TD-LTE关键技术之EPC基础原理
TD LTE原理及关键技术
优化方法：优化网络架构、传输技术、网络负载等
抖动：TD LTE的抖动性能主要取决于网络负载和传输技术
频谱效率：TD LTE的频谱效率较高能够有效利用频谱资源
能源效率：TD LTE的能源效率较高能够降低能耗减少碳排放
网络覆盖：TD LTE的网络覆盖范围较广能够提供更好的网络服务
调制方式：OFDM、SC-FDM、MIMO等
编码方式：Turbo码、LDPC码等
多址接入方式：OFDM、SC-FDM等
网络拓扑结构：星型、环型、网状等
EUTRN是TD LTE网络的核心部分负责无线接入和移动性管理
EUTRN由eNodeB（基站）和UE（用户设备）组成
eNodeB负责无线资源的分配和管理UE负责无线接入和移动性管理
添加项标题
5G技术的未来：将成为未来通信技术的主流推动各行各业的数字化转型和智能化升级
添加项标题
6G应用场景：智能城市、自动驾驶、远程医疗等
6G技术：下一代移动通信技术预计在2030年左右商用
潜在技术：太赫兹通信、人工智能、量子通信等
6G挑战：频谱资源、能耗、网络安全等
汇报人：
测试方法：可以通过模拟测试、实际测试等方式来评估TD LTE的峰值速率和平均吞吐量
TD LTE覆盖范围：TD LTE的覆盖范围取决于基站的密度和功率以及无线环境的影响。
小区边缘速率：TD LTE的小区边缘速率是指在小区边缘的用户能够达到的最大速率它受到无线环境的影响以及基站的调度策略和功率控制等因素的影响。
物联网：支持低功耗、低速率的物联网设备如智能家居和智能农业
公共安全：支持公共安全通信如应急响应和灾难救援
工业自动化：支持工业自动化和控制如智能制造和智能物流
epc原理
epc原理EPC原理。
EPC（Electronic Product Code）是一种用于物联网和供应链管理的标识系统，它使用RFID（Radio Frequency Identification）技术来对产品进行唯一标识。
EPC原理是指EPC系统的工作原理和核心概念，下面将对EPC原理进行详细介绍。
首先，EPC系统由EPC编码、EPC标签和EPC读写器组成。
EPC编码是一种用于唯一标识产品的编码体系，它由EPC头部和EPC产品序列号组成。
EPC头部用于标识EPC编码的版本和类型，而EPC产品序列号则用于唯一标识具体的产品。
EPC标签是将EPC编码存储在RFID芯片中的标签，它可以被附着在产品上。
EPC 读写器是用于读取和写入EPC标签中的信息的设备，它可以通过RFID技术与EPC标签进行通信。
其次，EPC系统通过EPC编码和EPC标签实现对产品的唯一标识。
当产品被附着上EPC标签后，EPC编码中的唯一产品序列号就成为了该产品的唯一标识。
通过EPC读写器，可以对EPC标签进行读取和写入操作，从而实现对产品信息的获取和更新。
这样，无论是在生产、物流还是零售环节，都可以通过EPC系统对产品进行跟踪和管理。
此外，EPC系统还支持对产品信息的实时获取和追溯。
通过EPC读写器，可以实时获取EPC标签中的产品信息，包括生产日期、批次信息、物流信息等。
这样，可以及时了解产品的状态和位置，提高供应链的可见性和透明度。
同时，EPC系统还支持对产品的追溯，当产品出现质量问题时，可以通过EPC系统快速定位和召回受影响的产品，保障消费者的权益。
总的来说，EPC原理是通过EPC编码、EPC标签和EPC读写器实现对产品的唯一标识和信息管理，从而提高供应链的效率和可视性。
EPC系统的应用可以帮助企业实现对产品的精准管理和追溯，提升整体运营效率和客户满意度。
随着物联网技术的不断发展，EPC系统将在更多领域得到应用，为各行业带来更多的商机和机遇。
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
802.16 e
2.5G
2.75G
3G
3.5G
多种标准共存、汇聚集中
多个频段共存 移动网络宽带化、IP化趋势
EV-DO Rev. B
3.75G
802.16 m
3.9G
4G
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
LTE的目标
更好的覆盖
峰值速率 DL:
100Mbps UL: 50Mbps
更高的频 谱效率
M7 reporting IODT Complete
M8 Tests defined
reporting
M9 IOT Complete
Friendly Customer Trials
Current projections for FCT
M10 Tests defined
M11 Setup
M12a Radio
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
TD-LTE 基本原理、网络架构及关键技术
课程内容
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
TD-LTE概述 TD-LTE网络架构 TD-LTE协议栈 TD-LTE关键技术 TD-LTE与LTE FDD的区别
