高清PDF带书签《4G移动宽带革命》—— 全面解析EPC和4G分组网络 国际电气与电子工程译丛

前 言
3GPP（第 3代合作伙伴项目）的 SAE （SystemArchitectureEvolution，系统架构演进）技术研究和规范工作的成果已经形成一系列标准。这些标准规范了 3GPP的分组核心网将由GSM/GPRS和 WCDMA/HSPA演进到全 IP架构，以及为 3GPP或其他标准的无线接入提供特征丰富的 “通用分组核心网”技术。这种通用的分组核心网络被称为 EPC （EvolvedPackedCore，演进的分组核心网），整个系统被称为 EPS（EvolvedPacketSystem，演进的分组系统）。该系统支持 LTE、GSM和 WCDMA/HSPA等 3GPP无线接入技术，同时也支持非3GPP的接入技术。与之前的核心网技术不同，EPC提供对多种接入技术的支持，并且允许终端用户在不同的接入技术 （如 LTE、WLAN、3GPP和非 3GPP）之间进行移动。相比2G/3G的分组核心网，该 EPC架构实现了扁平化，通过优化能够有效地处理载荷。除了这些方面优势，EPC还对过去 2G/3G分组核心网所有已经建立的部分进行了更新，如安全性和连接管理。简单地说，通过对 EPC的规范，SAE为移动宽带革命构建了所需的核心网络。
规范 3GPP中的 EPC是一个复杂的问题，是一个即使多少页论文也很难说清楚的问题。这使得任何个人很难融入标准化的发展；从而真正地了解规范的细节。为了方便对移动通信产业感兴趣的不同类型读者的理解，本书就 3GPPEPC规范的不同方面，提供了一个简洁且易于理解的描述。
我们的目标是确保阅读本书能够提高对 EPC系统的整体网络架构和协议的全面理解，这比只讲解 3GPP规范更加有意义。本书提供了对 EPC包含的网络架构、节点和协议的细节分析。自本书第 1版出版以来，我们发现在西欧、北美和日本已经有 EPS网络部署，也发现在工业界部署 VoLTE的强烈趋势，VoLTE技术通过在 LTE和 EPC上的 IMS提供语音和视频服务。此外，提供商要求在 IMS和电路交换网络之间的语音和服务能够持续。本书的这一版本中，将提供对标准工作的详细描述，以及基于运营商部署策略的市场导向的 EPS技术分析。进一步地详细介绍什么是 VoLTE、语音和服务的连续性，以及标准化是如何确保通过调整使得 EPS、IMS和 CS网络是支持以上这些特征的。
然而，自本书第 1版出版以来，语音业务和 IMS并非标准化唯一关注的领域。我们发现，EPS已经发展得相对成熟，并且也发现了一些新的附加功能。这些附加功能包括让 EPS支持紧急和优先服务、对可选择性的流量卸载提供增强支持、支持家庭基站功能 （有时也称为 Femto）以及本地 IP卸载，这些附加功能直接影响 3GPP定义的无线接入技术。与此同时，工业界热衷于在 EPS中提高与 WLAN （无线局域网）接入的互通和协作。
在这方面，我们发现宽带联盟 （BroadbandForum）提供了强有力的协作能力，使得 3GPP网络能够与固定宽带技术 （如 Wi-Fi）实现互通。与部署的趋势一致，基于 GTP的 EPS已占据市场的领导地位。标准化同时还关注了 GTP在其他非 3GPP接入技术的支持。本书的当前版本将包含如何让大量非 3GPP接口支持 GTP的技术方案。
我们也努力详述如 Diameter这样的密钥协议，该协议是用在 3GPP网络的诸多参考点上的密钥协议之一。
本文将提供一个详细的内容介绍，从而使任何个人可以有机会去了解运营商或其他业界角色如何部署和实现 EPS，以及现有部署网络中已经采用的或可能被采用的不同迁移路径。
本书也提供对已经部署的附加服务和正在使用 LTE及 EPC的业务的概述。已经对 EPC、LTE或 IMS有所熟悉的读者同样会从本书中受益，本书说明了这些概念如何彼此适应从而满足移动带宽的需求。例如，对 IMS熟悉的读者将会对语音业务怎么适应新网络架构和协议有一个更深的理解。附录中包含与 SAE有关的不同规范的说明。值得注意的是，本书不仅仅为读者提供 3GPP规范的描述，还包括 3GPP2的部署场景及与非 3GPP接入 （如 WLAN和固定接入等）的互通。只对某一种接入技术或协议感兴趣的读者，通过本书，也会对这些接入技术或协议如何适应整体网络架构有更深的理解。
我们将本书的内容分为 5个不同的部分。
第 1部分：EPC的背景和愿景
本部分分析 SAE和 EPC与影响电信网络演进的其他相关技术的关系。另外，本部分还给出了工业界核心网络演进的缘由以及在标准化过程中不同参与者所承担的角色。
第 1章
本章将描述对当前电信网络的客观看法，介绍在哪些方面 EPC与之相关，主要包括以下几个方面：
● 为什么要进行核心网演进？
● 与 EPC相关的技术。
● SAE工作中涉及的标准化部分。
● 本书中用到的一些术语。
第 2部分：EPS概述
本部分对 EPS进行技术性描述，包括 EPC的不同组成部分的功能性描述。此外，还涵盖了不同的迁移和部署场景，以及说明了与其他章节中涉及的概念和标准如何联系在一起，从而在运营网络中提供语音和数据服务。
第 2章
本章对 EPS系统涉及的主要概念进行概要介绍，旨在让读者对 SAE/LTE服务有基本的了解，具体如下：
● 对 EPS服务的简要描述。
● 用简单的网络图示使读者初步了解 EPS网络和 EPC在整个网络中的部署位置。
● LTE中相关组成部分的预备知识。
● 从终端的角度来看待 EPS。
● 简单概述 LTE系统及其与 EPC之间的关系。
第 3章
