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1、LTELTE基本流程基本流程基本流程基本流程2目录目录12344 LTE基本结构移动性管理会话管理切换过程3LTE网络的基本结构网络的基本结构NAS信令加密信令加密在在3GPP不同接入技不同接入技术间移动时核心网术间移动时核心网节点间的信令节点间的信令跟踪区域管理跟踪区域管理PDG GW和和Serving GW的选择的选择在在MME改变的切换改变的切换过程中新过程中新MME的选的选择择在向在向2G/3G接入系接入系统切换过程中统切换过程中SGSN的选择的选择漫游支持鉴权漫游支持鉴权承载管理功能承载管理功能除了在除了在TS 23.060中定义的功能外中定义的功能外,SGSN还包括如下还包括如下功
2、能功能:-在在2G/3G和和E-UTRAN间移动时核心网节点间间移动时核心网节点间的信令的信令-PDG GW和和Serving GW的选择的选择-在从在从2G/3G向向E-UTRAN切换过程中切换过程中MME的选的选择择PDN GW是终结到是终结到PDN的的SGi接口的网关；接口的网关；如果终端接入多个如果终端接入多个PDN时，可能会有一个或时，可能会有一个或者多个者多个PDN GW为其服务；为其服务；PDN GW 功能包括功能包括:策略执行策略执行 基于每用户的基于每用户的内容内容过滤器过滤器 计费支持计费支持 合法监听合法监听 终端终端IP地址分配地址分配 内容控制内容控制为为GTP-ba
3、sed S5/S8增加的增加的PDN GW功能包括功能包括：上下行承载绑定上下行承载绑定 和和 上行承载绑定校验上行承载绑定校验Serving GW是终结到是终结到EUTRAN的网关；的网关；对于每一个附着到对于每一个附着到EPS的终端在每一时刻只有一个的终端在每一时刻只有一个Serving GW为其服务；为其服务；Serving GW 功能包括功能包括:在在eNodeB间切换时候的移动锚点间切换时候的移动锚点协助协助eNodeB完成内部重排序功能完成内部重排序功能 在在3GPP不同接入系统间切换时的移动锚点不同接入系统间切换时的移动锚点 E-UTRAN空闲态数据缓存和网络侧业务请求的空闲态数
4、据缓存和网络侧业务请求的发起点发起点 数据路由转发数据路由转发S6aHSSS5S3S1-MMES10GERANUTRANSGSNMMES11ServingGatewayUE“LTE-Uu”E-UTRANS4HPLMNVPLMNV-PCRFGxSGiPDN GatewayS1-UH-PCRFS9 Home Operators IP Services Rx Visited Operator PDN P-GW在拜访网络，两个在拜访网络，两个PCRF，业务属于归属网运营商，业务属于归属网运营商3GPP接入漫游架构接入漫游架构（用户面本地疏导归属域业务场景（用户面本地疏导归属域业务场景 ）4n位于eNB
5、和MME/SGW之间，将SAE/LTE演进系统划分为无线接入网和核心网。沿袭了承载和控制分离的思想，S1接口也分为用户平面和控制平面-用户平面接口S1-U将eNB和SGW连接，用于传送用户数据和相应的用户平面控制帧。-控制平面接口S1-MME则将eNB和MME相连，采用S1AP协议，类似于UMTS网络中的无线网络层的控制部分，主要完成S1接口的无线接入承载控制、接口专用的操作维护等功能，具体包括-EPS承载管理功能-LTE_IDLE状态下的UE移动性-S1寻呼功能-安全加密功能-初始上下文建立功能-除此以外，S1-AP还负责NAS信令传送功能、S1接口管理功能、网络共享功能、漫游和区域限制等功
6、能 S1接口描述56构架中的协议栈-控制面eNodeB-MME S1-MMES1-MME接口：接口：在在IPIP层之上采用层之上采用了比了比TCPTCP协议功能更为强大的协议功能更为强大的SCTPSCTP（stream control stream control transmission protocoltransmission protocol），为），为上层上层S1-APS1-AP提供有保证的可靠传提供有保证的可靠传输，支持多宿性。输，支持多宿性。MMEMME上下文标识上下文标识(eNB-UE-S1AP-ID)(eNB-UE-S1AP-ID)由由MMEMME为为S1-MMES1-MME专
