LTE_EPC 网络结构及演进

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LTE网络结构

LTE网络结构

网络结构:
LTE网络实体:
整个TD-LTE系统由3部分组成:
•核心网(EPC, Evolved Packet Core )
•接入网(eNodeB)
•用户设备(UE)EPC分为三部分:
•MME (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分)
•S-GW (Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分)
•P-GW (PDN Gateway,负责用户数据包与其他网络的处理) 接入网(也称E-UTRAN)由eNodeB 构成网络接口
•S1接口:eNodeB与EPC
•X2接口:eNodeB之间
•Uu接口:eNodeB与UE
EPC与E-UTRAN功能划分
EPC与E-UTRAN功能简述
eNB功能:
•无线资源管理相关的功能,包括无线承载控制、接纳控制、连接移动性管理、上/下行动态资源分配/调度等;
•IP头压缩与用户数据流加密;
•UE附着时的MME选择;
•提供到S-GW的用户面数据的路由;
•寻呼消息的调度与传输;
•系统广播信息的调度与传输;
•测量与测量报告的配置。

MME功能:
•寻呼消息分发,MME负责将寻呼消息按照一定的原则分发到相关的eNB;
•安全控制;
•空闲状态的移动性管理;
•EPC承载控制;
•非接入层信令的加密与完整性保护。

服务网关功能:
•终止由于寻呼原因产生的用户平面数据包;
•支持由于UE移动性产生的用户平面切换。

PDN网关功能:
•逐用户数据包的过滤和检查。

LTE网规网优基础知识问答

LTE网规网优基础知识问答

LTE网规网优基础知识问答目录一、LTE概述与基本原理 (2)1. LTE基本概念及发展历程 (3)2. LTE网络架构与主要组件 (4)3. LTE关键技术及特点 (5)二、网规基础知识 (7)1. 网规概述及重要性 (8)2. 网络规划目标与原则 (10)3. 网络规划流程 (10)4. 基站选址与布局规划 (11)5. 频率规划与干扰协调 (12)三、网优基础知识 (14)1. 网络优化概述及目的 (15)2. 网络优化流程与方法 (16)3. 无线网络性能评估指标 (18)4. 容量优化与负载均衡技术 (19)5. 覆盖优化与信号增强措施 (20)四、LTE系统性能参数与配置优化 (22)1. 系统性能参数介绍 (24)2. 性能参数配置与优化策略 (25)3. 小区间干扰协调与优化方法 (27)4. 基站设备配置与优化建议 (28)五、LTE网络故障排查与处理 (30)1. 网络故障分类与识别方法 (31)2. 常见故障原因分析及处理措施 (32)3. 故障处理流程与案例分析 (32)4. 网络维护与管理技巧分享 (34)六、案例分析与实践经验分享 (35)1. 成功案例介绍与分析角度 (36)2. 实践中的经验教训总结 (38)3. 案例中的优化策略与实施效果评估 (39)七、LTE发展趋势与展望 (40)1. LTE技术发展趋势分析 (42)2. 新技术在LTE网络中的应用前景探讨 (43)一、LTE概述与基本原理LTE(Long Term Evolution,长期演进)是一种标准的无线宽带通信,主要用于移动设备和数据终端,其设计目标是提供一种高速、低延迟、高连接性的无线通信服务。

LTE的发展是为了满足移动通信市场的需求,特别是在3GPP的长期演进计划中,旨在解决3G网络中的瓶颈问题,提高无线通信的速度和质量。

LTE的关键技术包括正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、密集波分复用(Dense WDM)、链路自适应技术等。

EPC基本原理

EPC基本原理

TAI:TrackingAreaIdentity
TAI=MCC+MNC+TAC(TrackingAreaCode)
第16页
16
网元选择(eNB选择MME)
如果eNodeB收到的Attach消息中携带有GUTI信息,eNodeB 从GUTI得到GUMMEI信息(之前服务该UE的oldMME的标识) ,eNodeB判断是否在该oldMME的范围内,如果在,eNodeB 向该MME发送attach请求,如果不在,eNodeB为该UE重新选 择一个MME。
GUTI:GlobalUniqueTemporaryUEIdentity
GUTI= GUMMEI+M-TMSI----4G
=
(MCC+MNC+MMEI)+M-TMSI
=
(MCC+MNC+(MMEGI+MMEC))+M-TMSI
=
(MCC+MNC+MMEGI)+S-TMSI
寻呼UE时,使用的是S-TMSI
第4页
4
EPC逻辑网元
eNodeB
MME
S-GW PDN-GW
MME
• 移动性管理 • 会话管理 • 用户鉴权和密钥管理 • NAS信令的加密和完整性保
护 • S-GW及P-GW选择 • 切换过程中的MME/SGSN
选择 • 信令面合法监听 • TAIList的分配和管理
ServingGateway
S1-U S-GW
PDN-GW
Rx
SGi Operator’s IPService
第12页
12
3GPP漫游-用户面由本地疏导、AF由归属域提供

