EPC

網(wǎng)絡原理

參考3GPP

TS234013GPP

TS24301用于

E-UTRAN

接入的GPRS

增強特性

用于EPS的NAS協(xié)議

Page1

培訓目標學完本課程后，您應該能：

描述

EPC網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)元功能

列出

EPC網(wǎng)絡的主要接口和協(xié)議

描述EPC網(wǎng)絡的主要工作原理

Page2目錄1.

EPC

網(wǎng)絡概述

2.

關(guān)鍵知識點

3.

信令流程

Page3目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能

1.3

EPC

協(xié)議與接口

Page43GPP系統(tǒng)演進3GPPGSM/GPRSUMTS:R99/R4/R5/R6/R7LTE/EPC:R81.2.分組域主要支撐非實時業(yè)務；

語音業(yè)務依賴電路域；網(wǎng)絡架構(gòu)全面分組化：只保

1.留分組域，語音業(yè)務由分組域

配合IMS域提供；3.

網(wǎng)絡設備較多，影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

效率；4.

支持GSM/GPRS/UMTS接入

技術(shù)2.

網(wǎng)絡設備簡化，提高轉(zhuǎn)發(fā)效

率；3.

支持3GPP/非3GPP網(wǎng)絡接

入、漫游和切換；4.高速率：下行100Mbps

，上行50MBPS；

Page5目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能

1.3

EPC

協(xié)議與接口

Page6UEEPC網(wǎng)絡架構(gòu)eNodeBHSSPCRFControl

planeUser

planeS1-MMEMMES6aLTE-UuX2S1-US11GxRxS1-MMES5SGiOperator'sIP

ServiceeNodeBLTES1-US-GWSAEP-GW

Page7漫游場景:

Home

RoutedVPLMN

HPLMNGbSGSN

HSSPCRFGERANIuS3S4S6aGxRxS12UTRANS11S1-CMMES8SGiOperator’sS1-UIP

ServiceE-UTRUANS-GWPDN-GWHome

Routed

：通過歸屬網(wǎng)絡PGW接入PDN

Page8HSSH-PCRF漫游場景：Local

BreakoutVPLMN

HPLMNGERANUTRANGbIuS12SGSNS3S4S11S6aV-PCRFS9GxRxOperator’sIP

ServiceS1-CMMES5SGiOperator’sS1-UIP

ServiceE-UTRUANS-GWPDN-GWLocal

Breakout：通過本地拜訪網(wǎng)絡的PGW接入PDN(Local

Breakout

with

Home

Operator's

Application

Functions

only)

Page9HSSH-PCRF漫游場景：Local

BreakoutVPLMN

HPLMNGbSGSNGERANUTRANIuS12S3S4S11S6aV-PCRFS9GxRxOperator’sIP

ServiceS1-CMMES5SGiOperator’sS1-UIP

ServiceE-UTRUANS-GWPDN-GWLocal

Breakout：通過本地拜訪

網(wǎng)絡的PGW接入PDN(Local

Breakout

with

Visited

Operator's

Application

Functions

only)

Page10目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能1.3

EPC

協(xié)議與接口1.3.1

GPRS

Tunneling

Protocol

(GTP)

1.3.2

Diameter和相關(guān)的

Diameter應用

1.3.3

S1-AP

和

Non-access

stratum

(NAS)

1.3.4

其它

Page11GTP

(GPRS

隧道協(xié)議)

GTP被分成兩個部分:

GTP-C

和

GTP-U

GTP-C:

GTPv0,

GTPv1,

GTPv2

(

僅用于EPS)

GTP-U:

GTPv0,

GTPv1

GTP的功能

移動性管理:

RAU/TAU/等等.

隧道管理:

create/modify/delete

特別業(yè)務功能

系統(tǒng)維護MBMS/CS

fallback

路徑管理/差錯處理/等等.Page12GTP-C

Tunnel

for

subscriber

2GTP-C

Tunnel

for

subscriber

3……GTP-C

Tunnel

for

subscriber

1GTP-C

Tunnel

for

subscriber

NGTP-U

Tunnel

for

subscriber

1

(2

Mbps)GTP-U

Tunnel

for

subscriber

2

(7.2

Mbps)GTP-U

Tunnel

for

subscriber

3

(3

Mbps)……GTP-U

Tunnel

for

subscriber

M

(x

Mbps)GTP

(GPRS

隧道協(xié)議)

GTP隧道概述eNodeB

S-GWMMES-GWPage13基于GTP的接口－控制面

僅在

EPS里

MME

?

MME

(S10)MME

?

Serving

GW

(S11)

Serving

GW

?

PDN

GW

(S5/S8)

和2G/3G互操作

SGSN

?

