LTE核心网EPC专题

广东省电信规划设计院有限公司LTE核心网EPC技术交流2广东省电信规划设计院有限公司理解核心网如何发展前先理解为什么要这么发展;LTE与EVDO的关系数据互操作1X提供语音及低速数据接入,EVDO提供中高速数据接入,LTE提供高速数据接入;LTE主要是热点地区的覆盖,在比较长的时间内,是对EVDO的补充,两者不是对等的,不可能独立发展和建设;LTE与语音业务的关系语音互操作鉴于LTE的上述定位,LTE在比较长的时间内将不适合语音业务的承载;3广东省电信规划设计院有限公司内容1核心网网络演进趋势2EPC关键技术介绍3EPC组网策略研究4广东省电信规划设计院有限公司SAE、EPS、EPC基本概念介绍2004年12月，3GPP在希腊雅典会议上启动了面向全IP的分组域核心网的演进项目SAE（SystemArchitectureEvolution），其核心网也被称为演进的分组核心网EPC（EvolvedPacketCore）LTE和SAE均为项目名称LTE（LongTimeEvolution）研究的是无线接入网络的长期演进，新的无线接入系统成为演进的UTRAN(E-UTRAN)。SAE研究的是3GPP核心网络的长期演进，这个项目的目的是定义一个新的全IP分组核心网,称为演进的分组核心网EPC。但在实际使用时没有严格的区分。演进的分组域系统EPS（EvolvedPacketSystem）3GPPR8版本后将SAE改名为EPSEPS=EPC＋LTE接入网5广东省电信规划设计院有限公司3GPP核心网标准演进2000年冻结的R99是第一个3G标准，是个过渡版本，没有商用。2001年冻结的R4是第一个商用3G版本，在核心网电路域引入软交换，实现控制与承载分离。2002年冻结的R5在核心网引入IMS网络，实现核心网的融合发展，但是R5版本还不足以商用，直到2005年R6冻结后，对IMS的功能进行了增强，达到了商用要求。2008年底冻结的R8版本提出EPC，是一个较为完善的版本，也是第一个EPC商用的版本20002001200220032004200520062007200820092010201120122013R99R4R5R6R7R8R9R10R11UMTSHSPADLHSPAULHSPA+LTELTEAdvIMSSOFTSWITCHEPC6广东省电信规划设计院有限公司EPC系统架构3GPP23GPPWLAN7广东省电信规划设计院有限公司EPC主要网元功能介绍PCRFeNB之间切换的本地锚定点3GPP之间切换的移动性锚定Idle模式下的DL数据缓存分组路由与转发SGiGERANUTRANS11S3S5eUTRANHSSS4S1-US1-MMES6aSGSNIPNetworkGxX2AF,例如IMSPCRFServingGatewayS12PDNGatewayMMEeNBeNBMME用户移动性管理接入和附着控制寻呼，切换和漫游控制PDN-GW分配UE的IP地址基于每用户的包过滤Bearer层面的IP锚定点连接到外部分组网SGW策略控制决策基于流计费控制的功能向PCEF提供策略8广东省电信规划设计院有限公司核心网架构向EPC演进S-GWMMEeNodeBGGSNSGSNRNCNodeBHAPDSNRNCNodeB电路域语音/SMS电路域语音/SMSIP多媒体子系统互联网互联网GSM/TD-SCDMACDMAEPC分组域的演进P-GW9广东省电信规划设计院有限公司控制平面与用户平面的分离MSCMSC-S控制平面MGW用户平面R4的CS域SGSNMME控制平面S-GW用户平面EPC架构拿来主义10广东省电信规划设计院有限公司承载与控制分离给运营商的好处MME的集中设置,运营商能轻松管理网络,提升系统容量及资源利用率。并且由于用户面的直接传输能提升用户体验。网络规划将更简单,MME的容量可根据用户数量及用户行为来设计，用户平面实体只需根据业务数据流量来设计即可，可保护运营商的投资。