4G核心网的介绍LTE和EPC的介绍课件

4G核心网的介绍LTE和EPC的介绍课件
4. 反馈网络堵塞的情况
5. 获取计费系统信息,反馈话 费使用情况等。
HSS
Home Subscriber Servers是存储用 户签约信息数据库,与2G/3G 中的HLR类似功能有:
1. 用户标识、编号和路由信息 2. 用户安全信息,用于鉴权和授
权的网络接入控制信息 3. 用户位置信息 4. HSS用于鉴权、完整性保护和
S1-U
eNodeB
HSS S-GW
PCRF
S9
Gx
S5/8
SGi
P-GW
热点商用部署阶段目标: 实现核心网2G/TD/LTE融合组网 验证核心网统一计费,统一运维 部署方案: 部署Diameter信令网;引入新号段,用于发展LTE用户 现网SGSN升级为SGSN/MME,GGSN升级为S-GW/P-GW 统一进行网管部署 与计费平台对接
Control plane User plane Internet
EPS规模部署
Gb
GPRS
BTS
Iu
BSC/PCU
MME POOL
TD
NodeB RNC
LTE
eNodபைடு நூலகம்B
S1-MME
S12 S11 S1-U
S6a
HSS
PCRF
S9
Gx
SGi
S-GW/P-GW POOL
Control plane User plane Internet
关)和MME(移动性管理) ❖ LTE与EPC多对多连接 8
2G/3G网络架构与LTE/EPC架构 的映射关系
9
EPS架构概述
SGSN
Gb
GPRS
BTS
Iu
BSC/PCU

(完整版)LTE网络架构

(完整版)LTE网络架构

LTE的网络架构2014-01-13 10:45:27| 分类:LTE|举报|字号订阅1、系统架构:LTE采用扁平化、IP化的网络架构,E-UTRAN用E-NodeB替代原有的RNC-NodeB结构,各网络节点之间的接口使用IP传输,通过IMS承载综合业务,原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载。

E-UTRAN,由eNB构成;EPC (Evolved Packet Core),由MME(Mobility Management Entity),S-GW(Serving Gateway)以及P-GW(PDN Gateway)构成。

E-UTRAN主要的开放接口包括:S1接口:连接E-UTRAN与CN;X2接口:实现E-NodeB之间的互联;LTE-Uu接口:E-UTRAN的无线接口;2、系统网元:网元功能:2.1 eNB主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体,用户通信过程中的控制面和用户面的建立,管理和释放;以及部分无线资源管理rrm方面的功能。

无线资源管理(RRM);用户数据流IP头压缩和加密;UE附着时MME选择功能;用户面数据向Serving GW的路由功能;寻呼消息的调度和发送功能(源自MME和O&M的)广播消息的调度和发送功能;用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能。

基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型。

上行传输层数据包的分类标示2.2 MMENAS信令,NAS信令安全;认证;漫游跟踪区列表管理;3GPP接入网络之间核心网节点之间移动性信令;空闲模式UE的可达性;选择PDN GW 和Serving GW;MME改变时的MME选择功能;2G、3G切换时选择SGSN;承载管理功能(包括专用承载的建立);2.3 S-GWeNodeB之间切换时本地移动性锚点和3GPP之间移动性锚点;在网络触发建立初始承载过程中,缓存下行数据包;数据包的路由[SGW可以连接多个PDN]和转发;切换过程中,进行数据的前转;上下行传输层数据包的分类标示;在漫游时,实现基于UE,PDN和QCI粒度的上下行计费;合法性监听;2.4 P-GW基于单个用户的数据包过滤;UE IP地址分配;上下行传输层数据包的分类标示;上下行服务级的计费(基于SDF,或者基于本地策略);上下行服务级的门控;上下行服务级增强,对每个SDF进行策略和整形;基于AMBR的下行速率整形基于MBR的下行速率整上下行承载的绑定;合法性监听;3、系统接口:3.1 S1接口S1用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间,用户平面协议伐如下图所示,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。

LTE信令与协议

LTE信令与协议

LTE信令与协议:LTE信令与协议基础:LTE/EPC网络结构:图 1 LTE基本网络架构这是一张非常有名的LTE架构图,从图中可以看出,整个网络构架被分为了四个部分,包括由中间两个框框起来的E-UTRAN部分和EPC部分,还有位于两边的UE和PDN两部分。