MME

(S3)

SGSN

?

Serving

GW

(S4)Page14基于GTP的接口－控制面eNodeBMMES10S11PLMN

1S5eNodeBS11S-GWP-GWMMES8eNodeBPLMN

2

Page15P-GW基于GTP的接口－用戶面

僅在EPS里

eNodeB

?

Serving

GW

(S1-U)

Serving

GW

?

PDN

GW

和2G/3G互操作

UE

?

BSS

?SGSN

?

Serving

GW

?

PDN

GW

UE

?

UTRAN

?

Serving

GW

?

PDN

GWUE

?

UTRAN

?

SGSN

?

Serving

GW

?

PDN

GWPage16基于GTP的接口－用戶面

僅在EPS里

eNodeB

?

Serving

GW

(S1-U)

Serving

GW

?

PDN

GW（S5/S8)Page17基于GTP的接口－用戶面S1-UMMEPLMN

1eNodeBS1-US5eNodeBS1-US-GWP-GWMMES8eNodeBPLMN

2

Page18P-GW1.4

EPC典型應用場景目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能1.3

EPC

協(xié)議與接口1.3.1

GPRS

Tunneling

Protocol

(GTP)

1.3.2

Diameter和相關(guān)的

Diameter應用

1.3.3

S1-AP

和

Non-access

stratum

(NAS)

1.3.4

其它

Page19Diameter

協(xié)議

源自Radius

(用于AAA)

使用AVP

(Attribute

Value

Pairs)

攜帶信息

兩個層面:

Diameter

基礎協(xié)議(RFC

3588)

Diameter

應用Page20Diameter

協(xié)議

Diameter

定義了一個節(jié)點的三個角色

Client向服務器請求一個業(yè)務

Server

對來自于客戶端的請求作出響應

Agent

驗證請求和決定目的地

Diameter

AVPsPage21基于Diameter的接口MMES6aHSSSGSNS6d中國聯(lián)通S6a口

SCTP多歸屬

Page22P-GW/S-GWGx基于Diameter的接口PCRFGxP-GWDiameterprotocolapplicationDiameterDiameterprotocolapplicationDiameterbaseprotocolbaseprotocolTLSTLSTCP/SCTPTCP/SCTPIP/IPSecIP/IPSecPCRF

Page23目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能1.3

EPC

協(xié)議與接口1.3.1

GPRS

Tunneling

Protocol

(GTP)

1.3.2

Diameter和相關(guān)的

Diameter應用

1.3.3

S1-AP

和

Non-access

stratum

(NAS)

1.3.4

其它

Page24基于S1-AP

的接口

S1-AP

僅僅用于S1-MME

接口

支持eNodeB

和MME之間的流程.S1-MME

S1-AP依賴于可靠傳輸機制,被設計運行在SCTP之上.eNodeBMME中國聯(lián)通S1-AP口采用SCTP單歸屬Page25NAS

(Non-access

Stratum)

NAS的功能

(

UE和MME之間)

EPS

移動性管理

EPS

會話管理Page26目錄1.

EPC

概述1.1

3GPP系統(tǒng)演進1.2

EPC

網(wǎng)絡架構(gòu)、網(wǎng)元功能1.3

EPC

協(xié)議與接口1.3.1

GPRS

Tunneling

Protocol

(GTP)

1.3.2

Diameter和相關(guān)的

Diameter應用

1.3.3

S1-AP

和

Non-access

stratum

(NAS)

1.3.4

其它

Page27SGi

接口SGiAAA

ServerInternetP-GWIntranet

Page28目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page29EPC中的標識

永久用戶標識

IMSI

(International

Mobile

Subscriber

Identity)MCC

(Mobile

Country

Code)MNC

(Mobile

Network

Code)MSIN

(Mobile

Subscriber

Identity)Page30EPC中的標識

臨時用戶標識

GUTI

(Globally

Unique

Temporary

ID)GUMMEI

(Global

Unique

MME

Identifier)

MMEI

(MME

Identifier)MMEGI

(MME

Group

Id)

16bitsMMEC

(MME

Code)

8bitsM-TMSI

(MME

Temporary

Subscriber

Identity)

