书籍先容

3GPP系统架构演进(SAE)原理与设计概况

目　录
 
第1章　SAE项目背景及概述　1
1.1　SAE项目背景　1
1.2　3GPP核心网演进路线　2
1.3　国内SAE技术的研究　8
1.4　3GPP LTE/SAE协议结构　9
1.5　小结　10
参考文献　11

第2章　SAE系统需求　12
2.1　概述　12
2.2　基本能力要求　13
2.3　多重接入和无缝移动性　15
2.4　性能需求　19
2.5　安全和私密性　19
2.6　计费需求　20
2.7　小结　20
参考文献　21

第3章　SAE网络架构与特性　22
3.1　SAE体系架构演进过程　22
3.1.1　架构需求　22
3.1.2　3GPP接入的架构演进过程　24
3.1.3　Non-3GPP接入的架构演进过程　33
3.2　基于GTP的体系架构　36
3.2.1　体系架构　36
3.2.2　网元功能　38
3.2.3　接口协议　45
3.3　基于PMIP的体系架构　51
3.3.1　体系架构　51
3.3.2　网元功能　55
3.3.3　接口协议　57
3.4　SAE网络与GPRS网络的比较　62
3.5　小结　64
参考文献　64

第4章　SAE基本概念与特性　66
4.1　移动性和连接管理模型　66
4.1.1　概述　66
4.1.2　移动性状态模型　67
4.1.3　EPS连接模型　68
4.2　跟踪区　69
4.3　永远在线和默认承载　71
4.4　IP特性的使用　73
4.4.1　IP地址分配　73
4.4.2　IP移动性管理的基本特征　79
4.5　MME池区域与S-GW服务区域　82
4.6　节点选择　85
4.6.1　P-GW选择　85
4.6.2　S-GW选择　88
4.6.3　ePDG的选择机制　88
4.6.4　DSMIPv6家乡链路检测功能　89
4.7　多PDN功能　89
4.8　负载均衡　91
4.8.1　概述　91
4.8.2　MME的负载均衡　92
4.8.3　S-GW的负载均衡　93
4.9　SAE中的UE能力处理　93
4.10　SAE中的标识及其使用　95
4.11　UE在ECM-IDLE状态下的可及性管理　101
4.12　UE的短消息可及性管理　102
4.13　Non-3GPP的网络发现及选择　102
4.14　小结　104
参考文献　104

第5章　基于GTP的移动性与位置管理　106
5.1　概述　106
5.2　网络附着　107
5.2.1　网络附着过程　107
5.2.2　默认承载的建立　108
5.2.3　附着请求中的APN　109
5.2.4　初始附着与切换附着　109
5.2.5　静态IP地址与动态IP地址　110
5.2.6　NAS安全性　111
5.3　跟踪区更新　111
5.3.1　跟踪区更新过程的触发　111
5.3.2　跟踪区更新过程　112
5.3.3　负载均衡　113
5.3.4　EPS承载上下文的同步　116
5.3.5　不同场景的跟踪区更新过程　116
5.4　业务请求　117
5.4.1　业务请求过程的触发与实行　117
5.4.2　业务请求与RRC连接建立　118
5.4.3　空闲状态下的用户平面终结点　119
5.4.4　承载的恢复　122
5.4.5　寻呼重传　122
5.4.6　下行数据的寻呼触发及限制　123
5.4.7　用户平面快速建立　123
5.5　S1连接释放　124
5.6　GUTI重分配　125
5.7　网络注销　125
5.7.1　注销过程的触发和类型　125
5.7.2　不同注销过程的特点　126
5.7.3　注销过程中MME与HSS的交互　129
5.8　HSS用户文件管理　129
5.9　多PDN连接　130
5.9.1　默认PDN连接　130
5.9.2　多PDN连接的建立　130
5.9.3　多PDN连接的释放　131
5.10　信令缩减　132
5.10.1　信令缩减的需求　132
5.10.2　方案选择　133
5.10.3　ISR的原理　134
5.10.4　TIN的使用　135
5.10.5　SGSN/MME结合节点　136
5.10.6　M-TMSI与P-TMSI的映射　139
5.10.7　GUTI与RAI/P-TMSI的映射　139
5.10.8　周期性TAU与隐式注销　140
5.10.9　ISR的激活　141
5.10.10　ISR激活时的下行数据传输　142
5.10.11　ISR的去激活　142
5.10.12　ISR激活时的承载删除　143
5.10.13　ISR激活时的网络注销　143
5.10.14　承载状态的同步　145
5.11　E-UTRAN内部切换　146
5.11.1　E-UTRAN内部切换的类型　146
5.11.2　X2接口的必要性　147
5.11.3　S1切换的实行条件　149
5.11.4　MME/S-GW重定位的必要性　149
5.11.5　路径转换　150
5.11.6　CN间切换(数据前转)　152
5.11.7　未被接纳的承载的释放　153
5.12　小结　153
参考文献　154