UESGWPGW平台/IMSMME1MME2MME3MME池11广东省电信规划设计院有限公司内容1核心网网络演进趋势2EPC关键技术介绍3EPC组网策略研究12广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（1）——e1xCSFB介绍LTE无线接入网UE2G/3G无线接入网MME2）网络重选至2GCS提供话音MSCServer2G/3G核心网SAESGs1）呼叫请求•e1xCSFB：终端驻留在LTE，呼叫建立前先重选回cdmaIX，CS提供语音应用场景：多模终端的SingleRadio场景（SingleRadio是指LTE/2/3G多模终端在某一时刻只能在一个模的频率上收发数据）,LTE建网初期，网络覆盖不连续。业务提供：LTE网络提供PS域数据业务,语音和短消息业务由CS网络提供基本原理语音呼叫建立：终端在LTE上进行数据业务时，如果发起语音呼叫或者有语音呼叫进入，首先从LTE上重选到CS域，再发起或者接听语音呼叫。语音业务结束后；UE重选回E-UTRAN；语音连续性：不会发生LTE和2G/3G之间的切换处理短信收发：短消息利用SGs接口，通过LTE无线信道传递给UE，UE不需要重选至2GIWS13广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（2）——SRVCC介绍•IMS网络提供VoIP和多媒体业务，CS域提供语音业务•通过SRVCC提供LTE到CS网络的语音业务连续性•IMS网络提供即时消息业务，CS域提供短消息业务，IMS网络提供消息业务互通•SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）多模终端的SingleRadio场景•LTE覆盖面较大，核心网部署IMS网络应用场景EPC2G/TDCSSCCASIMSLTE远端IMS终端切换前呼叫切换后呼叫MSCS基本原理•在LTE覆盖范围内通过IMS提供VoIP语音，IMS提供呼叫控制及后续的切换控制•在用户通话过程中移出LTE覆盖范围时，IMSSRVCC作为控制点与CS域交互，将原有通话切换到CS域，保证语音业务连续性业务提供策略•SRVCC是为了保证语音呼叫连续性，而提出的在LTE的覆盖边界处，将锚定在IMS域（VCCAS）的语音呼叫从LTE切换到CS域的一种切换技术。14广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（3）——SVLTE介绍LTE无线接入网UE2G/3G无线接入网MMEMSCServer2G/3G核心网SAE1）呼叫请求•SVLTE：终端是双收双发双待，同时支持CS提供语音业务，LTE提供数据业务应用场景：LTE与语音网同步支持(SimultaneousVoiceandLTE),不需要对现有网络做改造。业务提供：LTE网络提供PS域数据业务，语音和短消息业务由CS网络提供基本原理:两张网络叠加，通过终端实现两张网络同时注册，不需要网络之间的交互。15广东省电信规划设计院有限公司语音互操作技术（3）——技术方案比较对比维度SVLTEe1xCSFBSRVCC终端要求多模双待多模单待多模单待网络要求无引入1XCSIWS网元，IWS和MME支持S102接口，IWS和MSC之间存在A1信令接口。新增部署IMS网络、引入1XCSIWS网元（要求同CSFB）用户体验同1XRTT客户体验差，呼叫接续时间变长(正常增加4-5s)切换时延控制在300ms，VoIMS保证语音质量和中断时延用户驻留驻留LTE网络，同时利用一个接收机定期跳到1X接收寻呼驻留LTE网络，UE通过S102隧道在1xCSMSC进行注册驻留LTE网络主流运营商部署初期主要运营商采用KDDI与Sprint预计2013年部署Verizon预计2014年推出•建议：建网初期为快提供业务，优先采用SVLTE，考虑到国际漫入的终端有可能只支持CSFB，网络侧可以考虑同时支持CSFB的技术。