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
TD-LTE概述
TD-LTE基本原理、网络架构及关键技术
NGMN工作组介绍
对技术进行早期验证 向LSTI提测试需求
从运营的角度，提出各 种需求并与制造商讨论 可行性
驱动标准
Trial
（试验）
Spectrum
( 频谱）
TWG
(技术 组）
NGMN
Ecosystem
（生态系统）
IPR
TD LTE基本原理
天元(tiān yuán)学院培训部-Lu Yanping
共五十六页
目录(mùlù)
1 LTE背景介绍 2 LTE网络结构 3 LTE关键技术 4 LTE空口技术 5 LTE系统消息及测量
共五十六页
LTE背景(bèijǐng)介绍
什么是LTE？
• 长期演进LTE (Long Term Evolution)是3GPP主导的无线通信技 术的演进；
空白保护间隔
为了避免这种状况，就设计了保护间隔出来，在每个信号之前增加一个间隔，只要时延小 于间隔就不会互相影响，加入了保护间隔后，虽然第 2 径第一个信号延迟了，但是刚好
落入第 1 径的第二个符号的保护间隔内，在解调时会随着 CP 一起抛弃，
不会干扰到第二个符号，这样做可以消除ISI；
但是第 2 径的第二个符号的保护间隔落入了第 1 径的第二个符号内，引起符号
分发寻呼信息(xìnxī)给eNB
安全控制
空闲状态的移动性管理 SAE 承载控制 非接入层（NSA）信令的加密及完整性保
护
S-GW 功能: 终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包 支持由于UE移动性产生的用户面切换
共五十六页
LTE无线接口(jiē kǒu)-用户面/控制面
(chuán sònɡ) (chuán sònɡ) 在无线通信系统中，负责传送
共五十六页
LTE的多址方式(fāngshì)-上行
SC-FDMA
和OFDMA相同，将传输(chuán shū)带宽划分成一系列正交的子载波资源，将不同的子载波资源分配给不同
的用户实现多址。注意不同的是：任一终端使用的子载波必须连续。
在任一调度周期中，一个用户分 得的子载波必须是连续的
TD-LTE原理及关键技术
结
3. LTE有哪些具体的需求/要求？为满足这些需求， 要求LTE引入哪些核心技术？ 4. LTE的网络架构是怎样的？占用的频段是哪些？
14
TD-LTE原理及关键技术
1. 2. 3. TD-LTE概述 TD-LTE核心技术 帧结构和物理信道映射
，
4.
5.
TD-LTE物理层过程
后续演进
15
2. TD-LTE核心技术
幅度 幅度
Tcp
一个OFDM符号
幅度
保护间隔
时间
保护间隔
FFT积分周期 一个OFDM符号
时间
FFT积分周期 OFDM符号
CP使一个符号周期内因多径产生的波形 为完整的正弦波，因此不同子载波对应的时 域信号及其多径积分总为0 ，消除载波间干 扰(ICI)
23
时间
2. TD-LTE核心技术
2.1 频分多址技术之OFDMA/SC-FDMA
2G
TDMA CDMA WCDMA HSPA
3G
3.9G
OFDM LTE FDD 峰值速率 (20MHz)： 50M/150Mbps (注：假设上行 最高16QAM） LTE TDD 峰值速率 (20MHz)： 10M/110Mbps (注：3:1配比下， 且假设上行最高 16QAM）
4G
GPRS/EDG E
9
与 3GPP 无 线接入技术 的共存和互 操作 系统架构和 演进
无线资源管 理 复杂度
TD-LTE原理及关键技术
1 TD-LTE概述
TD-LTE核心技术
MME/SAE Gateway MME/SAE Gateway
MIMO 技术
X2
S1
eNB
LTE EPC核心网系统架构
系统高可靠性
Page11
课程内容
第一章 第二章
EPC系统概述 EPC硬件体系结构
第三章
第四章
EPC软件体系结构
EPC典型配置和组网方式
Page12
本章内容
第一节 ATCA硬件平台 第二节 EPC01-2000平台硬件 第三节 通用服务器硬件
Page13
ATCA机架外观
46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01
通用处理板
标号
1 2 3 固定螺丝 屏蔽簧片 扳手
描述
4
5 6
热插拔指示灯
COM串口 USB接口
7
8 9 10 11 12
Page27
重启按钮
HD（hard disk）指示灯 HDD ATN（Attention）指示灯 IS（In Service）指示灯 OOS（out of service）指示灯
Page17
业务处理机框C-4100后面板
Page18
业务处理机框的硬件构成
EPC业务机框 通用处理板 机框管理板
IP数据交换
交换板
IP数据交换
GE模块
机框告警板
IP传输接口
Page19
业务处理机框PEM电源模块