本章描述基于市场现状如何部署 EPC，及其与 LTE部署之间的关系，即简要描述如何在不同的运营配置下部署 EPC/LTE。
第 4章
本章对 EPC网络中的数据业务进行描述，旨在引出整个 EPS系统及相关概念。将从几个不同服务潜在的演化过程来加以分析：
● 对预期的相关服务的描述。
● 数据业务及应用。
● 消息业务。
● 机器类型通信。
第 5章
本章对 EPC网络中使用的语音业务进行描述，旨在引出整个 EPS系统及相关概念。将从几个不同业务潜在的演化过程来加以分析：
● 使用 IMS技术的语音服务。
● 单接入技术下的语音通话的连续性。
● 回退到电路交换。
● IMS紧急电话和优先服务。
第 3部分：EPC主要概念和服务
第 6章
本章提供 ESS中主要概念的描述。基于 EPC存在与传统核心网络架构不同的一些特性，本章将对这些新的概念提供清晰的描述，并将其与之前的核心网络进行比较，旨在让读者能够对核心网络演化中的概念有清晰的了解。
第 7章
本章介绍安全方面的一些细节，包括用户认证/授权，以及 3GPP和非 3GPP在接入 EPS时的安全机制等。
第 8章
本章深度探讨 QoS（QualityofService，服务质量）、用于服务控制和管理的相关策略，以及区分计费等。另外，本章还包含 3GPP收费模型和机制的简要介绍。
第 9章
本章深度探讨选择功能，通过沿用 DNS以及 3GPP中的相关机制，为 EPS网络中同一个运营商下的用户选择合适的实体。
第 10章
本章深度探讨 EPS中的用户数据管理，包括介绍 EPS处理用户数据的实体。
第 11章
本章深入探讨 EPS中的语音业务，包括对紧急和优先服务的描述。
第 12章
本章对 EPS所支持的广播服务进行描述，包括为终端用户提供广播服务时所需的网络
架构和网络实体的描述。
第 13本章对 EPS所支持的位置服务进行概述，包括架构、协议和位置服务方法的描述。
第 14章
本章对 EPS中定义的卸载功能进行描述，其中既包括核心网络的卸载功能，又包括3GPP无线网络的卸载功能。
第 4部分：EPC的具体细节
第 15～17章
这 3章详细举例介绍如何在终端间使用各类网络实体建立一个 EPS系统、连接各网络实体的接口，以及为系统 “骨架”提供 “肌肉”的各种协议，从而实现在网络实体间承载并传递信息。同时，还将简要描述一些关键场景，如接入 EPC、离开 EPC，3GPP和非 3GPP接入技术之间的切换，以及 3GPP不同接入技术之间的切换。
第 5部分：EPC的总结与展望
第 18章
本章提供对 EPC相关内容的总结，以及对一些未来演进可能面临的问题的讨论。

内容索引：

目 录
序言———KalyaniBogineni博士
序言———UlfNilsson博士
致谢
前言
第 1部分 EPC的背景和愿望
第 1章 移动宽带与核心网演进………………………………………………………………… 1
1.1 一个全球化标准 ………………………………………………………………………… 2
1.2 EPC的起源 ……………………………………………………………………………… 3
1.2.1 3GPP无线接入技术 …………………………………………………………………… 3
1.2.2 3GPP2无线接入技术 …………………………………………………………………… 5
1.2.3 SAE———在不同网络之间架起了桥梁 …………………………………………………… 5
1.3 转移价值链 ……………………………………………………………………………… 6
1.4 本书使用的术语 ………………………………………………………………………… 6
第 2部分 EPS概述
第 2章 架构概览………………………………………………………………………………… 8
2.1 EPS架构 ………………………………………………………………………………… 8
2.1.1 LTE网络中的 IP连接 ………………………………………………………………… 11
2.1.2 LTE接入网的新型功能………………………………………………………………… 14
2.1.3 LTE与 GSM/GPRS或 WCDMA/HSPA间的交互 ………………………………………… 15
2.1.4 3GPP语音业务………………………………………………………………………… 20
2.1.5 LTE和 CDMA网络的交互……………………………………………………………… 21
2.1.6 3GPP接入技术和非 3GPP接入技术间的交互…………………………………………… 23
2.1.7 蜂窝网络中对广播的支持……………………………………………………………… 25
2.1.8 位置服务 ……………………………………………………………………………… 26
2.1.9 微型小区和本地接入的优化 …………………………………………………………… 26
2.1.10 其他特性 …………………………………………………………………………… 27
2.1.11 结构概述的总结 ……………………………………………………………………… 28
2.2 移动网络无线技术……………………………………………………………………… 28
2.2.1 移动服务的无线网络概览……………………………………………………………… 28
2.2.2 无线网络功能 ………………………………………………………………………… 30
2.2.3 GSM ………………………………………………………………………………… 32
2.2.4 WCDMA ……………………………………………………………………………… 32