32bitsPage31EPC中的標識

臨時用戶標識

S-TMSIMMEC

(MME

Code)M-TMSI

(MME

Temporary

Subscriber

Identity)Page32EPC中的標識

位置相關(guān)的標識

TAI

(跟蹤區(qū)標識)TAI

=

MCC

+

MNC

+

TACMCC

Mobile

Country

CodeMNC

Mobile

Network

Code

TAC

Tracking

Area

Code

16bitsPage33EPC中的標識

TA

ListTAI=MCC+MNC+TACTA

List

1MMEMMEI=

MME

Group

ID+MME

CodeTA

List

2TA

1CELL1

CELL2TA

2CELL3

CELL4TA

3CELL1

CELL2TA

4CELL3

CELL4IMSIMSISDNGUTI=GUMMEI+M-TMSI=MCC+MNC+MMEI+M-TMSI

Page34EPC中的標識

位置相關(guān)的標識

ECGI

(全球小區(qū)標識)ECGI=

MCC

+

MNC

+

ECIECI=

eNB

ID

+

cell

IDMCC

Mobile

Country

CodeMNC

Mobile

Network

CodeECI

E-UTRAN

Cell

Identifier

28bitsPage35EPC中的標識

APN

APN

(Access

Point

Name)APN

=

APN-NI

+

APN-OIAPN-NI:

由運營商定義APN-OI:

apn.epc.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3

一個APN

的實例:

3Page36EPC中的標識

TAI

構(gòu)造域名tac-lb<TAC-low-byte>.tac-hb<TAC-high-byte>.tac.epc.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3其中epc.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3部分可以稱

為home

network

realm該域名主要用作選擇SGW，在發(fā)生跨MME切換時選擇目標MME

一個實例:tac-lb01.tac-hb00.tac.Page37EPC中的標識

MMEI構(gòu)造域名mmec<MMEC>.mmegi<MMEGI>.mme.epc.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3該域名主要用作根據(jù)用戶的GUTI尋址用戶上次附著的MME一個實例:mmec01.mmegi8001.mme.epc.mnc001.mcc460.3gppnetworPage38EPC中的標識

設備主機名3GPP建議設備各網(wǎng)元設備的命名，擁有下面格式的后綴，可以確

?？邕\營商的互通。.node.<

home

network

realm>根據(jù)網(wǎng)關(guān)優(yōu)選的的要求，對SGW/PGW/MME等設備命名要求如下

：<"topon"

|

"topoff">

.

<single-label-interface-name>

.

<canonical-node-name>一個實例:topon.s11.

Page39目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page40PDN

連接

PDN

連接：在移動網(wǎng)里，一個分配了特定IPv4

地址和/或

IPv6前綴

的UE和一個特定PDN之間的邏輯連接PDN連接即是

一個IP連接.PDN

#

3PDN

#

1internetPDNGWPDN

#

2IMSPDNGWCorporateNetworkPDNGWEvolvedPacketCore在某一時刻,一個終

端可以接入一個

PDN

或者可以同時

開通多個PDN連接.Page41PDN

連接

在PDN連接里的關(guān)鍵組元.

APN

UE要接入的目的網(wǎng)絡IP

address(es)

分配給UE的IPv4/IPv6單/雙棧地址

PDN

GW

UE到所選網(wǎng)絡的業(yè)務錨點Page42PDN連接

IP地址分配時機

在附著(attach)

流程期間分配（HSS簽約靜態(tài)分配或PGW動態(tài)分配）

在附著成功后由DHCP來分配在認證期間由AAA服務器分配

分配的IP地址類型

IPv4IPv6IPv4/IPv6

雙棧地址Page43目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page44EPS

承載

Bearer

是處理Qos的工具之一，可以將它看做一個具有給定

Qos參數(shù)的邏輯管道。

一個PDN連接里有一個或多個EPS承載.EPS

bearer

ID

用來標識一個用戶的不同承載上下文EPS內(nèi)有兩種類型的承載：默認承載和專有承載每一個承載都關(guān)聯(lián)著一個TFT，TFT決定了哪些數(shù)據(jù)報文可以通

過該承載傳輸。每一個EPS承載都關(guān)聯(lián)著QoS參數(shù)集，EPS網(wǎng)絡根據(jù)承載的Q

os

參數(shù)，處理承載內(nèi)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。Page45Default

EPS

bearerDedicated

EPS

bearer

1Dedicated

EPS

bearer

2Serving

GWPDN

GWEPS

承載

兩種類型的承載:

默認承載

在附著流程時創(chuàng)建一直保持激活狀態(tài)直到用戶去附著

專有承載

根據(jù)需要創(chuàng)建Page46Remote

address

andsubnet

maskProtocol

number

(IPv4)Or

next

header

(IPv6)Local

port

rangeRemote

port

rangeIPSec

Security

ParameterIndex

(SPI)Type

of

Service

(TOS)

(IPv4)

Or

Traffic

class

(IPv6)Packet

Filter

AttributeFlow

Label

(IPv6)EPS

承載

-

TFT

Traffic

Flow

Template

(TFT)

TFT

被用于UE和PDN

網(wǎng)關(guān)來區(qū)

分不同的數(shù)據(jù)報文.TFTs

包含用于上行業(yè)務流的包過

濾器

(UL

TFT)