7、用过程分配，专用过程分配，eNBeNB上下文标识上下文标识(MME-UE-S1AP-ID:12)(MME-UE-S1AP-ID:12)由由eNBeNB为为S1-MMES1-MME专用过程分配，用于区分专用过程分配，用于区分UEUE特定的特定的S1-MMES1-MME信令传输承载。通信上下文在信令传输承载。通信上下文在S1-APS1-AP层进行传送。层进行传送。7 架构中的协议栈-控制面UE-MME NASNAS信令：主要完成核心网对用户移动性、呼信令：主要完成核心网对用户移动性、呼叫控制和叫控制和QoSQoS的管理等功能的管理等功能8架构中的协议栈-用户面eNodeB S-GW S1-U:S1
8、-U:从从S1S1用户平面接口的协议用户平面接口的协议栈来看，栈来看，S1-US1-U在在IPIP层之上采层之上采用了面向非连接的用了面向非连接的UDPUDP，在，在UDPUDP之上承载之上承载GTP-UGTP-U协议，满协议，满足了足了SAE/LTESAE/LTE在对分组核心在对分组核心网采用统一的网采用统一的GTPGTP协议的要协议的要求。求。9架构中的协议栈-用户面UE-P-GW user plane with E-UTRAN10 架构中的协议栈-控制面MME S-GWS11:S11:MMEMME和和Serving GWServing GW之间；之间；协议同协议同S10S10，S3S3，
9、S4S4，S5/S8S5/S811移动性管理移动性管理S1释放过程释放过程跟踪区更新过程跟踪区更新过程服务请求过程服务请求过程去附着过程去附着过程附着过程附着过程12移动性管理移动性管理vMME的状态迁移的状态迁移13Attach流程3.Identification Request2.Attach Request3.Identification Response2.Attach Request4.Identity Request4.Identity Response5.Authentication and Security 7.Update Location8.Cancel Location1
10、0.Update Location Ack8.Cancel Location Ack9.Delete Bearer Request9.Delete Bearer Response6.Delete Bearer Response6.Delete Bearer RequestGTPU tunnelGTP signalingNAS signalingS1AP signalingRRC signalingDiameter signaling1.RRC Connection est.5b.Identity Request/Response5b.ME Identity checkEIRnew MMEold
11、 MMES-GWPCRFHSSPDN GWeNodeB UE14Attach流程new MMEold MMES-GWPCRFHSSPDN GWeNodeB UE16.Create Bearer Response12.Create Bearer Request17.Attach AcceptFirst Uplink Data13.Create Bearer Request15.Create Bearer Response14.PCRF Interaction19.RRC Connection Configuration Complete18.RRC Connection Configuratio
12、n20.Attach Complete22.Modify Bearer Response21.Modify Bearer RequestFirst Downlink DataFirst Downlink Data may arrive23.Update Location Request24.Update Location ResponsevAttach过程过程S1口错误举例口错误举例-Network Failure-默认APN的QCI设置成了1-HSS中配置了默认apn是*。而MME没有配置用默认apn或者override APN替换。-apn配置错误：cmcc4g IN NAPTR 10 1
13、0“S”“x-3pgg-pgw:x-s5-gtp:x-s8-gtp”-EPS services and non-EPS services not allowed-HSS中未签约4G数据，AIR中返回DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN-No Suitable Cells In Tracking area-HSS鉴权数据配置错误引起hss返回DIAMETER_AUTHORIZATION_REJECTED-HSS的AIR返回返回DIAMETER_REALM_NOT_SERVEDAttach流程1516移动性管理移动性管理v鉴权过程鉴权过程MMEHSS IMSI,KiUEIMSI,