2.2.5 LTE ………………………………………………………………………………… 33
第 3章 EPS部署场景和运营商实例 ………………………………………………………… 39
3.1 场景 1：部署 LTE/EPC的现有 GSM/GPRS或 WCDMA/HSPA运营商 …………… 40
3.1.1 第一阶段———初始化 EPC部署 ………………………………………………………… 41
3.1.2 第二阶段———现存分组核心的聚合 …………………………………………………… 43
3.1.3 第三阶段———进一步优化通用分组核心 ……………………………………………… 46
3.2 场景 2：现有 CDMA运营商的 LTE/EPC部署 ……………………………………… 47
3.3 场景 3：部署 LTE/EPC的新运营商 ………………………………………………… 48
第 4章 EPS中的数据业务 …………………………………………………………………… 50
4.1 消息业务………………………………………………………………………………… 51
4.2 机器间通信 （M2M） ………………………………………………………………… 52
4.2.1 工业和企业使用场景 ………………………………………………………………… 52
4.2.2 社会性———M2M和可持续发展………………………………………………………… 53
第 5章 EPS中的语音服务 …………………………………………………………………… 54
5.1 LTE网络上实现语音服务……………………………………………………………… 54
5.2 基于 IMS技术的语音服务 …………………………………………………………… 54
5.3 SRVCC———单频语音呼叫连续性……………………………………………………… 56
5.4 电路交换回退…………………………………………………………………………… 56
5.5 MMTel/SRVCC和 CSFB的比较 ……………………………………………………… 57
5.6 IMS紧急呼叫和优先服务 ……………………………………………………………… 57
第 3部分 EPS主要概念和服务
第 6章 会话管理和移动性 …………………………………………………………………… 59
6.1 IP连接性和会话管理 ………………………………………………………………… 59
6.2 会话管理、承载和 QoS ……………………………………………………………… 66
6.2.1 概述 ………………………………………………………………………………… 66
6.2.2 E-TURAN接入的 EPS承载 …………………………………………………………… 67
6.2.3 EPS和 GERAN/UTRAN接入的会话管理 ……………………………………………… 71
6.2.4 其他接入的会话管理 ………………………………………………………………… 73
6.3 用户身份标识和相关的传统身份标识………………………………………………… 73
6.3.1 用户永久标识 ………………………………………………………………………… 73
6.3.2 用户临时标识 ………………………………………………………………………… 74
6.3.3 与 2G/3G中用户身份标识的关系 ……………………………………………………… 75
6.4 移动性原则……………………………………………………………………………… 76
6.4.1 概述 ………………………………………………………………………………… 76
6.4.2 3GPP接入族的移动性 ………………………………………………………………… 76
6.4.3 空闲模式信令缩减 （ISR） …………………………………………………………… 79
6.4.4 闭合用户组 …………………………………………………………………………… 82
6.4.5 E-UTRAN和 HRPD之间的移动性 …………………………………………………… 85

6.4.6 3GPP接入和非 3GPP接入间的通用移动架构…………………………………………… 86
6.4.7 接入网发现和选择 …………………………………………………………………… 91
6.5 与管理的 WLAN网络之间的交互 …………………………………………………… 95
6.6 池化、过载保护和拥塞控制…………………………………………………………… 97
第 7章 安全功能……………………………………………………………………………… 102
7.1 安全介绍 ……………………………………………………………………………… 102
7.2 安全服务 ……………………………………………………………………………… 102
7.3 网络接入安全 ………………………………………………………………………… 105
7.3.1 E-UTRAN中的接入安全 …………………………………………………………… 105
7.3.2 与 GERAN/UTRAN的交互 …………………………………………………………… 109
7.3.3 针对 IMS紧急呼叫的特殊考虑 ……………………………………………………… 111
7.3.4 可信和不可信的非 3GPP接入 ………………………………………………………… 111
7.3.5 可信非 3GPP接入中的接入安全 ……………………………………………………… 111
