域安全功能: :用戶黑名單、防用戶黑名單、防DoSDoS攻攻擊等擊等11p策略控制功能策略控制功能 門控門控 事件觸發(fā)及報告事件觸發(fā)及報告 QoSQoS控制控制 配置配置PCCPCC計費規(guī)則：計費規(guī)則： 基于流量的計費規(guī)則；基于流量的計費規(guī)則； 基于時間的計費規(guī)則；基于時間的計費規(guī)則； 基于流量和時間綜合方式的計費規(guī)則；基于流量和時間綜合方式的計費

7、規(guī)則； 基于事件的計費規(guī)則；基于事件的計費規(guī)則； 無計費規(guī)則；無計費規(guī)則；PCRF網元功能網元功能激活、去激活、修改激活、去激活、修改PCC規(guī)則規(guī)則策略控制功能策略控制功能 門控門控 事件訂閱事件訂閱 QoS控制控制向向PCEF提供初始默認計費方法提供初始默認計費方法12其他主要網元其他主要網元HSSHSSHSS是用于存儲用戶簽約信息的數據庫。該設備的主要功能包括：存儲用戶簽約信息、用戶鑒權、位置信息管理等 用戶數據包括：用戶信息，主要是IMSI、MSISDN、IMEI/IMEISV、purged狀態(tài)標識、2G/3G/LTE用戶接入控制標識（Access Restriction Data），U

8、E-AMBR等ODB信息(移動禁止功能)EPS APN簽約信息，主要是APN簽約上下文；每個用戶簽約信息支持的APN最大數量不少于20個不小于50個為可選功能；QOS簽約數據，遵從3GPP TS23.203的規(guī)定，能支持23.203定義的最大速率；PDN Type；位置相關信息，主要包括MME標識、RSZI（Regional Subscription Zone Identity）列表等用戶計費相關信息鑒權信息，主要包括K，以及用戶鑒權算法標識13CG: Charging Gateway實時地通過Ga參考點，從CDF（網元側 SGW/PGW）接收CDRCDR預處理功能，包括話單識別、校驗等CDR

9、的過濾與分揀根據一定的過濾機制（例如：CDR類型，CDR參數，生成CDR的CDF地址等）將CDR存儲在不同的文件中CDR文件的管理向BOSS傳送合并后的計費話單文件14 SGW和PGW：產生計費數據 CG（CFDi等構成） 負責計費數據；對計費數據進行長時間的保存并進行合并、分揀等預處理工作；負責將收集到的計費數據送往計費中心； BS：對計費數據進行處理，產生最終計費賬單計費過程15目錄目錄4 4、主要流程介紹3 3、 EPS系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口/協(xié)議棧協(xié)議棧1 1、 TD-LTE演進路線2、EPS網絡架構及網絡架構及各網元功能介紹-控制面接口及協(xié)議-S6A-GX-業(yè)務面接口及協(xié)議16PHYMAC

10、RLCPDCPeNodeBL1L2IPSCTPL1L2IPSCTPMMEGTP-CUDPIPL2L1L1L2IPUDPGTP-CSGWIPL2L1RelayRelayRelayLTE-UuS1-MMES11S5RRCGTP-CUDPPGWL1L2IPUDPGTP-CS1-APS1-AP控制面接口及協(xié)議?？刂泼娼涌诩皡f(xié)議棧17S6a接口協(xié)議棧 MME-HSS18Gx接口協(xié)議棧 PGW-PCRF SCTP L2 L1 IP L2 L1 IP Gx PGW PCRF Diameter Diameter SCTP 19PHYMACRLCPDCPeNodeBL1L2IPUDPGTP-UL1L2IPUDP

11、GTP-UServing GWGTP-UUDPIPL2L1L1L2IPUDPGTP-UPDN GWIPL2L1RelayRelayRelayLTE-UuS1-US5SGiPHYMACRLCPDCPIPApplicationUDPIPUE用戶面接口及協(xié)議棧用戶面接口及協(xié)議棧20目錄目錄4 4、主要流程介紹主要流程介紹3 3、 EPS系統(tǒng)接口/協(xié)議棧1 1、 TD-LTE演進路線2、EPS網絡架構及網絡架構及各網元功能介紹-附著/去附著-位置更新-切換21附著/去附著流程特性介紹UE處于EMM-DEREGISTERED狀態(tài)時，網絡中沒有有效的UE位置信息或者路由信息，UE對于網絡來說是不可達的。因