第6章　基于MIP的移动性与位置管理　156
6.1　基于PMIPv6协议的3GPP接入系统移动性管理　156
6.1.1　S5/S8接口PMIP下的E-UTRAN初始附着　156
6.1.2　位置更新　158
6.1.3　网络去附着　158
6.1.4　多PDN连接　159
6.2　可信任Non-3GPP接入系统移动性管理　161
6.2.1　网络附着　161
6.2.2　网络去附着　169
6.2.3　多PDN连接建立　173
6.3　非信任Non-3GPP接入系统移动性管理　173
6.3.1　概述　173
6.3.2　网络附着　174
6.3.3　网络去附着　176
6.3.4　多PDN连接建立　178
6.4　Non-3GPP接入系统的位置管理　178
6.5　小结　178
参考文献　179

第7章　会话管理　180
7.1　基于GTP的承载管理　180
7.1.1　专用承载激活过程　180
7.1.2　伴随QoS更新的承载修改过程　181
7.1.3　P-GW发起的不伴随QoS更新的承载修改过程　182
7.1.4　承载删除的过程　182
7.1.5　UE请求的承载资源修改过程　184
7.1.6　承载建立时QoS的发起　185
7.1.7　专用承载的保留　185
7.1.8　承载标识的分配　186
7.1.9　承载修改过程的触发　186
7.1.10　QoS的改变对承载修改过程的影响　187
7.1.11　LBI的使用　188
7.1.12　PTI的使用　188
7.2　基于非GTP的承载管理　189
7.2.1　概述　189
7.2.2　承载的建立　189
7.2.3　承载的修改　190
7.2.4　承载的删除　192
7.3　小结　192
参考文献　192

第8章　QoS与PCC　194
8.1　SAE的QoS架构　194
8.1.1　概述　194
8.1.2　EPS承载QoS架构　194
8.1.3　EPS与3GPP UTRAN/GERAN之间QoS映射准则　203
8.2　SAE中PCC架构　204
8.2.1　概述　204
8.2.2　PCC的演进历史　205
8.2.3　EPS PCC架构选择　207
8.2.4　EPS PCC架构中多PCRF路由机制　212
8.3　SAE中的PCC/QoS机制　214
8.4　策略增强演进方向　220
8.5　小结　220
参考文献　221

第9章　SAE系统安全　222
9.1　用户的身份认证及AKA　222
9.2　密钥及生成　224
9.3　信令和用户数据的加密　226
9.4　信令的完整性保护　227
9.5　移动性管理过程中的安全　227
9.6　小结　230
参考文献　230