7.3.6 不可信非 3GPP接入中的接入安全 …………………………………………………… 114
7.3.7 基于主机的移动性 （DSMIPv6）的特殊考虑 ………………………………………… 115
7.4 网络域安全 …………………………………………………………………………… 116
7.5 用户域安全 …………………………………………………………………………… 117
7.6 家庭 eNB和 NB的安全问题 ………………………………………………………… 117
7.6.1 H（e）NB安全架构 …………………………………………………………………… 118
7.6.2 封闭用户组 ………………………………………………………………………… 119
7.6.3 设备认证 …………………………………………………………………………… 119
7.6.4 托管方认证 ………………………………………………………………………… 120
7.6.5 回程链路安全 ……………………………………………………………………… 120
7.6.6 位置验证 …………………………………………………………………………… 121
7.7 法律干预 ……………………………………………………………………………… 121
第 8章 服务质量、计费和策略控制………………………………………………………… 124
8.1 服务质量 （QoS） …………………………………………………………………… 124
8.1.1 E-UTRAN中的 QoS………………………………………………………………… 125
8.1.2 与 GERAN/UTRAN的交互 …………………………………………………………… 132
8.1.3 与其他接入方式交互时 QoS方面的内容 ……………………………………………… 133
8.2 策略控制和计费控制 ………………………………………………………………… 133
8.2.1 PCC架构 …………………………………………………………………………… 134
8.2.2 PCC基本概念 ……………………………………………………………………… 137
8.2.3 网络侧发起的 QoS控制和终端侧发起的 QoS控制 …………………………………… 146
8.2.4 PCC和漫游 ………………………………………………………………………… 147
8.2.5 3GPPRelease8以来的 PCC新增特征 ………………………………………………… 149
8.2.6 固定宽带接入的 PCC支持 …………………………………………………………… 160
8.3 计费 …………………………………………………………………………………… 162
第 9章 选择功能……………………………………………………………………………… 170

9.1 选择功能架构 ………………………………………………………………………… 170
9.2 MME、SGSN、SGW和 PDNGW的选择 …………………………………………… 171
9.2.1 选择过程概述 ……………………………………………………………………… 171
9.2.2 DNS基础设施的使用 ………………………………………………………………… 173
9.2.3 MME选择 …………………………………………………………………………… 176
9.2.4 EPS中的 SGSN选择功能 …………………………………………………………… 177
9.2.5 GW选择概述………………………………………………………………………… 178
9.2.6 PDNGW选择功能 …………………………………………………………………… 178
9.2.7 ServingGW选择功能 ………………………………………………………………… 180
9.2.8 切换 （非 3GPP接入）和 PDNGW选择 ……………………………………………… 181
9.3 PCRF选择 …………………………………………………………………………… 181
第 10章 用户数据管理 ……………………………………………………………………… 184
10.1 家乡用户服务器……………………………………………………………………… 184
10.2 用户配置文件库……………………………………………………………………… 188
10.3 用户数据汇聚………………………………………………………………………… 189
10.3.1 UDC整体描述 ……………………………………………………………………… 190
10.3.2 前端和用户数据库 ………………………………………………………………… 191
第 11章 语音和应急服务 …………………………………………………………………… 192
11.1 基于电路交换技术的语音业务……………………………………………………… 192
11.2 基于 IMS技术的语音服务 ………………………………………………………… 193
11.3 MMTel及其架构……………………………………………………………………… 195
11.4 VoLTE………………………………………………………………………………… 196
11.5 T-ADS ……………………………………………………………………………… 198
11.6 单一无线语音呼叫连续性…………………………………………………………… 198
11.7 IMS集中化服务 （ICS） …………………………………………………………… 200
