LTE_EPS简介.ppt
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1、LTE/EPS 简介,2009-6-23,2,主要内容,LTE/EPS 体系结构 LTE/EPS 标准 LTE/EPS 技术创新点,2009-6-23,3,只支持3GPP接入的非漫游体系结构,SGi,S12,S3,S1-MME,PCRF,Gx,S6a,HSS,Operator,s IP Services,(e.g. IMS, PSS etc.),Rx+,S10,UE,UTRAN,GERAN,SGSN,“,LTE,-,Uu,”,E-UTRAN,MME,S11,S5,Serving Gateway,PDN Gateway,S1-U,S4,EPS = UE +3GPP接入(包含E-UTRAN) +
2、EPC,2009-6-23,4,支持非3GPP接入的非漫游体系结构,SGi,PCRF,Gx,HSS,S2b,Wn*,Operators IP Services (e.g. IMS, PSS etc.),Wm*,Wx*,Untrusted Non-3GPP Access,Wa*,HPLMN,Non-3GPP Networks,S6c,Rx+,PDN Gateway,ePDG,3GPP AAA Server,Gxb,S2a,Gxa,Trusted non-3GPP Access,Ta*,Gxc,S5,S6a,3GPP Access,Serving Gateway,UE,Wu*,EPS = UE +
3、 3GPP及非3GPP接入 + EPC,2009-6-23,5,LTE的体系结构,2009-6-23,6,EPS的QoS体系结构,Serving GW,PDN GW,eNB,Radio Bearer,S5/S8 Bearer,Application / Service Layer,UL,-,TFT,RB,-,ID,DL Service Data Flows,DL,-,TFT,DL,-,TFT,S5/S8a,-,TEID,RB,-,ID,S1,-,TEID,S1 Bearer,S1,-,TEID,S5/S8a,-,TEID,UE,UL Service Data Flows,UL,-,TFT,Se
4、rving GW,PDN GW,eNodeB,Radio Bearer,S5/S8 Bearer,Application / Service Layer,UL,-,TFT,RB,-,ID,DL Service Data Flows,DL,-,TFT,DL,-,S5/S8a,-,TEID,RB,-,ID,S1,-,TEID,S1 Bearer,S1,-,TEID,S5/S8a,-,TEID,UE,UL Service Data Flows,UL,-,TFT,UL/DL过滤与映射在UE、P-GW ENB与S-GW采用层2的交换技术,2009-6-23,7,承载与用户面数据的传输,2009-6-23
5、,8,402所定义的QoS体系结构,eNB,PDN GW,UE,Service Data Flows,UL Packet Filter,UL-PFRB-ID,Service Data Flows,DL Packet Filter,DL-PFS1-TE-ID,RB-IDS1-TE-ID,Radio Bearer,S1 Bearer,Application / Service Layer,IP Transport Leg,Serving GW,DL Packet Filter,DL-PFTNL QoS,S1-TE-IDTNL QoS,2009-6-23,9,PCC体系结构,PMIP-S5/S8的3
6、GPP接入,Trusted非3GPP接入,Untrusted非3GPP接入,GTP-S5/S8的3GPP接入时无BBERF,2009-6-23,10,接口,S1-MME:EUTRAN与MME之间的接口,属于控制平面 S1-U:EUTRAN与Serving GW之间的接口,属于用户平面 S2:分为S2a及S2b,是非3GPP接入系统接入EPS系统的接口 S3:SGSN与MME的接口,为控制平面接口 S4:SGSN与Serving GW的接口,为用户平面接口 S5:Serving GW与PDN GW之间的接口,用户平面接口 S6:HSS与MME之间的接口,信令接口 S7:PCRF与PDN GW,S
7、-GW,ePDG等之间的接口,信令接口 S8:vServing GW与hPDN GW之间的接口,它是S5的漫游扩展,用户平面接口 S9:vPCRF与hPCRF之间的接口,信令接口 S10:MME与MME之间的接口,信令接口 S11:MME与Serving GW之间的接口,信令接口 S12:UTRAN与Serving PDN之间的接口,用户平面接口 SGi:PDN GW与PDN之间的接口,用户平面接口信令接口(MBMS),2009-6-23,11,控制平面与接口,SCTP,L2,L1,IP,L2,L1,IP,SCTP,S1-MME,eNodeB,MME,S1-AP,S1-AP,NAS,MAC,L
8、1,RLC,PDCP,UE,RRC,MAC,L1,RLC,PDCP,RRC,LTE-Uu,NAS,Relay,UDP,L2,L1,IP,L2,L1,IP,UDP,S3/S5/S8a/S10/S11,MME/SGSN/S-GW/P-GW,GTP-C,GTP-C,MME/SGSN/S-GW/P-GW,S5 or S8b,Serving GW,PDN GW,2009-6-23,12,用户平面与接口,L,1,RLC,PDCP,MAC,IP,Application,L,1,RLC,PDCP,MAC,L,1,UDP,/,IP,GTP,-,U,L,2,Relay,L,1,UDP,/,IP,L,2,IP,S5