和/或下行業(yè)務流

包過濾器

(DL

TFT).Page47TFT

in

UEand

PDN

GWIP

PacketTFT1,

allows:Destination

IP=

anyProtocol

ID=6Dest.Port

=80IP

PacketTFT2,

allows:Dest.IP=

26Protocol

ID=17Dest.Port

=5070TFT的使用

以兩個TFT為例如下顯示:Flow

(‘www’)Flow(‘VoIP’)Flow

(‘www’)

Flow(‘VoIP’)Page48EPS

承載

-

TFTEPS

承載模型(GTP-based

S5/S8)Page49UE/PDN

GWPDNConnection

#

1IP

addressAPNetcPDNConnection

#

mIP

addressAPNetcBearer

IDQoS

parameteretcEPS

Bearer

#

1Bearer

IDQoS

parameteretcEPS

Bearer

#

nTFTTFTFilter

#

1Filter

attributeprecedenceFilter

#

kFilter

attributeprecedencePDN

連接/承載/TFT·

·

·

····

·

·

·

·

··

·

·

·

·

·Page50GUL

SM

概念的比較4G2G/3GbearPDPEPS

bearer

idNSAPIEPS

bear

contextPDP

contextDedicated

beareractivationSecondary

PDP

contextactivationLinked

EPS

Bearer

IdentityLinked

NSAPITFT相同Packet

filter相同Page51目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page52EPS承載的Qos

EPS

承載在UE和P-GW之間建立.EPS

承載=

無線承載+

S1

承載

+

S5/S8

承載業(yè)務流關(guān)聯(lián)和映射到相應的

TFT，而TFT

在無線側(cè)和

RB-Id

關(guān)聯(lián),在核心網(wǎng)側(cè)和TEID

關(guān)聯(lián).

UE

關(guān)聯(lián)上行流和相應的TFT,而

PGW

關(guān)聯(lián)下行流和相應的

TFT.Page53QCI

+

ARP+（AMBR

or

GBR

）4

TC+13

QoS

ParameterQCIARPGBRMBRTraffic

classMaximum

bit

rateDelivery

orderMaximum

SDU

sizeSDU

format

informationSDUerror

ratioResidual

bit

error

ratioDelivery

of

erroneous

SDUsTransfer

delayGuaranteed

bit

rateTraffic

handling

priorityAllocation/Retentionpriority

(ARP)Source

statistics

descriptorSignaling

indication承載的QoS參數(shù)For

GBR

BearerAPN-AMBRUE-AMBRFor

Non-GBR

bearerPage54-2-3-3-6-6-6-3-6GBRNon-GBR標準

QCIQCIResourceTypePriorityPacketDelayBudgetPacketError

LossRateExample

Services12100

ms10Conversational

Voice24150

ms10Conversational

Video

(Live

Streaming)3350

ms10Real

Time

Gaming45300

ms10Non-Conversational

Video

(BufferedStreaming)51100

ms10IMS

Signalling66300

ms10Video

(Buffered

Streaming)TCP-based

(e.g.,

www,

e-mail,

chat,

ftp,

p2p

file

sharing,

progressive

video,

etc.)77100

ms10Voice,Video

(Live

Streaming)Interactive

Gaming88300

ms10Video

(Buffered

Streaming)TCP-based

(e.g.,

www,

e-mail,

chat,

ftp,

p2pfile

sharing,

progressive

video,

etc.)99Page55QoS

參數(shù)

–

GBR

&

non-GBR

GBR和

non-GBR

承載

GBR

承載

GBR承載意味著

要給這個承載預留一定的帶寬,而不管這個資源是

用還是不用。

目前EPC僅支持MBR=GBR這種情況.QCI,

ARP,

GBR

(保證比特率),

MBR

(最大比特率)

Non-GBR

承載

一個

non-GBR承載

不用分配固定帶寬,這樣就對承載上能攜帶多少

流量沒有保證.QCI,

ARP,

AMBR

(聚合最大比特率)Page56QoS參數(shù)–

AMBR

AMBR

–

最大聚合比特率,

僅用于

non-GBR

承載，為多個承

載公用資源。

APN-AMBR

(uplink

&

downlink)

定義了同一個APN的所有PDN連接的所有Non-GBR承載所能提供的

聚合比特速率.由PDN

GW

執(zhí)行.

UE-AMBR

(uplink

&

downlink)

定義了一個UE所有Non-GBR承載上所能期望提供的聚合比特速率..