11.7.1 业务集中化和连续性应用服务器 （SCC-AS） ……………………………………… 201
11.7.2 从 E-UTRAN至 GERAN或 UTRAN的 SRVCC ……………………………………… 201
11.8 E-UTRAN切换至 CDMA1xRTT的 SRVCC ……………………………………… 203
11.9 电路交换域回落 （CSFB） ………………………………………………………… 204
11.10 电路交换与 VoLTE的迁移路径和共存 …………………………………………… 208
11.11 IMS紧急呼叫的 EPS紧急承载服务 ……………………………………………… 209
11.12 多媒体优先服务 …………………………………………………………………… 213
第 12章 LTE广播 …………………………………………………………………………… 219
12.1 背景和主要概念……………………………………………………………………… 219
12.2 MBMS解决方案概述 ………………………………………………………………… 221
12.3 MBMS用户服务 ……………………………………………………………………… 222
12.4 MBMS移动网络架构 ………………………………………………………………… 225
12.4.1 架构概览 …………………………………………………………………………… 225
12.4.2 接口 ……………………………………………………………………………… 226

12.5 MBMS承载服务 ……………………………………………………………………… 227
12.5.1 会话开启 …………………………………………………………………………… 228
12.5.2 会话停止 …………………………………………………………………………… 229
12.5.3 会话更新 …………………………………………………………………………… 229
第 13章 定位功能 …………………………………………………………………………… 231
13.1 定位解决方案………………………………………………………………………… 231
13.2 定位架构与协议……………………………………………………………………… 233
13.3 定位方法……………………………………………………………………………… 234
13.4 定位报告格式………………………………………………………………………… 235
13.5 EPS定位实体和接口 ………………………………………………………………… 235
13.6 定位过程……………………………………………………………………………… 237
第 14章 卸载功能和同时多接入 …………………………………………………………… 238
14.1 介绍…………………………………………………………………………………… 238
14.2 3GPP无线接入网络卸载———同时多接入 ………………………………………… 239
14.2.1 多接入 PDN连接性 （MAPCON） …………………………………………………… 239
14.2.2 IP流移动性 （IFOM） ……………………………………………………………… 240
14.2.3 非无缝 WLAN卸载 （NSWO） ……………………………………………………… 241
14.3 卸载核心和传输网络———有选择的 IP流量卸载 （SIPTO） …………………… 242
14.4 到本地网络的访问 ———本地 IP访问 （LIPA） …………………………………… 244
第 4部分 EPC的具体细节
第 15章 EPS网络实体和接口 ……………………………………………………………… 248
15.1 网络实体……………………………………………………………………………… 249
15.1.1 eNodeB …………………………………………………………………………… 250
15.1.2 MME ……………………………………………………………………………… 250
15.1.3 ServingGW ………………………………………………………………………… 250
15.1.4 PDNGW …………………………………………………………………………… 251
15.1.5 PCRF ……………………………………………………………………………… 251
15.1.6 家庭基站子系统和相关实体 ………………………………………………………… 251
15.2 UE、eNodeB和 MME的控制平面 （S1-MME） ………………………………… 252
15.3 基于 GTP的接口 …………………………………………………………………… 253
15.3.1 控制平面 …………………………………………………………………………… 253
15.3.2 MME↔MME（s10） ………………………………………………………………… 254
15.3.3 MME↔ServingGW （S11） ………………………………………………………… 254
15.3.4 ServingGW↔PDNGW （S5/S8） …………………………………………………… 255
15.3.5 SGSN↔MME（S3） ………………………………………………………………… 255
15.3.6 SGSN↔ServingGW （S4） …………………………………………………………… 255
15.3.7 SGSN↔SGSN（S16） ……………………………………………………………… 256