在日常生活中,UE就可以看作是我们的手机终端,而PDN可以看作是网络上的服务器,E-UTRAN可以看作是遍布城市的各个基站(可以是大的铁塔基站,也可以是室内悬挂的只有路由器大小的小基站),而EPC可以看作是运营商(中国移动/中国联通/中国电信)的核心网服务器,核心网包括很多服务器,有处理信令的,有处理数据的,还有处理计费策略的等等。

UE:全称是User Equipment,用户设备,就是指用户的手机,或者是其他可以利用LTE上网的设备。

eNB:是eNodeB的简写,它为用户提供空中接口(air interface),用户设备可以通过无线连接到eNB,也就是我们常说的基站,然后基站再通过有线连接到运营商的核心网。

在这里注意,我们所说的无线通信,仅仅只是手机和基站这一段是无线的,其他部分例如基站与核心网的连接,基站与基站之间互相的连接,核心网中各设备的连接全部都是有线连接的。

一台基站(eNB)要接受很多台UE的接入,所以eNB要负责管理UE,包括资源分配,调度,管理接入策略等等。

eNB功能:无线资源管理相关的功能,包括无线承载控制、接纳控制、连接移动性控制、上/下行动态资源分配/调度等;IP头压缩与用户数据流加密;UE附着时的MME选择;提供到S-GW的用户面数据的路由;寻呼消息的调度与传输;系统广播信息的调度与传输;测量与测量报告的配置。

MME:是Mobility Management Entity的缩写,是核心网中最重要的实体之一,提供以下的功能:NAS 信令传输、用户鉴权与漫游管理(S6a)、移动性管理、EPS承载管理。

在这里所述的功能中,NAS信令指的是三层信令,包含EMM, ESM 和NAS 安全。

LTE引入后EPC核心网网络建设与演进探讨

( 2)S VL T E
S VL TE ( S i eu r l t a n e o u s Vo i c e a n d L T E)即双 待手 机 方 式 ,手 机 同时 工作 在 L TE f U CS 方 式 下 ,前 者提 供 数 据 业 务 ,后 者 提供 语 音 业 务 。这 是纯 粹 基 于 手机 的 方 案 ,对 网络 无特 别 要 求 ,不 需 要 部 署 I MS ,缺 点是 手机 成 本高 、耗 电高 。 目前 已经 有CDMA 1 XS  ̄ H L T E的 双 待 手机 ,被 一 些 CDMA运 营 商 采 用作 为 I Ms 部 署之 前 的过渡 方 案 。 ve r i z o n 在2 0 1 0 年 底 商用 L TE,L TE网络覆 盖 还不 完 善 ,互 操 作 技 术在 当时 尚未 成 熟 ,为 了快 速 抢 占市 场 ,就 采用 基 于双 射 频 系统 CDMA和 L TE 双 模 终端 的 S VL T E 技 术 实现语 音 的同步 支持 。
( 3)S RVCC
S 1 0 3 接 口 ,需要 网络进 行 改 动 ,增 加 了 不 同设 备 商之
间对 接 的 难度 ;而 非 优 化切 换 实 现 简单 ,并 且 所 有 支 持c DMA2 0 ( ) ( ) 和L T E的双 模 终 端都 支持 非 优化 切 换方 式 。 因此 在 L T E部L TE  ̄ HRP D的互操 作可 采 用 非 优 化切 换 方 式 ,在 网络 部 署 成 熟和 终 端 支 持 后逐 步过 渡 到 优
化 切换 方 式 。
4 . 2 L T E 与C DMA网络 的语 音互操作
L T E 和 CDMA2 0 0 0 的语 音 业 务互 操 作 需求 场 景相 对 比较 简 单 ,主要 是 为 了确 保 语 音 业 务 的连 续 性 。但 从 实现 方 式 来说 ,由于 涉及 到终 端 的 多样 性 ,语 音互 操 作涉 及 的方 案远 远 比 数 据 的 互操 作 多样 。对 于 L TE 网络 不 部 署 语音 业 务 时 ,语 音 的互 操 作方 案 主 要 包括 cs F B 和s vL TE 两 种 ;对于 L TE网络部 署语 音 业 务及 支 持 Vo I P  ̄ ,主要 采 用S RV CC方 式 。以 下就 三种互 操作 的方 式技 术做 简单 的介绍 。