由eNodeB執(zhí)行Page57QoS

參數(shù)

–

ARP

Allocation/Retention

Priority

(ARP)

ARP的作用是決定是否可以接受承載建立/修改請求,或當資源受

限的時候拒絕該請求ARP包含三個信息:

優(yōu)先級:

定義了資源請求的相對重要性,這決定了承載建立/修改請求

是否能被接受或拒絕.被搶占能力:定義了攜帶較低ARP優(yōu)先級的承載是否應該被踢掉以釋

放其所需的資源.被搶占脆弱性:定義了攜帶較高ARP優(yōu)先級的承載因為被搶占而要被

踢掉是否可行的信息.聯(lián)通規(guī)范要求HSS統(tǒng)一設置為6Page58QoS的簽約

EPS以前

在HLR里簽約Qos

EPS

在HSS和PCRF里簽約QoS

HSS里簽約non-GBR承載的Qos，主要是AMBR/ARP。

PCRF里簽約GBR承載的Qos，也可以修改AMBR。Page59目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page60MME

的選擇

eNodeB

選擇MME

當

eNodeB

選擇一個

MME,

這個選擇要基于負載均衡來考慮.

MME

選擇其它的MME

在?切換流程里,利用DNS解析功能基于TAI來選擇一個MME.

在

Attach/TAU

流程里,利用DNS解析功能基于GUTI來選擇

MME.Page61S-GW

的選擇

S-GW

選擇準則

選擇基于網(wǎng)絡拓撲,

例如所選的Serving

GW

服務于

UE所在的位

置區(qū)域

在Attach/TAU/Handover

流程里,利用DNS解析功能

基于TAI來選擇

S-GW.

如果需要考慮負載均衡,MME會使用由D

NS返回的一個權(quán)重值來

選擇S-GW.Page62P-GW

的選擇

P-GW

選擇準則

使用簽約上下文中默認APN所對應的P-GW.在Attach/PDN

連接建立流程里,利用DNS解析功能基于APN來選擇一

個P-GW.Page63目錄1.

EPC網(wǎng)絡

概述2.

關(guān)鍵知識點2.1

EPC中的標識2.2

PDN連接2.3

EPS承載2.4

EPS

系統(tǒng)的QoS2.5

網(wǎng)元選擇功能2.6

安全3.

信令流程

Page64ASME，）安全功能2G3GEPC鑒權(quán)方式單向鑒權(quán)雙向鑒權(quán)雙向鑒權(quán)安全向量三元組（RandSres，Kc）五元組（Rand,Xres,CK,IK,AUTN全新EPS安全向量(RAND,AUTN,

XRES,

K

)。實現(xiàn)UMTS鑒權(quán)向量與EPS鑒權(quán)向量的隔離。是否完整性保護否是是是否兼容SIM－兼容不兼容（可以進行緊急呼叫）層次化安全

架構(gòu)否否對NAS層和AS層分別進行保

護,同時對NAS層密鑰和AS層密鑰也進行分級管理.NAS層與

AS層也分別進行算法協(xié)商.

Page65NASPDCPPDCPNASUEMMEeNodeBNASCiphering/integrityRRC

Ciphering/integrityUP

CipheringRRCRRCEPS安全架構(gòu)

Page66鑒權(quán)參數(shù)

EPS

鑒權(quán)四元組

RAND:

Random

Challenge，隨機數(shù)

AUTN:

Authentication

Token

，鑒權(quán)令牌

XRES:

Expected

Response

，期望的響應

Kasme:

Ciphering

key

，密鑰KASME:

用于接入安全管理實體的密鑰

Page67USIM

/

AuCKUE

/

HSSKASMEKNASintKNASencCK,

IKUE

/

MMEUE

/

eNBKUPencKeNB

/

NHKRRCintKRRCencEPS里的密鑰

E-UTRAN里的密鑰層次架構(gòu)K:

根密鑰植于USIM

卡里和

配置在HSS里Page683.

User

authentication

request

(RAND,

AUTN)

4.

User

authentication

response

(RES)鑒權(quán)流程UEMME

HSS1.

Authentication

data

request(IMSI,

SNI,

type)2.

Authentication

data

response(RAND,

AUTN,

XRES,

KASME)

Page691.

AS

security

mode

command2.

AS

security

mode

complete1.

NAS

security

mode

command2.

NAS

security

mode

completeNAS/AS

安全模式流程UEeNodeBMME

Page70目錄1.

EPS

概述

2.

關(guān)鍵知識點

3.

信令&協(xié)議

Page71目錄3.