第10章　EPC与其他系统的互操作　231
10.1　3GPP系统间改变　231
10.1.1　3GPP系统间互操作架构　231
10.1.2　传统UMTS CN与EPC的连接方法选择　232
10.1.3　GGSN与EPC的共存　234
10.1.4　E-UTRAN与GERAN/UTRAN系统间RAU/TAU　235
10.1.5　空闲状态UTRAN/GERAN与E-UTRAN系统间改变　236
10.1.6　连接状态E-UTRAN与GERAN/UTRAN系统间改变　237
10.1.7　EPS承载与PDP上下文的映射　239
10.1.8　数据前转　240
10.1.9　MME与UMTS HSS间接口　243
10.2　基于PMIP的系统间切换　243
10.2.1　3GPP接入与Non-3GPP IP接入系统之间的普通切换　243
10.2.2　E-UTRAN接入系统与cdma2000之间的优化切换　253
10.2.3　3GPP接入系统与移动WiMAX系统之间的优化切换　259
10.2.4　Non-3GPP IP接入系统之间的切换特性　260
10.3　GTP网络与PMIP网络之间漫游的解决方案　265
10.3.1　直接对等解决方案　265
10.3.2　代理交互解决方案　266
10.4　与电路域的互操作　267
10.4.1　需求概述　267
10.4.2　CS over PS　269
10.4.3　CS FallBack　274
10.4.4　SR-VCC　281
10.5　小结　287
参考文献　287

第11章　SAE对IMS的影响　289
11.1　概述　289
11.2　IMS的本地路由疏导　290
11.2.1　本地路由疏导的场景　291
11.2.2　本地路由疏导的方案选择　293
11.3　IMS的媒体面路由优化　293
11.4　IMS本地路由疏导和媒体面路由优化的比较　299
11.5　小结　299
参考文献　300

第12章　SAE中的GTP　301
12.1　概述　301
12.2　GTP消息定义　301
12.2.1　GTP消息粒度　301
12.2.2　GTP消息定义规则　303
12.2.3　GTP消息头的增强　304
12.2.4　GTP的信元定义　305
12.2.5　消息的附带发送(Piggyback)　308
12.3　GTP隧道及可靠传输　309
12.3.1　GTP隧道　309
12.3.2　非可靠传输及序列号应答　311
12.3.3　消息嵌套的隐喻　313
12.4　异常处理　314
12.4.1　异常处理概述　314
12.4.2　部分节点失败处理　315
12.4.3　条件性可选参数　315
12.4.4　路径失败　316
12.5　GTP-U　316
12.5.1　用户平面特性概述　316
12.5.2　数据转发结束标识　317
12.5.3　序列号　318
12.5.4　错误指示消息　318
12.6　GTP端口及兼容性　318
12.7　小结　318
参考文献　319

第13章　移动核心网新技术　320
13.1　概述　320
13.2　家庭基站　320
13.2.1　家庭基站的使用场景　321
13.2.2　家庭基站的业务需求　323
13.2.3　家庭基站的基本架构　327
13.3　MBMS　330
13.3.1　UMTS中的MBMS　330
13.3.2　EPS中的MBMS　331
13.4　R9中的其他新技术　333
13.4.1　通过GPRS和EPS支撑IMS紧急呼叫　333
13.4.2　LTE和EPS支撑LCS　334
13.4.3　增强的接入网发现和选择功能　335
13.4.4　基于PMIP接口的多PDN连接到同一个APN　335
13.5　R10中的新技术　336
13.5.1　机器类型通信的网络改进　336
13.5.2　在人口密集地区的注册　337
13.5.3　增强的家庭基站　337
13.5.4　基于GTP的S8链接　338
13.5.5　多接入PDN连接　338
13.6　小结　339
参考文献　339

第14章　信令流程举例　340
14.1　E-UTRAN附着——基于GTP　340
14.2　E-UTRAN附着——基于PMIP　347
14.3　伴随S-GW改变的TA更新过程　349
14.4　基于PMIP的TA更新过程　353
14.5　网络发起的业务请求过程　354
14.6　基于S1接口的E-UTRAN内切换　356
14.7　基于S1接口的E-UTRAN内切换拒绝　360
14.8　E-UTRAN到UTRAN Iu模式的RAT间切换　361
14.9　GERAN A/Gb模式到E-UTRAN的RAT间切换　365
14.10　I-RAT切换取消　370
14.11　S2a接口基于PMIPv6协议的初始附着流程　371
14.12　3GPP E-UTRAN到cdma2000 HRPD接入网络激活模式下的优化切换　373
14.12.1　预注册阶段　374
14.12.2　实际切换阶段　375
14.13　小结　378

参考文献　378
缩略语　379