C4100机框有4个智能PEM(Power Entry Modules)。被安装在背板尾部的 下方。4个PEM（电源模块）冗余供电，即A1和B1互为冗余，给机框奇数 槽位供电，A2和B2互为冗余给偶数槽位供电。没有冗余电源时，需要两 个电源，即需要A1、A2或B1、B2任意一组。最小的操作电压为-40V DC， 电源供电能力4000W ; 每个PEM都配备有继电开关或保险丝，机框能够为每个槽位提供215W功 率；其中，前板为后插板提供25W功率 。
TD—LTE核心网EPC组网模式探讨
TD—LTE核心网EPC组网模式探讨【摘要】本文通过对LTE/EPC核心网网络结构分析、与3G核心网的对比，提出中国移动EPC核心网演进组网思路，并对不同时期的建网策略进行了探讨，为后续TD-LTE核心网融合组网提出演进建议。
【关键词】TD-LTE;EPC;核心网;扁平化1.引言LTE中核心网演进方向为EPC（Evolved Packet Core），包含MME和S-GW2两个网元，无线接入网UTRAN演进方向为EUTRAN。
EPC和EUTRAN合称EPS[1]。
目前工业和信息化部已经向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照，中国移动获得TD-LTE牌照，中国移动LTE网络也从LTE 网络实验网建设转为正式大规模商用网络建设的。
LTE的核心网向EPC的演进显得至关重要，本文重点探讨中国移动核心网由2G/3G核心网向EPC核心网演进的组网模式及部署策略。
2.LTE/EPC网络结构2.1 3G核心网与LTE/EPC组网区别图2.1-1 3G核心网与LTE/EPC组网原理简图E-UTRAN与UTRAN相比，去掉了RNC，而只是由若干个eNodeB组成。
LTE核心网中采用了扁平化架构，eNode B本身就具有独立的资源管理功能，各个eNode B之间通过直接的互联实现相互的协调与合作。
能有效地提高系统效率。
与传统3G网络核心网比较，LTE的网络是全IP承载，网络结构更加简单扁平，组网成本更低，组网灵活性提高，并能大大减少用户数据和控制信令的时延。
可实现LTE网络提出的更高的接入带宽，更快的接入速度，无缝移动性以及更低成本的各项要求。
2.2 LTE/EPC组网及网元功能EPC网元从功能角度可以分为控制面网元、用户面网元、用户数据管理网元、策略和计费控制网元等。
图2.2-1 3GPP EPC组网图（1）控制面网元为MME（Mobility Manage-ment Entity，移动性管理设备），主要用于用户接入控制和移动性管理。
LTEEPC解决方案
LTEEPC解决方案一、概述LTEEPC（Long-Term Evolution Evolved Packet Core）解决方案是一种基于LTE（Long-Term Evolution）技术的网络架构解决方案，用于支持高速挪移通信和数据传输。
该解决方案提供了一个完整的挪移网络核心，包括挪移接入网、传输网和核心网等组成部份，为挪移运营商提供了高效、稳定和安全的挪移通信服务。
二、挪移接入网1. 基站子系统（BSS）：BSS是LTEEPC解决方案的重要组成部份，包括基站控制器（BSC）和基站（BS）。
BSC负责控制和管理多个基站，而基站负责无线信号的传输和接收。
2. 用户设备（UE）：UE是挪移用户使用的终端设备，例如智能手机、平板电脑等。
UE通过与基站之间的无线连接，实现与挪移网络的通信。
三、传输网1. 无线传输：LTEEPC解决方案使用无线传输技术，例如LTE无线技术，提供高速、稳定的无线数据传输。
通过LTE技术，用户可以在挪移网络覆盖范围内享受高速的互联网访问和数据传输服务。
2. 光纤传输：LTEEPC解决方案还支持光纤传输技术，用于连接不同的基站和核心网节点，提供高带宽和低延迟的数据传输。
四、核心网1. 挪移管理实体（MME）：MME是LTEEPC解决方案中的关键组件，负责管理和控制挪移用户的接入和漫游。
MME处理用户的鉴权、位置管理和安全控制等功能，确保用户接入挪移网络的安全性和可靠性。
2. 会话管理实体（S-GW）：S-GW负责挪移用户数据的传输和路由，将用户数据从基站传输到核心网的其他节点，同时也负责从核心网传输用户数据到基站。
S-GW还负责用户数据的加密和解密，保障用户数据的安全性。
3. 包数据网络网关（P-GW）：P-GW是LTEEPC解决方案中的关键组件，负责连接挪移网络和互联网。
P-GW处理用户数据的路由和转发，将用户数据从核心网传输到互联网，同时也负责从互联网传输用户数据到核心网。
TD-LTE技术原理和基础概念
内容：• 技术背景和技术需求• 关键技术原理和概念• 系统设计–帧结构–资源分配与调度–参考信号与信道估计– MIMO模式自适应–物理过程
小结： LTE采用了OFDMA、MIMO等先进无线通信技术，但这并不是它的核心创新所在。
LTE的核心创新，是设计了一个空前灵活的宽带移动通信系统。
依靠各种软件自适应操作，系统可以自由地使用时、频、码、空、用户、小区多维度资源池，最大化发挥无线信道的潜力。
这契合了设备硬件和软件的各自升级、各自演进的“软件无线电”的潮流。
目前产业界已经实现了满足LTE基本功能实现的硬件平台和标准协议，但对软件算法的持续优化，对系统潜力的不断发掘，将是一个长期的过程。