信令

&

協(xié)議3.2

流程3.2.1

概述3.2.2

E-UTRAN

里的Attach

和Detach

流程

3.2.3

Tracking

Area

Update

(TAU)3.2.4

切換流程3.2.5

承載相關(guān)的流程

Page72用戶狀態(tài)管理

用戶狀態(tài)

EMM:

EPS

Mobility

Management

，EPS移動性管理

EMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTERED

ECM:

EPS

Connection

Management

，EPS連接管理

ECM-IDLEECM-CONNECTED

Page73EMM狀態(tài)Detach,Attach

Reject,TAU

reject,E-UTRAN

interface

switched

off

due

to

Non-3GPP

handover,

All

bearers

deactivatedEMM-DEREGISTERED

EMM-REGISTEREDAttach

acceptDetach,Attach

Reject,TAU

reject,All

bearers

deactivatedEMM-DEREGISTERED

EMM-REGISTEREDAttach

acceptTAU

accept

for

a

UE

selectingE-UTRAN

from

GERAN/UTRAN

Page74EMM

state

in

UEEMM

state

in

MMEECM狀態(tài)RRC

connectionreleasedECM-IDLE

ECM-CONNECTEDRRC

connectionestablishedS1

connectionreleasedECM

state

in

UEECM-IDLEECM-CONNECTEDECM

state

in

MMES1

connectionestablished

Page75無線連接建立網(wǎng)絡附著與默認承載建立RRC與S1連接釋放網(wǎng)絡注銷EMM/ECM狀態(tài)變化EMM狀態(tài)ECM狀態(tài)UEMMES-GW/P-GWDeregisteredIdleRegisteredRegisteredRegisteredDeregisteredConnectedConnectedIdleIdlePage76無線連接建立與IMSI附

著PDP

上下文激活PDP

上下文去激活PSP上下文去激活以及IMSI注銷PMM/SM狀態(tài)變化PMM狀態(tài)SM狀態(tài)UESGSNGGSNDetachedInactiveConnectedConnectedConnectedDetachedInactiveActiveInactiveInactivePage77EPS

bearercontextMM

contextEPS

bearercontextMM

contextEPS

bearerSubscriptioncontextSubscriptioninformationEPS

bearercontextEPS

bearercontextMM上下文和EPS承載上下文MMEHSSICP/ISPinternetS-GW

P-GWSignalingData

Page78EPC里的主要流程

EPC里的主要流程移動管理信令流程會話管理信令流程AttachDedicated

bearer

activationDetachDedicated

bearer

modificationTAU

(Tracking

Area

Update)Dedicated

bearer

deactivationService

RequestUE

requested

bearer

resourcemodificationS1

ReleaseUE

requested

PDN

connectivityHandover(基于X2接口)UE

requested

PDN

disconnectionHandover(基于S1接口)MME

requested

PDN

disconnectionSecurity

Page79目錄3.

信令

&

協(xié)議3.2

流程3.2.1

概述3.2.2

E-UTRAN

里的Attach

和Detach

流程

3.2.3

Tracking

Area

Update

(TAU)3.2.4

切換流程3.2.5

承載相關(guān)的流程

Page80附著流程

附著流程的功能：

UE注冊到EPS網(wǎng)絡中。網(wǎng)絡附著的過程中會建立一個缺省的EPS承載，該承載提供永久

的IP連接。在MME和UE中將創(chuàng)建該用戶的MM上下文和EPS承載上下文。

在S-GW和P-GW中將創(chuàng)建該用戶的EPS承載上下文。

Page811.

Attach

request5.

Update

location

request6.Cancel

location

/Ack7.

Update

location

Ack附著流程UEeNodeBNew

MME

Old

MMEHSSS-GW

P-GW2.

Identification

req/rsp3.

Identity

req/rsp4.

Security

function8.

Create

session

request11.

Create

session

response9.

Create

session

request10.

Create

session

response

Page8212.

Initial

Context

Setup

Request

/

AttachAccept13.

RRC

Connection

Reconfiguration

/

Complete

14.

Initial

Context

Setup

Response15.

Direct

Transfer16.

Attach

complete附著流程UEeNodeBNew

MME

Old

MMEHSSS-GW

P-GW17.

Modify

Bearer

Request

/

Response

Uplink

and

downlink

data

Page83附著流程-關(guān)鍵信元

Initial

UE

Message

PGW-SGW:

Create

Session

Response

ECGI

PDN

Type、PDN

Address

Attach

Request

PGW

IP/TEID、QoS

EPS

attach

type

:

EPS

attach/combined

EPS/IMSI

attach

SGW-MME:

Create

Session

Response

PDN

Type、PDN

Address

EPS

mobile

identity:

