內容簡介
《3GPP系統架構演進原理與設計》
《3GPP系統架構演進(SAE)原理與設計》系統地介紹了3GPP系統架構演進(SAE)的原理和設計。全書共分為14章：第1章簡單介紹了SAE項目背景以及核心網的演進路線，第2章介紹了SAE系統的需求，第3章主要描述了SAE系統架構，第4章對SAE系統中的基本概念和特性進行了描述，第5章和第6章著重描述了移動通信系統中重要的移動性管理和位置管理功能，第7章分析了會話管理功能，第8章對系統中的QoS機制和PCC架構進行了介紹，第9章介紹了SAE系統的安全機制，第10章是關於SAE系統與其他系統間進行互操作時涉及的問題，第11章主要描述了SAE架構的引入對IMS系統的影響，第12章對SAE系統中的一個主要協定——GTP進行了介紹，第13章介紹了3GPP在SAE標準之後繼續開展的工作，第14章給出了SAE系統中部分訊息流程。
《3GPP系統架構演進(SAE)原理與設計》圍繞SAE體系架構和系統設計必需的基本要素，用通信行業技術人員熟悉的語言和思維方式有選擇地介紹相關技術和接口協定，力圖使讀者對SAE系統有一個較為全面和清晰的理解。《3GPP系統架構演進(SAE)原理與設計》能夠幫助我國的LTE研發和工程技術人員加深對SAE的理解，並為我國企業和高校研究人員研究設計新一代寬頻無線移動系統提供參考。
圖書目錄
第1章 SAE項目背景及概述 1
1.1 SAE項目背景 1
1.2 3GPP核心網演進路線 2
1.3 國內SAE技術的研究 8
1.4 3GPP LTE/SAE協定結構 9
1.5 小結 10
參考文獻 11
第2章 SAE系統需求 12
2.1 概述 12
2.2 基本能力要求 13
2.3 多重接入和無縫移動性 15
2.4 性能需求 19
2.5 安全和私密性 19
2.6 計費需求 20
2.7 小結 20
參考文獻 21
第3章 SAE網路架構與特性 22
3.1 SAE體系架構演進過程 22
3.1.1 架構需求 22
3.1.2 3GPP接入的架構演進過程 24
3.1.3 Non-3GPP接入的架構演進過程 33
3.2 基於GTP的體系架構 36
3.2.1 體系架構 36
3.2.2 網元功能 38
3.2.3 接口協定 45
3.3 基於PMIP的體系架構 51
3.3.1 體系架構 51
3.3.2 網元功能 55
3.3.3 接口協定 57
3.4 SAE網路與GPRS網路的比較 62
3.5 小結 64
參考文獻 64
第4章 SAE基本概念與特性 66
4.1 移動性和連線管理模型 66
4.1.1 概述 66
4.1.2 移動性狀態模型 67
4.1.3 EPS連線模型 68
4.2 跟蹤區 69
4.3 永遠線上和默認承載 71
4.4 IP特性的使用 73
4.4.1 IP位址分配 73
4.4.2 IP移動性管理的基本特徵 79
4.5 MME池區域與S-GW服務區域 82
4.6 節點選擇 85
4.6.1 P-GW選擇 85
4.6.2 S-GW選擇 88
4.6.3 ePDG的選擇機制 88
4.6.4 DSMIPv6家鄉鏈路檢測功能 89
4.7 多PDN功能 89
4.8 負載均衡 91
4.8.1 概述 91
4.8.2 MME的負載均衡 92
4.8.3 S-GW的負載均衡 93
4.9 SAE中的UE能力處理 93
4.10 SAE中的標識及其使用 95
4.11 UE在ECM-IDLE狀態下的可及性管理 101
4.12 UE的短訊息可及性管理 102
4.13 Non-3GPP的網路發現及選擇 102
4.14 小結 104
參考文獻 104
第5章 基於GTP的移動性與位置管理 106
5.1 概述 106
5.2 網路附著 107
5.2.1 網路附著過程 107
5.2.2 默認承載的建立 108
5.2.3 附著請求中的APN 109
5.2.4 初始附著與切換附著 109
5.2.5 靜態IP位址與動態IP位址 110
5.2.6 NAS安全性 111
5.3 跟蹤區更新 111
5.3.1 跟蹤區更新過程的觸發 111
5.3.2 跟蹤區更新過程 112
5.3.3 負載均衡 113
5.3.4 EPS承載上下文的同步 116
5.3.5 不同場景的跟蹤區更新過程 116
5.4 業務請求 117
5.4.1 業務請求過程的觸發與執行 117
5.4.2 業務請求與RRC連線建立 118
5.4.3 空閒狀態下的用戶平面終結點 119
5.4.4 承載的恢復 122
5.4.5 尋呼重傳 122
5.4.6 下行數據的尋呼觸發及限制 123
5.4.7 用戶平面快速建立 123
5.5 S1連線釋放 124