3G系统像个傻瓜相机，LTE系统更像个专业手调相机。
现在我们虽然已经能用它拍出照片，但远还没有掌握使用这台相机的各种“高深技巧”。
随着在实践中不断摸索，相信我们将用它拍出越来越美的景色。
谢谢谢谢。
LTEEPC解决方案
LTEEPC解决方案引言概述：LTE（Long Term Evolution）是一种高速无线通信技术，为了实现LTE网络的连接和管理，需要使用LTE Evolved Packet Core（EPC）解决方案。
本文将介绍LTE EPC解决方案的五个主要部份，包括核心网、无线接入网、传输网、业务支持系统和管理系统。
一、核心网1.1 MME（Mobility Management Entity）：负责用户的鉴权和位置管理，确保用户在挪移过程中的顺畅切换。
1.2 SGW（Serving Gateway）：负责用户数据的转发和路由选择，确保数据传输的高效性和可靠性。
1.3 PGW（Packet Data Network Gateway）：负责用户数据与外部网络之间的接入，实现数据的转发和策略控制。
二、无线接入网2.1 eNodeB（Evolved Node B）：负责与用户设备的无线通信，包括接入控制和用户数据的传输。
2.2 HSS（Home Subscriber Server）：存储用户的认证和配置信息，提供用户的身份识别和访问控制。
2.3 PCRF（Policy and Charging Rules Function）：根据网络策略，为用户提供不同的服务质量和收费策略。
三、传输网3.1 S1接口：连接eNodeB和MME，负责控制平面和用户平面的传输。
3.2 S5/S8接口：连接SGW和PGW，负责用户数据的传输和策略控制。
3.3 S11接口：连接MME和SGW，负责用户的位置管理和切换控制。
四、业务支持系统4.1 OCS（Online Charging System）：实时计费和收费策略控制，为用户提供不同的付费方式和套餐选择。
4.2 PCRF（Policy and Charging Rules Function）：根据网络策略，为用户提供不同的服务质量和收费策略。
4.3 AAA（Authentication, Authorization, and Accounting）：负责用户的身份认证、访问控制和计费管理。
TD-LTE基本原理与关键技术
信令流
数据流
目录
TD-LTE导入TD-LTE系统架构介绍TD-LTE基本原理介绍TD-LTE关键技术介绍
TD-LTE基本原理介绍TD-LTE物理资源分配TD-LTE物理信道与信号TD-LTE物理层过程
子目录
LTE使用天线端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的，即如果接收机需要区分资源在空间上的差别，就需要定义多个天线端口。目前LTE下行定义了六类天线端口：小区专用参考信号天线端口：0；0,1；0,1,2,3MBSFN参考信号天线端口：4PDSCH终端专用参考信号天线端口：5；7；8；7,8,9,10,11,12,13,14ePDCCH解调用参考信号天线端口：107,108,109,110定位用参考信号天线端口：6CSI参考信号天线端口：15；15,16；15,16,17,18；15,16,17,18,19,20,21,22天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系
S10x
S10x
3GPPCS Core
Mobility based on MIP
Handover Optimization
扁平化, 多接入, 控制与承载分离，全IP
MME
Serving GW
PDN GW
NAS信令处理NAS信令的安全保护3GPP内不同节点之间的移动性管理空闲移动终端的跟踪和可达TA List管理PDN GW和Serving GW选择MME和SGSN的选择合法监听漫游控制安全认证承载管理
UP: 用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的PDU CP： S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间，传输网络层是利用IP传输，这点类似于用户平面；为了可靠的传输信令消息，在IP曾之上添加了SCTP；应用层的信令协议为S1-AP
TD—LTE核心网EPC引入关键技术分析
TD—LTE核心网EPC引入关键技术分析【摘要】EPC核心网采用控制与承载相分离的架构，其组网模式与现有分组域相比将发生变化。
笔者在论述EPC核心网的架构基础上，对TD-LTE技术EPC引入关键技术予以介绍和总结，且提出方案建议，可供参考借鉴。
【关键词】EPC核心网；架构；2G/3G；互操作；关键技术随着3G技术的发展，如何进一步提升无线网络带频，支持更高速率的数据业务，成为了业界关注的焦点。
2004年12月，3GPP在希腊雅典会议制定了长期演进计划（Long Term Evolution，LTE），由LTE所带来的全新网络架构也成为业界研究的重点。