15.3.8 可信的 WLAN接入网络↔PDNGW （S2a） ………………………………………… 256

15.3.9 ePDG↔PDNGW （S2b） …………………………………………………………… 256
15.3.10 用户面 …………………………………………………………………………… 256
15.3.11 eNodeB↔ServingGW （S1-U） …………………………………………………… 256
15.3.12 UE↔eNodeB↔ServingGW↔PDNGW （GTP-U） ………………………………… 257
15.3.13 UE↔BSS↔SGSN↔ServingGW↔PDNGW （GTP-U） ……………………………… 257
15.3.14 UE↔UTRAN↔ServingGW↔PDNGW （GTP-U） ………………………………… 258
15.3.15 UE↔UTRAN↔SGSN↔ServingGW↔PDNGW （GTP-U） …………………………… 258
15.3.16 UE↔可信 WLAN接入网络↔PDNGW （GTP-U） ………………………………… 258
15.3.17 UE↔ePDG↔PDNGW （GTP-U） ………………………………………………… 259
15.4 基于 PMIP的接口 …………………………………………………………………… 259
15.4.1 ServingGW-PDNGW （S5/S8） …………………………………………………… 259
15.4.2 可信非 3GPP接入———PDNGW （S2a） ……………………………………………… 261
15.4.3 ePDG-PDNGW （S2b） …………………………………………………………… 262
15.5 基于 DMISPv6接口 （UE-PDNGW （S2C）） …………………………………… 263
15.6 与 HSS相关的接口和协议 ………………………………………………………… 264
15.6.1 概述 ……………………………………………………………………………… 264
15.6.2 MME-HSS（S6a）和 SGSN- HSS（S6d） ………………………………………… 264
15.7 与 AAA相关的接口 ………………………………………………………………… 265
15.7.1 概述 ……………………………………………………………………………… 265
15.7.2 AAA服务器 -HSS（SWx） ………………………………………………………… 266
15.7.3 可信非 3GPP接入 -3GPPAAA服务器/代理 （STa） ………………………………… 267
15.7.4 不可信的非 3GPPIP接入 -3GPPAAA服务器/代理 （SWa） ………………………… 269
15.7.5 ePDG-3GPPAAA服务器/代理 （SWm） …………………………………………… 270
15.7.6 PDNGW-3GPPAAA服务器/代理 （S6b） ………………………………………… 272
15.7.7 3GPPAAA代理 -3GPPAAA服务器/代理 （SWd） ………………………………… 273
15.8 PCC相关接口………………………………………………………………………… 274
15.8.1 概述 ……………………………………………………………………………… 274
15.8.2 PCEF-PCRF（Gx） ………………………………………………………………… 274
15.8.3 BBERF-PCRF（Gxa/Gxc） ………………………………………………………… 275
15.8.4 PCRF-AF（Rx） …………………………………………………………………… 276
15.8.5 TDF-PCRF（Sd） ………………………………………………………………… 277
15.8.6 OCS-PCRF（Sy） ………………………………………………………………… 278
15.8.7 PCRF-PCRF（S9） ………………………………………………………………… 279
15.8.8 BPCF-PCRF（S9a） ………………………………………………………………… 280
15.8.9 SPR-PCRF（Sp） ………………………………………………………………… 281
15.9 与 EIR相关的接口 （MME-EIR和 SGSN-EIR接口 （S13和 S13′）） ……… 282
15.10 与 I-WLAN相关的接口 （UE-ePDG （SWu）） ……………………………… 282
15.11 与 ANDSF相关的接口……………………………………………………………… 283
15.11.1 ISMP策略节点 …………………………………………………………………… 285

15.11.2 发现信息节点……………………………………………………………………… 286
15.11.3 UE位置节点 ……………………………………………………………………… 286
15.11.4 ISRP节点 ………………………………………………………………………… 287
15.11.5 Ext节点 …………………………………………………………………………… 289
15.12 与 HRPDIW相关的接口 ………………………………………………………… 290