IMSI/old

GUTI

Last

visited

registered

TAIMS

network

capability：EPC

capability

SGW

IP/TEID、QoSPGW

IP/TEID

UpdateLocation

Ack

用戶簽約信息MME->SGW:Create

Session

Request

IMSI、MSISDN、RAT

type

、ULI（TAI/ECGI）

PDN

GW

address

、APN、QoSSGW->PGW

Create

Session

Request

IMSI、MSISDN、RAT

type

、ULI（TAI/ECGI）

Attach

Accept

新GUTI、TAI

LIST

ESM

message

container

：PDN

address

Initial

Context

Setup

Request

E-RAB

to

Be

Setup

List：SGW

IP/TEID

Initial

Context

Setup

Response

E-RAB

to

Be

Setup

List：eNodeB

IP/TEID

APN、QoS

MME-SGW

Modify

Bearer

Request

SGW

IP、TEID

eNodeB

IP/TEID

Page84#15：No

Suitable

Cells附著流程-NAS原因值場

景失

敗

節(jié)

點網(wǎng)

絡

原

因

值NAS原

因值國際漫游無漫游協(xié)議MMEIn

tracking

area有漫游協(xié)議，未開通

LTE國際漫游有漫游協(xié)議，未開通HSSDIAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION(5420)

without

Error

Diagnostic,

or

with

Error

Diagnostic

ofGPRS_DATA_SUBSCRIBED#15：No

Suitable

Cells

In

tracking

area2/3/4G

CS/PS國際漫

游HSSDIAMETER_ERROR_ROAMING_NOT_ALLOWED(5004)#15：No

Suitable

Cells

In

tracking

area有漫游協(xié)議，只開通

CS國際漫游HSSDIAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION

(5420)

with

Error

Diagnostic

of

NO_GPRS_DATA_SUBSCRIBED#7：EPS

services

not

allowed國內(nèi)用戶未簽約4G、但是簽約

了2G/3GHSSDIAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION(5420)

without

Error

Diagnostic,

or

with

Error

Diagnostic

ofGPRS_DATA_SUBSCRIBED#15：No

Suitable

Cells

In

tracking

area未簽約2G/3G/4G

PS簽

約，有CS簽約HSSDIAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION

(5420)

with

Error

Diagnostic

of

NO_GPRS_DATA_SUBSCRIBED#7：EPS

services

not

allowed網(wǎng)絡故障HSS尋址失敗DRADIAMETER_UNABLE_TO_DELIVER

(3002)DIAMETER_REALM_NOT_SERVED

(3003)#15：No

Suitable

Cells

In

tracking

area#15：No

Suitable

CellsHSS消息超時MMEIn

tracking

area

Page85分離流程

分離過程在以下情況下使用：

UE從EPS服務分離。UE斷開與最后一個PDN的連接。

網(wǎng)絡通知UE不能再接入EPS。

UE分離方式：

顯式分離隱式分離

Page866.

Detach

accept7.

Signaling

connection

release2.

Delete

session

request3.

Delete

session

response4.

Delete

session

request5.

Delete

session

response1.Detach

requestUE

觸發(fā)的分離流程UEeNodeBMMES-GW

P-GW

Page87S1連接釋放

釋放S1-AP和

S1-U

連接

S1連接釋放前MMEeNodeBS-GW

P-GW

S1連接釋放后MMEeNodeBS-GW

P-GWPage88S1連接釋放流程UEeNodeBMMES-GW1.S1-AP:

S1

UE

Context

Release

Request2.

Release

Access

BearersRequest/Response3.S1-AP:

S1

UE

Context

Release

Command4.

RRC

connection

release5.S1-AP:

S1

UE

Context

Release

CompleteS1-release1.由eNodeB觸發(fā)，比如發(fā)現(xiàn)UE長時間處于不活動狀態(tài)2.

由

eNodeB

的操作維護系統(tǒng)觸發(fā)3.由

MME

的操作維護系統(tǒng)觸發(fā)Page89業(yè)務請求流程

業(yè)務請求流程

建立

S1-AP連接和S1-U

承載

觸發(fā)原因:

UE

觸發(fā)

(響應尋呼+業(yè)務請求)

網(wǎng)絡觸發(fā)

(尋呼

+

業(yè)務請求)Page90S-GW

P-GW業(yè)務請求流程

UE觸發(fā)的業(yè)務請求流程UEeNodeBMME

HSS1.NAS:

Service

Request2.

Authentication

/

Security3.S1-AP:

Initial

Context

Setup

Request4.

Radio

bearer

establishment5.Uplink

data6.S1-AP:

Initial

Context

Setup

Complete7.

Modify

Bearer

Request9.

Downlink

data8.

Modify

Bearer

ResponsePage914.

Service

Request

Procedure業(yè)務請求流程

網(wǎng)絡觸發(fā)的業(yè)務請求流程UEeNodeBMMES-GWP-GW1.

Downlink

data2.

Downlink

data

notificationDownlink

data

notification

ack3.

pagingDownlink

dataPage92目錄3.