9、/S8a,L,1,UDP,/,IP,L,2,GTP-U,L,1,UDP,/,IP,L,2,GTP,-,U,Relay,S1,-,U,GTP-U,Serving GW,PDN GW,S5/S8b,Tunnelling Layer,GTP-U,UDP/ IP,IPv4IPv6,L2,Relay,L2,L1,L1,PDCP,RLC,MAC,L1,IP,Application,IPv4/IPv6,L2,L1,Tunnelling Layer,IP,SGi,S1-U,LTE-Uu,eNB,RLC,UDP/ IP,L2,PDCP,GTP-U,Relay,MAC,L1,L1,UE,eNB,UE,P-GW,S
10、,-,GW,2009-6-23,13,LTE/EPS加密与完整性保护,NAS,RRC,UE,ENB,S-GW,MME,加密与完整性保护,加密与完整性保护,加密或不加密,没有完整性保护,NDS/IP (TS33.210),用户平面,2009-6-23,14,加密与完整性保护算法,加密 UERRCENB: SNOW 3G, AES UENASMME: SNOW 3G, AES UEU P ENB: NULL,SNOW 3G,AES 完整性保护 UERRCENB:SNOW 3G,AES UENASMME:SNOW 3G, AES UEU PENB: NULL 算法输入长度128bits,2009-6
11、-23,15,Key Hierarchy in E-UTRAN,RAND,AUTN, XRES,KASME,2009-6-23,16,功能分配,2009-6-23,17,功能实体,eNB MME Serving GW PDN GW PCRF ePDG,2009-6-23,18,ENB的功能分配,2009-6-23,19,MME功能实体说明,MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体 完成与UE的NAS(Non Access Stratum,非接入层)的命令交互,即控制平面的功能,包括 用户的移动性管理,安全功能,鉴权功能 用户的会话管理功能,包括会话的建立,修
12、改,删除功能; QoS控制等功能 一个用户只能由一个服务MME。,2009-6-23,20,MME Pool与MME Group,注意,这里有一个非常重要的概念,即一个MME Pool并不是对应于一个MME Group! 一个MME Pool所服务的MME Pool Area不与其它的MME Pool Area重叠时,则此 MME Pool就是一个MME Group 当一个MME Pool Area与另一个MME Pool Area重叠时,此所有有重叠的MME Pool全部组合起来形成一个MME Group(本图中2个MME Pool形成一个MME Group),2009-6-23,21,MM
13、E的标识,注意在上图中, eNB1所能选择的MME的数目不同于ENB2所能选择的MME的数目。ENB采用的MME的平衡选择算法不会造成MME Pool中的某 个MME出现突发性的过载。 当MME Pool中新增一个MME时,可将此MME的相对容量设置为最大值255,当一定的用户数量后,MME请求其值修改为正常的 相对值,这样可以保证新的MME立即投入应用。 当要关闭一个MME时,可将其相对容量设置为0,这样不接入新的用户。当用户的数量降低到零时,就可Power Off这个MME了。,GUMMEI=PLMN-ID+MME-Group-ID(2B)+MME-Code (1B) 不同的MME有不同的
14、相对容量(如一个MME支持100M用户取值为10,则一个MME支持11M用户,则取值为1)。 eNB根据MME不同的容量进行“平衡”的选择MM,保证MME Pool中任一个MME不出现突发性过载。,取值0255,2009-6-23,22,用户平面实体,PDN GW,Packet Data Network Gateway,分组数据网网关 EPS网络与分组数据网连接的网关,它包含如下的功能: UE的IP地址分配 PCEF(Policy Control and Charging Enforce Function),政策控制与计费增强功能 用户数据的封装,路由,QoS保证 Serving GW,Ser
15、ving Gateway,服务网关 用户接入核心网的第一个节点。完成用户数据的封装,路由,QoS保证 一个用户只能有一个Serving GW,但可以有多个PDN GW 一般情况下Serving GW可以与PDN GW是合并,但有如下的情形是分开的 当UE访问多个PDN网络时,这时有多个PDN GW;或 当UE漫游时,要求用户的数据必须路由会UE的家乡网络时; 当UE因移动性,离开当前Serving GW进入另一个Serving GW的服务区域时;,2009-6-23,23,其它网络功能实体说明,HSS,Home Subscriber Server ,家乡签约用户服务器 如同HLR,但支持更多的