5.6 GUTI重分配 125
5.7 網路註銷 125
5.7.1 註銷過程的觸發和類型 125
5.7.2 不同註銷過程的特點 126
5.7.3 註銷過程中MME與HSS的互動 129
5.8 HSS用戶檔案管理 129
5.9 多PDN連線 130
5.9.1 默認PDN連線 130
5.9.2 多PDN連線的建立 130
5.9.3 多PDN連線的釋放 131
5.10 信令縮減 132
5.10.1 信令縮減的需求 132
5.10.2 方案選擇 133
5.10.3 ISR的原理 134
5.10.4 TIN的使用 135
5.10.5 SGSN/MME結合節點 136
5.10.6 M-TMSI與P-TMSI的映射 139
5.10.7 GUTI與RAI/P-TMSI的映射 139
5.10.8 周期性TAU與隱式註銷 140
5.10.9 ISR的激活 141
5.10.10 ISR激活時的下行數據傳輸 142
5.10.11 ISR的去激活 142
5.10.12 ISR激活時的承載刪除 143
5.10.13 ISR激活時的網路註銷 143
5.10.14 承載狀態的同步 145
5.11 E-UTRAN內部切換 146
5.11.1 E-UTRAN內部切換的類型 146
5.11.2X2接口的必要性 147
5.11.3 S1切換的執行條件 149
5.11.4 MME/S-GW重定位的必要性 149
5.11.5 路徑轉換 150
5.11.6 CN間切換(數據前轉) 152
5.11.7 未被接納的承載的釋放 153
5.12 小結 153
參考文獻 154
第6章 基於MIP的移動性與位置管理 156
6.1 基於PMIPv6協定的3GPP接入系統移動性管理 156
6.1.1 S5/S8接口PMIP下的E-UTRAN初始附著 156
6.1.2位置更新158
6.1.3 網路去附著 158
6.1.4 多PDN連線 159
6.2 可信任Non-3GPP接入系統移動性管理 161
6.2.1 網路附著 161
6.2.2 網路去附著 169
6.2.3 多PDN連線建立 173
6.3 非信任Non-3GPP接入系統移動性管理 173
6.3.1 概述 173
6.3.2 網路附著 174
6.3.3 網路去附著 176
6.3.4 多PDN連線建立 178
6.4 Non-3GPP接入系統的位置管理 178
6.5 小結 178
參考文獻 179
第7章 會話管理 180
7.1 基於GTP的承載管理 180
7.1.1 專用承載激活過程 180
7.1.2 伴隨QoS更新的承載修改過程 181
7.1.3 P-GW發起的不伴隨QoS更新的承載修改過程 182
7.1.4 承載刪除的過程 182
7.1.5 UE請求的承載資源修改過程 184
7.1.6 承載建立時QoS的發起 185
7.1.7 專用承載的保留 185
7.1.8 承載標識的分配 186
7.1.9 承載修改過程的觸發 186
7.1.10 QoS的改變對承載修改過程的影響 187
7.1.11 LBI的使用 188
7.1.12 PTI的使用 188
7.2 基於非GTP的承載管理 189
7.2.1 概述 189
7.2.2 承載的建立 189
7.2.3 承載的修改 190
7.2.4 承載的刪除 192
7.3 小結 192
參考文獻 192
第8章 QoS與PCC 194
8.1 SAE的QoS架構 194
8.1.1 概述 194
8.1.2 EPS承載QoS架構 194
8.1.3 EPS與3GPP UTRAN/GERAN之間QoS映射準則 203
8.2 SAE中PCC架構 204
8.2.1 概述 204
8.2.2 PCC的演進歷史 205
8.2.3 EPS PCC架構選擇 207
8.2.4 EPS PCC架構中多PCRF路由機制 212
8.3 SAE中的PCC/QoS機制 214
8.4 策略增強演進方向 220
8.5 小結 220
參考文獻 221
第9章 SAE系統安全 222
9.1 用戶的身份認證及AKA 222
9.2 密鑰及生成 224
9.3 信令和用戶數據的加密 226
9.4 信令的完整性保護 227
9.5 移動性管理過程中的安全 227
9.6 小結 230
參考文獻 230
第10章 EPC與其他系統的互操作 231
10.1 3GPP系統間改變 231
10.1.1 3GPP系統間互操作架構 231
10.1.2 傳統UMTS CN與EPC的連線方法選擇 232
10.1.3 GGSN與EPC的共存 234
10.1.4 E-UTRAN與GERAN/UTRAN系統間RAU/TAU 235