12、此UE在接受正常服務之前，需要在網絡中進行注冊，注冊的過程又被稱為附著。附著成功，UE和MME進入EMM-REGISTERED狀態(tài)，如果網絡拒絕了附著請求，UE和MME仍會處于EMM-DEREGISTERED狀態(tài)。通過這一過程，一方面可以防止非法用戶接入到網絡，維護網絡的正常運行，另一方面，附著成功之后，網絡可以根據UE的當前狀態(tài)與簽約信息為UE提供合適的服務 22去附著應用場景1 UE關機時將會發(fā)起網絡去附著過程；2 UE手動觸發(fā)網絡去附著過程（如雙模手機人工選擇由3GPP網絡切換到非3GPP網絡）附著應用場景附著應用場景1UE開機啟動附著程序向網絡中注冊；2UE去附著之后重新向網絡中注冊；

13、3UE從非3GPP網絡切換到3GPP網絡（切換附著）。附著流程23UEeNodeBMMEServingGWPDNGWPCRFAttach RequestAttach RequestAuthentication / SecurityCreate Session RequestCreate Session RequestCreate Session ResponseCreate Session Response Initial Context Setup Request / Attach Accept Attach Accept Attach Complete Attach CompleteMod

14、ify Bearer RequestModify Bearer ResponseHSS PCEF Initiated IP-CAN Session EstablishmentAuthentication Information RequestAuthentication Information AnswerUpdate Location RequestUpdate Location Answer Initial Context Setup Response附著流程24去附著流程圖25切換特性說明ENB間的切換功能是指完成ENB之間切換時網絡側的控制管理功能。EPC系統(tǒng)中實現了控制面和用戶面的分

15、離，其中控制面實體為MME，用戶面實體為SGW，并且MME和SGW的實際服務區(qū)域有可能不同。故此，UE在移動過程中，如果發(fā)生了跨ENB（Inter-ENB）的切換，有必要針對幾種典型的場景（MME服務域內/間、SGW服務域內/間等）將EPS網元控制處理過程進行場景分析。對應于不同的ENB間的切換場景，網絡側實體的MME和SGW需要進行不同的控制面及用戶面動作，以便為UE提供適當的移動性支持。具體而言，涉及到如下幾個方面的過程：HO過程中，EPS相關控制面信令交互；HO過程中，用戶面路徑的轉接；26切換27E-UTRAN僅含一類網元ENB, ENB之間通過X2接口進行互連，X2接口包含控制面和用

16、戶面；同時，ENB的控制面通過S1-MME接口連接于MME Pool，E-UTRAN的用戶面則通過S1-U接口連接于SGW Service Area。而網絡側則主要包含MME、SGW、PGW三類網元。MME和SGW之間通過S11接口連接，同時多個MME間由S10接口連接。SGW和PGW通過S5/8接口相連。依據切換過程中控制面信令處理過程的實施者的不同，可以分為以下兩種基本切換類型：首先，ENB作為切換過程的控制面實體時，則信令交互是通過X2接口的控制面協(xié)議即X2AP完成的，稱之為X2切換；其次，網絡側的MME作為控制面實體時，則信令交互是通過S1接口的控制面協(xié)議即S1AP完成的，稱之為S1協(xié)

17、議 切換28切換場景ENB內的切換同3G，與核心網無關29MME和和SGW均不發(fā)生變化的均不發(fā)生變化的ENB間切換過程網元連接示意圖間切換過程網元連接示意圖連接需求描述如下：源eNB和目標ENB間存在X2接口；源ENB和服務MME間存在S1-MME接口；目標ENB和服務MME間存在S1-MME接口；源ENB和SGW間存在S1-U接口；目標ENB和SGW間存在S1-U接口；該特性用于在服務MME與SGW均不發(fā)生變化時，將UE由源ENB切換至目標ENB。特性需求相應的網元連接條件如下圖所示：30MME和SGW均不發(fā)生變化的ENB間切換流程31位置更新特性介紹UE在網絡中注冊時網絡會保存其位置信息，

18、以保證網絡到UE是可達的。為了維護UE的可達性，當UE所處的TA改變時，需要更新在網絡中注冊的TA。為避免UE在TA邊界來回移動過程中可能產生的大量信令交互，網絡會根據特定算法將一組TA綁定，當UE在該TA組中移動時，不會向網絡更新注冊的位置信息。這組TA在UE和網絡中通過一個TAI List來維護。如果UE進入到一個新的TA，并且該TA不在原來的TAI List中，則需要更新UE在網絡的注冊信息。另外，UE在網絡注冊或正常更新后由于某些參數改變或周期定時器超時也會發(fā)起TAU過程。 UE在網絡中注冊之后可以觸發(fā)TA更新請求。在這一過程中，網絡首先會根據簽約數據中的Mobility Restrictions列表判定UE是否可以接入到所選TA，判定UE在該TA是否接入受限，如果接入受限那么網絡將拒絕UE的更新請求。如果UE被允許進入該TA，網絡除了更新UE在網絡中注冊的TAI List之外，根據UE所處狀態(tài)還有可能執(zhí)