不同于2G/3G网络，LTE之上没有传统的电路域核心网，原有的分组域（PS）网络演进成全新的EPC。
作为LTE之上唯一的核心网络，EPC的重要性是毋庸置疑的。
随着LTE技术在移动无线网络中的引入，2G/3G 分组域将向EPC架构演进，为此，本文重点探讨中国移动核心网（2G/3G分组域）向EPC演进的思路及其关键技术。
1 EPC技术EPC核心网主要由移动性管理设备（MME）、服务网关（S-GW）、分组数据网关（P-GW）及存储用户签约信息的HSS和策略控制单元（PCRF）等组成。
其中MME负责移动性管理、信令处理等功能，S-GW负责媒体流处理及转发等功能，P-GW则仍承担GGSN的职能。
HSS的职能与HLR类似，但功能有所增强，新增的PCRF主要负责计费、QoS等策略。
EPC架构中各功能实体间的接口协议均采用基于IP的协议。
2 中国移动EPC试验网情况工信部于2010年12月批复同意TD-LTE规模试验总体方案之后，中国移动已开始在上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门六城市建设TD-LTE规模技术试验网。
在第一阶段测试中，为迅速部署试验网络，尽量减少对现网影响，EPC网络采用独立组网方式，该阶段重点验证MME、S-GW/P-GW、HSS等主设备基本功能。
《LTE,EPC原理》课件
主要负责LTE核心网接入控制和连接管
理等任务。同时也是EPC架构中的最
高等级的性能管理机构。
5
PCRF节点
策略与替代功能，也就是根据业务流 场景，对移动用户进行资费策略控制。
总结
LTE和EPC结合
未来发展趋势
LTE和EPC相结合，构成了一 套完整的通信网络体系。同时， LTE-EPC的发展也将会推动整 个行业的进步。
多址技术
在频域上，LTE使用OFDMA技术进行多码元（用 户）复用。在时间和频率上，LTE使用CDMA技 术进行多用户接入。
EPC概述
1 EPC架构
EPC拥有MME、SGW、PGW、PCRF和HSS等多种节点。MME节点是EPC的控制层中 枢，负责信令控制和切换。
2 EPC功能
EPC的主要功能是进行移动业务和数据业务的管理，并为其提供全面、安全、高效的服 务。
包括QPSK、16QAM和64QAM几种调制方式。 它们在同等带宽内，速度、频谱利用效率都 不同，可以按业务分类使用。
物理层底层架构
两种捆绑方式，及16个调制方式的360根逻 辑信道。同时，LTE物理层还支持多天线技 术，如MU-MIMO。
LTE协议层
1
Hale Waihona Puke 协议层架构LTE协议层包含AS和NAS两层，各自包含标准化的消息。AS与实现无关，即标准化消 息与具体实现相分离，扩展性强。
LTE将成为通用点到点技术， 目前许多应用已经在考虑将 LTE加入到他们的业务中。未 来，LTE将与物联网技术相结 合。
小结
LTE和EPC的应用范围非常广 泛，这种技术也逐渐在人们的 生活中得到应用。未来，随着 技术的发展，LTE和EPC技术 的应用会越来越广泛。
TDLTE网络原理及关键技术探素
Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity 5 ms 5 ms 5 ms 10 ms 10 ms 10 ms 5 ms
Subframe number 0 D D D D D D D 1 S S S S S S S 2 U U U U U U U 3 U U D U U D U 4 U D D U D D U 5 D D D D D D D 6 S S S D D D S 7 U U U D D D U 8 U U D D D D U 9 U D D D D D D
HSS
S6a
MME
S4 S11 S10 LTE-Uu
UE
PCRF
S7 Rx+
E-UTRAN
S1-U
Serving Gateway
S5
PDN Gateway
SGi Operator's IP Services
(e.g. IMS, PSS etc.)
网络结构扁平化 E-UTRAN只有一种 网元—E-Node B
1个时隙 Tslot=15360TS 30720TS
子帧 #0
…
子帧 #4
子帧 #5
…
子帧 #9
1个子帧
1个子帧
DwPTS
GP
UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
每个10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特 殊子帧组成 特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总长度为1ms 支持5ms和10ms上下行切换点 子帧0、5和DwPTS总是用于下行发送
TD-LTE关键技术
LTE新技术-EPC网络架构及关键技术-推荐
CDMA2000 Evolution
CDMA 1X 153kbps
1xEV-DO Rev. 0 DL: 2.4Mbps UL:153.6kbps