信令

&

協(xié)議3.2

流程3.2.1

概述3.2.2

E-UTRAN

里的Attach

和Detach

流程

3.2.3

Tracking

Area

Update

(TAU)3.2.4

切換流程3.2.5

承載相關(guān)的流程

Page93S-GW1MME1TA

list

1TA

list

2S-GW2MME2TA

list

3MME3TA

list

4跟蹤區(qū)更新（TAU）流程Periodic

TAUIntra

MME

TAUInter

MME

TAU

withSGW

changeInter

MME

TAU

withoutSGW

change

Page941.

TAU

request3.

Context

response5.

Context

AckS-GW不變的MME間TAU流程UEeNodeBNew

MME

Old

MMEHSSS-GW

P-GW2.

Context

request4.

Security

function6.

Modify

bearer

request7.

Modify

bearer

request8.

Modify

bearer

response9.

Modify

bearer

response

Page9514.

TAU

accept15.

TAU

complete10.

Update

location

request11.

Cancel

location12.Cancel

location

Ack13.

Update

location

AckS-GW不變的MME間TAU流程UEeNodeBNew

MME

Old

MMEHSSS-GW

P-GW

Page96目錄3.

信令

&

協(xié)議3.2

流程3.2.1

概述3.2.2

E-UTRAN

里的Attach

和Detach

流程

3.2.3

Tracking

Area

Update

(TAU)3.2.4

切換流程3.2.5

承載相關(guān)的流程

Page97切換流程

切換類型

E-UTRAN內(nèi)部切換

(在EPS里的切換)

基于X2接口的切換

(MME

不改變)基于S1接口的切換(MME/Serving

GW

可能重定位)

當

X2接口不可靠提供時才會用到

不同

RAT間的切換

(LTE

2G/3G/CDMA/WiMax/WLAN

…)Page98HandoverExecutionForwarding

dataHandover

Preparation6.

Tracking

Area

Update

ProcedureMME基于X2接口的切換UES-eNodeBT-eNodeBDownlink

and

uplink

dataS-GW

P-GWDownlink

dataUplink

data1.

Path

Switch

RequestHandover

Completion2.

Modify

Bearer

Request/Response3.

End

Marker4.

Path

Switch

Request

Ack5.

Release

ResourcePage99Downlink

data基于S1接口的切換

基于S1接口的切換

當兩個eNodeB之間沒有連接時會用到

基于S1切換的基本步驟:

在源eNodeB

和目標

eNodeB之間創(chuàng)建前轉(zhuǎn)通道

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)創(chuàng)建用戶流量的數(shù)據(jù)通道在新的跟蹤區(qū)的TAU

流程(如果需要)釋放前轉(zhuǎn)通道Page100

基于S1接口的切換

切換前PGWS-SGWS-MMEsignalingData

packetS-ENBUEPage101基于S1接口的切換PGW

創(chuàng)建上行隧道T-SGWS-SGW4.

Create

SessionRequest

/

responseT-MMES-MME3.

ForwardRelocationRequest2.

HandoverRequired5.

HandoverRequest/ACKsignalingT-ENBS-ENBUE1.

Decision

to

triggera

relocation

via

S1Page102

基于S1接口的切換

創(chuàng)建前轉(zhuǎn)隧道T-SGWPGWS-SGW6.

Create

IndirectDataForwarding

TunnelRequest/responseT-MME8.

Create

IndirectDataForwarding

TunnelRequest/responseS-MME7.ForwardRelocationResponsesignaling9.

HandoverT-ENBCommandS-ENBUEPage103Detach

fromold

cell基于S1接口的切換PGW

數(shù)據(jù)傳送10.

Data

forwardingT-SGWS-SGWT-MMES-MMEsignalingUser

data

pathdata

path

forforwardingT-ENB11.HandoverConfirmUES-ENBPage104Perform

TAUProcedure基于S1接口的切換PGW

創(chuàng)建下行隧道T-SGW15.

Modify

BearerRequest/Response14/16.

ModifyBearerRequest/S-SGWResponseT-MMES-MME12.

Handovernotify13.

ForwardRelocationCompleteNotification

/AcknowledgesignalingUser

data

pathT-ENBS-ENBUEPage105目錄3.

信令

&

協(xié)議3.2

流程3.2.1

概述3.2.2

E-UTRAN

里的Attach

和Detach

流程

3.2.3

Tracking

Area

Update

(TAU)3.2.4

切換流程3.2.5

承載相關(guān)的流程

Page109會話管理流程

EPS承載管理流程

Bearer

activation

procedure，承載激活流程

Bearer

modification

procedure

，承載修改流程

Bearer

deactivation

procedure，承載去激活流程

PDN連接管理流程