10.1.5 空閒狀態UTRAN/GERAN與E-UTRAN系統間改變 236
10.1.6 連線狀態E-UTRAN與GERAN/UTRAN系統間改變 237
10.1.7 EPS承載與PDP上下文的映射 239
10.1.8 數據前轉 240
10.1.9 MME與UMTS HSS間接口 243
10.2 基於PMIP的系統間切換 243
10.2.1 3GPP接入與Non-3GPP IP接入系統之間的普通切換 243
10.2.2 E-UTRAN接入系統與cdma2000之間的最佳化切換 253
10.2.3 3GPP接入系統與移動WiMAX系統之間的最佳化切換 259
10.2.4 Non-3GPP IP接入系統之間的切換特性 260
10.3 GTP網路與PMIP網路之間漫遊的解決方案 265
10.3.1 直接對等解決方案 265
10.3.2 代理互動解決方案 266
10.4 與電路域的互操作 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 小結 287
參考文獻 287
第11章 SAE對IMS的影響 289
11.1 概述 289
11.2 IMS的本地路由疏導 290
11.2.1 本地路由疏導的場景 291
11.2.2 本地路由疏導的方案選擇 293
11.3 IMS的媒體面路由最佳化 293
11.4 IMS本地路由疏導和媒體面路由最佳化的比較 299
11.5 小結 299
參考文獻 300
第12章 SAE中的GTP 301
12.1 概述 301
12.2 GTP訊息定義 301
12.2.1 GTP訊息粒度 301
12.2.2 GTP訊息定義規則 303
12.2.3 GTP訊息頭的增強 304
12.2.4 GTP的信元定義 305
12.2.5 訊息的附帶傳送(piggyback) 308
12.3 GTP隧道及可靠傳輸 309
12.3.1 GTP隧道 309
12.3.2 非可靠傳輸及序列號應答 311
12.3.3 訊息嵌套的隱喻 313
12.4 異常處理 314
12.4.1 異常處理概述 314
12.4.2 部分節點失敗處理 315
12.4.3 條件性可選參數 315
12.4.4 路徑失敗 316
12.5 GTP-U 316
12.5.1 用戶平面特性概述 316
12.5.2 數據轉髮結束標識 317
12.5.3 序列號 318
12.5.4 錯誤指示訊息 318
12.6 GTP連線埠及兼容性 318
12.7 小結 318
參考文獻 319
第13章 移動核心網新技術 320
13.1 概述 320
13.2家庭基站320
13.2.1 家庭基站的使用場景 321
13.2.2 家庭基站的業務需求 323
13.2.3 家庭基站的基本架構 327
13.3 MBMS 330
13.3.1 UMTS中的MBMS 330
13.3.2 EPS中的MBMS 331
13.4 R9中的其他新技術 333
13.4.1 通過GPRS和EPS支持IMS緊急呼叫 333
13.4.2 LTE和EPS支持LCS 334
13.4.3 增強的接入網發現和選擇功能 335
13.4.4 基於PMIP接口的多PDN連線到同一個APN 335
13.5 R10中的新技術 336
13.5.1 機器類型通信的網路改進 336
13.5.2 在人口密集地區的註冊 337
13.5.3 增強的家庭基站 337
13.5.4 基於GTP的S8連結 338
13.5.5 多接入PDN連線 338
13.6 小結 339
參考文獻 339
第14章 信令流程舉例 340
14.1 E-UTRAN附著——基於GTP 340
14.2 E-UTRAN附著——基於PMIP 347
14.3 伴隨S-GW改變的TA更新過程 349
14.4 基於PMIP的TA更新過程 353
14.5 網路發起的業務請求過程 354
14.6 基於S1接口的E-UTRAN內切換 356
14.7 基於S1接口的E-UTRAN內切換拒絕 360
14.8 E-UTRAN到UTRAN Iu模式的RAT間切換 361
14.9 GERAN A/Gb模式到E-UTRAN的RAT間切換 365
14.10 I-RAT切換取消 370
14.11 S2a接口基於PMIPv6協定的初始附著流程 371
14.12 3GPP E-UTRAN到cdma2000HRPD接入網路激活模式下的最佳化切換 373
14.12.1 預註冊階段 374
14.12.2 實際切換階段 375
14.13 小結 378
參考文獻 378
縮略語 379