14、KiIMSI/TMSIRAND(i),AUTN(i),XRES(i),KASMERAND(i),AUTN(i)IMSISRES(i)encrypted TMSISRES=XRES?If yesHSSeNB17移动性管理移动性管理v加密过程加密过程UEeNBHSS/AUCUP Security Association Security AssociationNAS Security AssociationSubscriber Authentication/Authorization(AKA)NAS KeysAS KeysUP KeysCK,IKCK,IKRoot KeyUSIMRoot KeyN
15、AS KeysAS KeysUP KeysMMEK_ASME18移动性管理移动性管理v去附着过程去附着过程19移动性管理移动性管理vUE发起服务请求过程发起服务请求过程20移动性管理移动性管理vMME发起服务请求过程发起服务请求过程21移动性管理移动性管理v跟踪区更新跟踪区更新22移动性管理移动性管理vS1释放过程释放过程23会话管理会话管理专有承载修改专有承载修改专有承载去激活专有承载去激活专有承载激活专有承载激活相关概念相关概念24基本概念基本概念-QOS3GLTE/SAEResidual BERSDU error rateDelivery of erroneous SDUsMax SDU
16、 sizeDelivery orderTransfer delayARPTraffic classTraffic handling priorityMax bit rateGuaranteed bit rateQCI(QoS Class Identifier)ARPMax bit rateGuaranteed bit rateUE Aggregate max bit ratePer bearerPer UE(for non-GBR EPS bearers)UE-AMBR to eNBEPS QOS:QCI to eNB/UE ARP to eNB (MBR/GBR if GBR)to eNB/
17、UEAPN-AMBR to UETFT to UEUE-AMBR=MIN subscribed UE-AMBR,sum APN-AMBR of all active APNs 25基本概念基本概念-QCIGBR1GuaranteeDelay budgetLoss rateApplicationQCIGBR100 ms1e-2VoIP2GBR150 ms1e-3Video call3GBR300 ms1e-6Streaming4Non-GBR100 ms1e-6IMS signalling5Non-GBR100 ms1e-3Interactive gaming6Non-GBR300 ms1e-6
18、TCP protocols:browsing,email,file download7Non-GBR300 ms1e-68Non-GBR300 ms1e-69Priority2451768950 ms1e-3Real time gaming3Converted to GBR if used for IMS signaling默认承载都是Non-GBR，专用承载可以是Non-GBR也可以是GBR。26会话管理-EPS承载S1承载和无线承载是一对一映射关系，在上行和下行方向将无线承载和S1承载绑定。合起来就是e-RAB。对于上行，UL TFT（Traffic Flow Template）在UE侧将
19、SDF（Service Data Flow）映射到EPS承载上。通过UL TFT中包含的多个上行分组filters，多个SDFs可以复用到同一条EPS承载。对于下行，DL TFT在PDN GW侧将SDF映射到EPS承载。通过DL TFT中包含的多个下行分组filters，多个SDFs可以复用到同一条EPS承载。27会话管理会话管理v多多PDN激活过程激活过程28会话管理会话管理v专有承载激活过程专有承载激活过程29会话管理会话管理v专有承载去激活过程专有承载去激活过程30会话管理会话管理v专有承载修改专有承载修改31会话管理会话管理vUE请求承载资源分配请求承载资源分配32切换过程切换过程Inter-RAT切换（见下个专题）切换（见下个专题）MME间的切换间的切换MME内通过内通过S1口的切换口的切换MME内通过内通过X2口的切换口的切换eNB内小区间切换内小区间切换33切换过程切换过程veNB内小区间切换内小区间切换34切换过程切换过程vMME内通过内通过X2口切换口切换35切换过程切换过程vMME内通过内通过S1口切换口切换36切换过程切换过程vMME间的切换（间的切换（s1-based HO）谢谢谢谢谢谢谢谢