WiMAX Evolution
HSDPA Phase I 1.8M/3.6Mbps
HSDPA Phase II
7.2/14.4Mbps
HSUPA
2M/5.76Mbps
16
Home Subscriber Server (HSS)
MME
HSS
PCRF CG
S6a
Gxc
Gx
S1-
X2
MME
S11
Gy/Gz
eNB
▪ HSS的功能：
eNB
eUTRAN
S5/S8
Serving
PDN
SGi
S1-U
Gate way
Gate way
IP网络
▪ 用户数据管理：数据存储，包括用户信息（ IMSI、MSISDN、IMEI/IMEISV 、LTE 用户接入标识、UE-AMBR等），ODB信息，EPS APN签约信息，漫游相关信息， 用户计费相关信息，鉴权信息
EPS概念
EPS （Evolved packed
system）
LTE (Long term evolution)
SAE (System architecture
Evolutoin)
E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial
Radio Access Network)
EPC (Evolved packed core)
– 由于LTE架构是完全建立在分组域之上的，LTE的系统也被成为EPS（Evolved Packet Sytem）；
EPC基础原理
S1-MME S1-U S11 S3 S4 S6a
接口协议
S1AP GTPv1 GTPv2 GTPv2 GTPv2 Diameter
协议号
36.413 29.060 29.274 29.274 29.274 29.272
相关网元
eNodeB - MME eNodeB – S-GW MME – S-GW MME – SGSN S-GW – SGSN MME - HSS
HSS SWx S6a Gxc Gx SGi 3GPP Access Serving Gateway S5 PDN Gateway Operator's IP Services (e.g. IMS, PSS, etc.) PCRF Rx
S6b Gxb SWm ePDG HPLMN Non-3GPP Networks SWn Gxa Trusted Non3GPP IP Access S2c S2c Untrusted Non -3GPP IP Access 3GPP AAA Server
对新网络的需求
3GPP EPS的关键特征
• EPS能够接入不同的接入系统，为用户提供多接入的环境 • EPS能够支持同一接入系统内、不同接入系统之间的移动性 • EPS能够支持3GPP以外基于IP的宽带接入网络 • EPS提供更强的性能，包括低延时、低建链时间、高通信质量等 • EPS能够支持用户在EPS之间以及EPS与现有网络之间的双向漫游 • EPS能够支持3GPP R7及更早PS网络的业务，并支持和3GPP R7及更早PS网 络的互通；EPC需要能够和3GPP R7及更早CS网络业务的互通 • EPS支持3GPP接入之间的业务连续，以及3GPP与non-3GPP接入系统之间的 业务连续 • EPS能够支持固定接入系统互通，提供固定接入系统的业务连续性 • EPS支持运营商提供的各种业务，包括语音、视频、消息、文件交换等
4G移动通信与技术-EPC网络原理概述
IMSI MSISDN GUTI=GUMMEI+M-TMSI
=MCC+MNC+MMEI+M-TMSI
位置信息存储
HSS
MME IP address
MME1
MME2
Tracking Area list Tracking Area ID E-UTRAN Cell Global Identity
EPC中的标识
n 永久用户标识
IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
MCC (Mobile Country Code) MNC (Mobile Network Code) MSIN (Mobile Subscriber Identity)
Page35
1.1 PDN 连接服务 1.2 IP 地址和分配 1.3 EPS 承载 1.4 移动性原理 1.5 EPC中的标识
Page26
IP 地址和分配
n IP地址分配时机
n 在附着(attach)流程期间分配（HSS签约静态分配或PGW动态分配） n 在附着成功后由DHCP来分配 n 在认证期间由AAA服务器分配
PDN
internet Internet
IMS
Number of PDN Connection 1
2
Page23
PDN 连接
n UE 可以同时有多个PDN连接.
PDN # 1 internet
PDN # 2 IMS
PDN GW
PDN GW
Evolved Packet Core
PDN # 3 Corporate Network
基于每用户的包过滤
基于业务流的上下行速率执行
LTEEPC解决方案