15.12.1 优化切换和相关接口 （S101和 S103） …………………………………………… 290
15.12.2 MME↔eHRPD接入网络 （S101） ………………………………………………… 290
15.12.3 ServingGW↔HSGW （S103） ……………………………………………………… 292
15.13 到外部网络的接口 ………………………………………………………………… 292
15.13.1 概述 ……………………………………………………………………………… 292
15.13.2 功能 ……………………………………………………………………………… 293
15.14 CSS接口 （MME-CSS接口 （S7a）） …………………………………………… 293
第 16章 协议 ………………………………………………………………………………… 295
16.1 简介…………………………………………………………………………………… 295
16.2 GPRS隧道协议综述 ………………………………………………………………… 295
16.2.1 协议结构 …………………………………………………………………………… 299
16.2.2 控制面 （GTPv2-C） ……………………………………………………………… 301
16.2.3 用户平面 （GTPv1-U） …………………………………………………………… 304
16.2.4 协议格式 …………………………………………………………………………… 305
16.3 移动 IP ……………………………………………………………………………… 306
16.3.1 概述 ……………………………………………………………………………… 306
16.3.2 基于主机的和基于网络的移动性机制 ……………………………………………… 308
16.3.3 移动 IP的基本原则 ………………………………………………………………… 308
16.3.4 移动 IPv6的安全性 ………………………………………………………………… 313
16.3.5 包格式……………………………………………………………………………… 313
16.3.6 双栈操作 …………………………………………………………………………… 315
16.3.7 额外的 MIPv6特性———路由优化 …………………………………………………… 317
16.4 代理移动 IPv6 ……………………………………………………………………… 318
16.4.1 概述 ……………………………………………………………………………… 318
16.4.2 基本流程 …………………………………………………………………………… 318
16.4.3 PMIPv6安全………………………………………………………………………… 321
16.4.4 PMIPv6数据包格式 ………………………………………………………………… 321
16.4.5 双栈操作 …………………………………………………………………………… 322
16.5 Diameter协议 ………………………………………………………………………… 323
16.5.1 背景 ……………………………………………………………………………… 323
16.5.2 协议结构 …………………………………………………………………………… 323
16.5.3 Diameter节点 ……………………………………………………………………… 324
16.5.4 Diameter会话、连接和传输 ………………………………………………………… 324
16.5.5 Diameter请求路由 ………………………………………………………………… 325

16.5.6 节点发现 …………………………………………………………………………… 326
16.5.7 Diameter消息格式 ………………………………………………………………… 326
16.6 通用路由封装………………………………………………………………………… 327
16.6.1 背景 ……………………………………………………………………………… 327
16.6.2 基本协议 …………………………………………………………………………… 328
16.6.3 GRE分组格式 ……………………………………………………………………… 329
16.7 S1-AP ……………………………………………………………………………… 329
16.8 非接入层 （NAS） …………………………………………………………………… 330
16.8.1 EPS移动管理 ……………………………………………………………………… 330
16.8.2 EPS会话管理 ……………………………………………………………………… 331
16.8.3 消息结构 …………………………………………………………………………… 331
16.8.4 安全保护的 NAS消息 ……………………………………………………………… 332
16.8.5 消息传输 …………………………………………………………………………… 333
16.8.6 未来扩展和后向兼容 ……………………………………………………………… 333
16.9 IP安全 ……………………………………………………………………………… 333
16.9.1 引言 ……………………………………………………………………………… 333