16、业务,更高的安全性。 PCRF, Policy Control and Charging Rule Function,政策控制与计费规则功能 实现QoS的控制与计费,运营商的政策规则关联的逻辑实体。 可以更加精细的QoS控制; 可以实现更加精细的计费控制;,2009-6-23,24,主要内容,LTE/EPS 体系结构 LTE/EPS 标准 LTE/EPS 技术创新点,2009-6-23,25,EPS主要的特性与功能,EPS体系结构与功能分配 移动性管理 位置管理 连接管理 切换 会话管理 承载的建立,修改,删除 QoS的保证与一致性 多接入技术(包含非3GPP接入技术) 网络发现与选择 IP移
17、动模式的选择 安全,2009-6-23,26,TS23.402,在3GPP的PMIP方式中实际上将TS23.401的GTP-C功能用IP的方式来实现。 支持非3GPP接入,引入下面主要的关键技术是: 安全认证 EAP (EAP-AKA,RFC 4817及TS33.234) 信令的安全保护 IKEv2及EAP:进行认证及建立IPSec Tunnel DSMIPv6与MOBIKE 实体的发现与参数的获取 通过DNS或DHCP的方式 通过IKEv2中的CFG_Request方式 QoS参数通过PCC来实现,2009-6-23,27,LTE/EPS下的语音解决方案,CS Fallback解决继续使用传
18、统的CS域的电话业务 保护原来的投资 短期的解决方案 SRVCC 解决电话业务的连续性问题 R9中要增加Emergency Call的电话业务连续性问题。,2009-6-23,28,LTE相关的标准,LTE功能总体说明的标准 TS 36.300 S1接口相关的标准 TS 36.410 S1接口总述 TS 26.411 物理层 TS 36.412 传输层(SCTP) TS 36.413 应用层(S1-AP) TS 36.414 用户面数据 (S1 GTP-U) X2接口相关的标准 TS 36.420 X2接口总述 TS 36.421 物理层 TS 36.422 传输层(SCTP) TS 36.4
19、23 应用层(X2-AP) TS 36.424 用户面数据 (DF GTP-U),2009-6-23,29,EPS 核心网功能相关的标准,TS 23.002 Network architecture TS 23.167 IMS Emergency IP Multimedia Subsystem (IMS) emergency sessions TS 23.203 Policy and charging control architecture TS 23.216 Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC); Stage 2 TS 23.246 MBMS
20、 TS 23.271 LCS TS 23.272 CSFB TS 23.401 EPS for E-UTRAN TS 23.402 EPS for Non-3GPPaccesses,2009-6-23,30,NAS相关的标准,TS 24.007, NAS的一般介绍 TS 24.008, NAS信令(UTRAN/GERAN) TS 24.301, NAS信令 (E-UTRAN) TS 24.302,网络的发现与选择 主要解决非3GPP接入网的发现与选择 对IKEv2过程及IPsec过程进行了较为详细的说明 TS 24.303, DSMIPv6协议 TS 24.304,MIPv4-FA CoA协议
21、 TS 24.312, OMA-DM for ANDSF-MO ANDSF与UE之间的通信协议 TS 24.285, OMA-DM for CSG List-MO H(e)NB CSG list 管理 UE与EPC之间的信令,2009-6-23,31,QoS相关的标准,TS 29.212 Gx接口消息 PCRF PCEF/BBERF TS 29.213 PCC流程与QOS参数映射 TS 29.214 Rx接口消息 Rx: PCRF AF TS 29.215 S9漫游接口消息 S9:H-PCRFV-PCRF PCC/QoS的规范,2009-6-23,32,核心网节点之间的标准,TS 23.003
22、 标识 Numbering, addressing and identification TS29.272 S6a/S6d的Diameter协议 S6a:MME HSS; S6d:S4_SGSN HSS TS 29.273 AAA接口协议 AAA:Authentication, Authorization, Accounting TS 29.274 GTPv2-C协议 S3:MME SGSN; S4:S4_SGSN S-GW; S5/S8:S-GW P-GW; S10:MME MME; S11:MME S-GW; S16:S4_SGSN S4_SGSN TS 29.275 PMIPv6协议 S
23、5/S8: S-GW P-GW S2a:TN3G S/P-GW S2b:ePDG S/P-GW,TS 29.276 OHO for CDMA2000 Optimized Handover Procedures and Protocols between EUTRAN Access and cdma2000 HRPD Access TS 29.277 OHO for 1XRTT Optimized Handover Procedures and Protocols between EUTRAN Access and 1xRTT Access TS 29.279 MIPv4 TS 29.280 S
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