LTE架构及EPC主要流程介绍.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,配色参考：,建议同一页面内不超过四种颜色，以下是几种组配色方案（仅供参考）。,英文标题,:32-35pt,使用字体,:Arial,颜色：黑色,中文标题,:30-32pt,颜色,:,黑色,字体,:,宋体,英文正文,:20-22pt,子目录,(2-5,级,):18pt,颜色,:,黑色,使用字体,:Arial,中文正文,:18-20pt,子目录,(2-5,级,):18pt,颜色,:,黑色,字体,:,宋体,LTE,架构及主要流程介绍,大唐移动通信学院,1,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,2,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,3,4,TD-LTE,演进路线,EPS,是新一代无线网络的核心接入设备,GMSC,GMGW,HLR,MGW,MSC,-,S,（,VLR,）,GGSN,SGSN,RNC,Node B,Node B,Mc,D,Mc,Nc,C,Nb,Gs,Gn,Gr,Gi,Iu,-,CS,Iu,-,PS,Iub,Iub,HSS,MME,S,6,a,SGW,PGW,S,5,S,11,ENB,ENB,X,2,S,1,-,MME,S,1,-,MME,S,1,-,U,S,1,-,U,SGi,消失,3,G,系统,LTE,系统,演,进,5,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,6,EPS,网络架构图,7,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；,MME Pool,8,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,9,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,UE IP,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,10,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,11,其他主要网元,HSS,HSS,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（,Access Restriction Data,），,UE-AMBR,等,ODB,信息,(,移动禁止功能,),EPS APN,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,3GPP TS23.203,的规定，能支持,23.203,定义的最大速率；,PDN Type,；,位置相关信息，主要包括,MME,标识、,RSZI,（,Regional Subscription Zone Identity,）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,12,CG:Charging Gateway,实时地通过,Ga,参考点，从,CDF,（网元侧,SGW/PGW,）接收,CDR,CDR,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,13,SGW,和,PGW,：,产生计费数据,CG,（,CFD,i,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,14,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,15,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,16,S6a,接口协议栈,MME-HSS,17,Gx,接口协议栈,PGW-PCRF,18,PHY,MAC,RLC,PDCP,eNodeB,L1,L2,IP,UDP,GTP-U,L1,L2,IP,UDP,GTP-U,Serving GW,GTP-U,UDP,IP,L2,L1,L1,L2,IP,UDP,GTP-U,PDN GW,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,19,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,20,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,21,去附着应用场景,1 UE,关机时将会发起网络去附着过程；,2 UE,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,22,附着流程,23,去附着流程图,24,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；,25,切换,26,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,MME Pool,，,E-UTRAN,的用户面则通过,S1-U,接口连接于,SGW Service Area,。,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,27,切换场景,ENB,内的切换同,3G,，与核心网无关,28,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：,29,MME,和,SGW,均不发生变化的,ENB,间切换流程,30,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,TAI List,来维护。如果,UE,进入到一个新的,TA,，并且该,TA,不在原来的,TAI List,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,Mobility Restrictions,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,TAI List,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。,31,位置更新,32,TA,更新示意,33,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,发起周期性,TA,更新。,UE,检测到进入一个新的,TA,区域，并且,TAI,并不在,UE,注册在网络中的,TAI List,中。,UE,处于,UTRAN PMM_Connected state,状态下重选了,E-UTRAN,。,UE,处于,GPRS READY,状态下重选了,E-UTRAN,。,34,MME,、,SGW,都不变,TAU,过程,35,Q&A,36,谢谢您的关注,Chenqiuling,13259766816,陈秋玲,37,