16.9.2 安全封装载荷与认证头部 …………………………………………………………… 334
16.9.3 互联网密钥交换 …………………………………………………………………… 336
16.9.4 IKEv2的移动性和多宿主 …………………………………………………………… 337
16.10 扩展认证协议 ……………………………………………………………………… 337
16.10.1 概览 ……………………………………………………………………………… 337
16.10.2 协议 ……………………………………………………………………………… 338
16.11 流控制传输协议 …………………………………………………………………… 340
16.11.1 背景 ……………………………………………………………………………… 340
16.11.2 基本协议特性……………………………………………………………………… 341
16.11.3 多流 ……………………………………………………………………………… 342
16.11.4 多宿主 …………………………………………………………………………… 343
16.11.5 数据包结构 ……………………………………………………………………… 344
第 17章 流程 ………………………………………………………………………………… 345
17.1 E-UTRAN的附着和分离…………………………………………………………… 345
17.1.1 E-UTRAN的附着过程……………………………………………………………… 345
17.1.2 E-UTRAN的分离过程……………………………………………………………… 347
17.2 E-UTRAN的跟踪域 （TA）更新 ………………………………………………… 348
17.2.1 跟踪域更新过程 …………………………………………………………………… 348
17.2.2 MME改变时的 TA更新 …………………………………………………………… 349
17.3 E-UTRAN的服务请求……………………………………………………………… 351
17.3.1 UE触发的服务请求 ………………………………………………………………… 351
17.3.2 网络触发服务请求 ………………………………………………………………… 352
17.4 域间及域内 3GPP接入移动切换 …………………………………………………… 353

17.4.1 移动切换过程的阶段 ……………………………………………………………… 355
17.4.2 EPS中的 3GPP切换案例 …………………………………………………………… 357
17.4.3 E-UTRAN接入方式下的移动切换 ………………………………………………… 358
17.4.4 E-UTRAN以及其他 3GPP接入方式 （GERAN和 UTRAN）之间的使用
S4-SGSN的切换 …………………………………………………………………… 361
17.4.5 基于 Gn/Gp的 SGSN切换 …………………………………………………………… 364
17.4.6 GERAN和 UTRAN接入网之间的使用 S4SGSN以及 GTP/PMIP的切换 ……………… 365
17.5 承载和 QoS相关架构 ……………………………………………………………… 367
17.5.1 E-UTRAN承载管理 ……………………………………………………………… 368
17.5.2 GERAN/UTRAN承载管理 …………………………………………………………… 370
17.6 Non-3GPP系统的移动管理 ……………………………………………………… 372
17.6.1 GTPv2的 S2a接口的可信 WLAN接入网 （TWAN）的初始附着 ……………………… 373
17.6.2 GTPv2的 S2a接口的可信 WLAN接入网 （TWAN）的去附着 ………………………… 373
17.6.3 S2b接口的 PMIP下不可信 Non-3GPP接入附着 …………………………………… 374
17.6.4 S2b接口的 PMIP下不可信 Non-3GPP接入去附着 ………………………………… 375
17.6.5 S2c接口的 DSPMIP下可信 Non-3GPP接入附着 …………………………………… 376
17.6.6 S2c接口的 DSPMIP下可信 Non-3GPP接入去附着 ………………………………… 376
17.7 3GPP系统和 Non-3GPP系统间的移动切换 ……………………………………… 377
17.7.1 概述 ……………………………………………………………………………… 377
17.7.2 Non-3GPP的 EPS切换 …………………………………………………………… 378
17.8 Non-3GPP接入的 QoS相关过程 ………………………………………………… 388
第 5部分 EPS的总结与展望
第 18章 总结和展望 ………………………………………………………………………… 390
附录……………………………………………………………………………………………… 391
附录 A EPS相关标准实体 ………………………………………………………………… 391
附录 B 相关缩写 …………………………………………………………………………… 395
参考文献………………………………………………………………………………………… 405

投稿会员：可爱莹