16广东省电信规划设计院有限公司数据互操作技术——eHRPD网络引入支持LTE数据业务向CDMA的切换，HRPD网络需要升级为eHRPD；无线网由HRPD网络升级，核心网与EPC共用，便于维护管理。PDNGatewayHSGWeAN/ePCFHRPDBTSServingGatewayMMEOperator’sIPServices(e.g,IMS,PSS,etc.)PCRF3GPP2AAAProxy3GPPAAAServerHSSAN-AAAE-UTRAN/EPCeHRPDS1-US1-MMES11S2aGxaPi*A12A10/A11STaSWxS6aGxcGxSGiS6bRxS5A13/A16eNodeBX2H1/H2UEUELTE-UuHRPDAirInterface统一核心网LTE/EPCeHRPDHRPD升级17广东省电信规划设计院有限公司数据互操作方案非优化切换流程：优化切换流程：InternetBTSeNodeBeAN/ePCF3GPP2AAASGWPGWMMEHSSeHRPDLTE终端非优化切换方案：无需改造现网，切换时延约2-8秒优化切换方案：利用与现网间的新增接口，提供无损数据业务切换，并把切换时延减少到1秒以内1.终端在LTE网络附着。2.终端利用S101接口完成eHRPD预注册。3.终端通过S101接口发起切换流程，同时在切换过程中通过S103传输下行数据。4.切换完成，LTE资源释放。HSGW3GPPAAAS103S1011.终端在LTE网络接入进行数据传输。2.终端检测到LTE信号弱而eHRPD信号良好，将中断LTE连接，并接入eHRPD继续数据业务。eHRPD预注册切换请求下行数据目前支持优化切换功能终端与网络设备尚不成熟，因此现阶段主要验证非优化切换功能，第一阶段选择非优化方案，第二阶段选择优化方案1718广东省电信规划设计院有限公司PCC技术（1）——技术发展PCC（策略和计费控制）架构支持基于用户和业务的QoS控制和计费控制，是差异化运营的关键技术。PCRF根据用户的签约和套餐信息确定不同的QoS策略，下发给PCEF执行。PCRF根据用户访问的业务不同实施不同的QoS策略，保障用户的体验。PCEF根据PCRF的定制要求上报时间信息：例如接入方式改变、位置改变、业务信息改变等。AF：应用功能。GWOnlineChargingSystem(OCS)ServiceDataFlowBasedCreditControlPolicyandChargingRulesFunction(PCRF)CAMELSCPGyRxAFGzGxSubscriptionProfileRepository(SPR)SpOfflineChargingSystem(OFCS)PCEFR7版本：基本框架和功能。R8版本：增加了漫游场景，V-PCRF和H-PCRF之间的交互。R9版本：增加用量监控，可以基于此功能做FUP。R10版本：增加基于非IMS业务的QoS控制。19广东省电信规划设计院有限公司23流量时长流量时长组合事件或内容不计费在线计费离线计费计费门控/阻断用量监控QoS保障和控制业务数据流的优先级排序和冲突处理策略控制PCC技术（2）——主要功能PCC是基于用户、业务、时间、位置、网络状态等实施多维度的策略、管控和计费，是实现移动网智能管道的标准架构。20广东省电信规划设计院有限公司；1）根据网络忙闲状态对用户或者业务实施不同的策略2）FUP，基于用户的套餐对其用量进行监控，并在到达门限后实施一定的管控策略3）业务数据流的优先级和冲突处理1）对有QoS要求的业务进行业务带宽和时延等的保障；2）对P2P等消耗大量带宽的低价值业务进行限流管控。3）对损害运营商利益的业务进行阻断4）对不同等级的客户提供差异化的服务1）基于流量、流量+时长、的计费策略2）基于事件等多种灵活计费策略3）基于业务流的计费4）适应移动互联网的发展，开展和第三方合作分成的后付费模式用PCC打造智能管道PCC技术（3）——是智能管控的重要手段保障重