LTEEPC解决方案LTEEPC（Long-Term Evolution Evolved Packet Core）是LTE（Long-Term Evolution）网络的核心部分，它提供了移动网络的核心功能，包括用户认证、移动数据传输、移动设备管理等。
本文将详细介绍LTEEPC解决方案的标准格式。
一、概述LTEEPC解决方案是一种基于LTE技术的移动通信解决方案，它通过使用EPC（Evolved Packet Core）网络来提供高速、稳定的移动数据传输服务。
该解决方案适用于各种移动通信运营商和企业，可以满足不同规模和需求的移动通信网络建设。
二、LTEEPC解决方案的组成1. MME（Mobility Management Entity）MME是LTEEPC解决方案的核心组件之一，它负责处理移动设备的认证、鉴权和位置管理等功能。
MME还负责与HSS（Home Subscriber Server）进行通信，获取移动设备的用户信息，并向SGW（Serving Gateway）发送相应的指令。
2. SGW（Serving Gateway）SGW是LTEEPC解决方案的另一个核心组件，它负责处理移动数据的传输和路由。
SGW接收从MME发送的指令，并将移动设备的数据传输到PGW（Packet Data Network Gateway）或其他网络节点。
同时，SGW还负责处理移动设备的位置更新和转接功能。
3. PGW（Packet Data Network Gateway）PGW是LTEEPC解决方案的关键组件之一，它负责连接LTE网络与外部IP网络（如互联网）之间的数据传输。
PGW负责分配IP地址、执行数据包过滤和负载均衡等功能，同时还提供了移动设备的流量控制和计费功能。
4. HSS（Home Subscriber Server）HSS是LTEEPC解决方案中存储用户信息的数据库，它包含了移动设备的用户身份、认证密钥和服务配置等信息。
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PS网络的演进
R6 and its earlier versions R7 non-direct tunnel NodeB RNC SGSN GGSN
SGSN R7 Direct Tunnel Solution
SAE网络原理
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参考资料
3GPP TS23401 R8
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LTE -UuX2来自S1-US1-MME eNodeB S1-U
S5
SGi P-GW
Operator's IP Service
S-GW
UE
LTE
SAE
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控制面协议栈
NAS RRC PDCP RLC MAC L1
UE
NAS RRC PDCP RLC MAC L1
LTE-Uu
S1-AP SCTP IP L2 L1
S1-AP SCTP IP L2 L1
S1-MME MME
eNodeB
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SAE网络架构
S-GW和P-GW分设
UTRAN NodeB GERAN BTS RNC
SGSN S12 S3 S6a HSS BSC/PCU MME S1-MME eNodeB S1-U S-GW S11 S4 Gx Rx Operator's IP Services
LTE/SAE: R8
1.分组域主要支撑非实时业务； 2. 语音业务依赖电路域； 3. 网络设备较多，影响数据转发 效率； 4. 支持GSM/GPRS/UMTS接入 技术
1.网络架构全面分组化：只保 留分组域，语音业务由分组域 配合IMS域提供； 2. 网络设备简化，提高转发效 率； 3. 支持3GPP/非3GPP网络接 入、漫游和切换； 4. 高速率：下行100Mbps，上 行50MBPS；
S11接口
S10 MME
S1-MME
S6a S11
eNodeB
GTP-C UDP IP L2 L1 S11 MME GTP-C UDP IP L2 L1 S-GW
MME
HSS
S-GW
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3GPP接入网间切换时，CN（Core Network）
节点间的信令交互 IDLE模式下UE用户可达 跟踪区列表管理 P-GW和S-GW的选择
漫游
鉴权 承载管理功能 信令业务的合法监听
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HSS eNodeB MME S1-MME S6a Gxc S11 Rx Gx PCRF Control plane User plane
LTE -Uu
X2
S1-U
S1-MME eNodeB S1-U
S5
SGi P-GW
Operator's IP Service
S-GW
UE
LTE
SAE
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PCRF主要用作策略和计费控制的规则制定。
PCRF终结Rx接口和Gx接口。
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华为LTE-SAE解决方案
SGSN GPRS HSS Control plane User plane BTS UMTS NodeB RNC MME BSC/PCU PCRF
S1-MME S6a
eNodeB
MME
HSS
Diameter SCTP IP L2 L1 S6a MME
Diameter SCTP IP L2 L1
HSS
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用户接入网络类型限制
实现IPv4/IPv6的双栈 支持diameter的IP组网方式
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SAE主要逻辑网元功能
PCRF: policy control and charging rule function
S10接口
S10
MME
S1-MME S6a
eNodeB
GTP-C UDP IP L2 L1
MME
GTP-C UDP IP L2 L1 S10 MME
HSS
MME
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SAE网络架构
S-GW和P-GW合设
UTRAN NodeB GERAN BTS RNC S6a HSS BSC/PCU MME S11 LTE eNodeB S1-MME S1-U S-GW/P-GW SGi Operator's IP Services S4 Gx Rx
SGSN S12
S3
PCRF
3GPP系统间切换的移动锚点功能 上下行链路的传输级别的数据包标记 合法监听 分组路由和转发
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SAE主要逻辑网元功能
P-GW: packet data network gateway
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SAE主要逻辑网元功能
SGW: serving gateway
eNodeB间切换的本地移动锚点功能 在eNodeB间切换过程中，通过发送一条或多条“end marker”报文给源侧 eNodeB来帮助eNodeB进行重排序功能。
基于用户和QCI（QoS Class Identifier）粒度的跨运营商系统计费 ECM-IDLE模式下行数据包的缓存和E-UTRAN的寻呼触发
上下行链路上的传输级别的数据 包标记
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SAE主要逻辑网元功能
HSS: home subscriber server
SAE用户注册、鉴权以及下载用户数据到MME 非3GPP用户注册、鉴权以及下载用户数据到AAA 用户的漫游限制功能 用户的闭锁业务功能
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培训目标
学完本课程后，您应该能：
描述 SAE网络结构
列出 SAE网络的主要接口和协议
描述SAE网络的主要工作原理
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目录
1. SAE网络架构
LTE eNodeB S-GW
Operator Service Network
P-GW
Corporate Services
CDMA BTS BSC/PCF PDSN/HSGW
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用户面协议栈
Application IP PDCP Relay PDCP RLC MAC L1 LTE-Uu RLC MAC L1 GTP-U UDP/IP L2 L1 S1-U Relay GTP-U UDP/IP L2 L1 GTP-U UDP/IP L2 L1 S5/S8 a UDP/IP L2 L1 SGi IP GTP-U
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EPS网络功能
EPS网络实现以下逻辑功能：
网络接入控制功能
数据路由和转发功能 移动性管理功能 安全功能 无线资源管理功能
网络管理功能
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Page4
目录
1. SAE网络架构
1.1 SAE网络架构
1.2 SAE网络接口
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