中国电信EPC核心网解决方案介绍

S1建立时,MME将权重下发给eNodeB,eNodeB 根据权重建立负荷分担策略;
MME可以通过配置更新消息更新权证,eNode根据 新的权证调整负荷分担策略;
稳态网络,权重不应经常调整。
MME MME1 MME2 MME3
Weight 1 1 2
Distribution rate 25% 25% 50%
Page 9
MME POOL_负载均衡原理
MME 1 Weight=1
MME 2 Weight=1
MME 3 Weight=2
1
2
34
SGW 1 SGW 2
MME weight factor
eNB
1:1:2
12
3
4
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
根据POOL内各MME的容量,在MME上配置本局的 权重(Weight);
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Page 3
LTE/EPC产业链基本成熟 步入规模商用时代
• 3GPP关于 LTE/EPC 的标准已经完备 • LSTI宣布目前已经进入到用户测试阶段 • NGMN 已经确认LTE为下一代网络标准
全球LTE 用户数发展趋势:
• 截止2012年8月中旬,美国CDMA运营商Verizon无线已在全 国371个市场开通了LTE服务,相当于覆盖美国四分之三的人 口,而Verizon的目标是到2012年底开通LTE服务的市场达到 400个.
德国TO2:2011年7月1日正式商用LTE,现网GU PS由华 为提供。德国政府要求所用运营商在建设LTE网络时,必 须向网络覆盖区域提供语音业务,华为助力TO2升级现 网PS设备,采用CSFB技术部署了世界首个VoLTE网络。

LTE核心网应知应会

1.什么是LTE?LTE的全称是Long Term Evolution(长期演进)2.EPC的全称是什么:Evolved Packet Core (演进的分组核心网)3.目前中国电信LTE的主要规范《关于印发LTE(混合组网)网络技术体制(试行)及系列技术规范(试行)的通知》(中国电信〔2013〕448号)《关于印发中国电信LTE相关规范和指导意见的通知》(中国电信网发〔2013〕31号)4.LTE EPC系统的网络架构EPC中的核心网络设备包括移动性管理设备(MME)、服务网关(S-GW)、PDN网关(P-GW)以及用于存储用户签约信息的HSS和用于计费和策略控制的单元(PCRF)等组成,同时EPC网络还要支持CDMA eHRPD的接入。

5.MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)主要功能是什么?主要功能是处理NAS信令及接入安全验证,跟踪区域(Tracking Area)列表的管理,移动性管理,会话管理(对EPS承载的激活、修改和释放,以及接入网侧承载的释放和建立),PGW和Serving GW的选择,跨MME切换时对于MME的选择,鉴权,漫游控制及IP地址分配,以及UE在ECM-IDLE 状态下可达性管理(包括寻呼重发的控制和执行)。

6.S-GW(Serving Gateway,服务网关)主要功能是什么?是面向eNodeB终结SI-U接口的网关。

S-GW对基于GTP的S5/S8接口可以提供的主要功能有当eNodeB间切换时作为本地锚定点并协助完成eNodeB的重排序功能,合法监听以及数据包的路由和前传,根据每个UE ,PDN和QCI的上行链路和下行链路的相关计费等。

7.P-GW(PDN Gateway,PDN网关)主要功能是什么?是面向PDN终结于Sgi接口的网关。

如果UE访问多个PDN,UE将对应一个或者多个PDN GW。

PDN-GW 对基于GTP的S5/S8提供的主要功能有基于用户的包过滤,合法监听,UE的IP地址分配,在上行链路中进行数据包传送级标记,上下行服务等级计费以及服务水平门限的控制,和基于业务的上下行速率的控制。

LTE和EPC


PDN Gateway
PGW位于用户面,是面向PDN终 结与SGi接口网关,功能有: 1. IP地址分配:用户UE的IP地 址是由PGW 来分配的,静态 和动态。 2. 会话管理:支持EPS承载管理 功能,建立、修改、释放,能 根据APN进行域名解析并寻 址到外网。 3. PCRF选择 4. 路由选择数据转发 5. QoS控制 6. 计费 7. 策略和计费执行
部署方案:

©2009 BOCO Inter-Telecom Co. All rights reserved.
EPS规模部署
Gb
MME POOL
S6a
GPRS
HSS PCRF
S9
BTS
BSC/PCU
Iu
Control plane User plane
TD
NodeB
RNC
S12
S1-MME
X2
S1
S1
X2
S1
E-UTRAN
EPS网络架构
LTE关键技术扁平网络:

取消RNC,大部分功能下放到eNB,少 部分上升到EPC 取消CS域,纯PS域 用户面和信令面分离,SGW(服务网
关)和MME(移动性管理)
LTE与EPC多对多连接
9
©2009 BOCO Inter-Telecom Co. All rights reserved.
S11
Gx
LTE
S1-U
SGi
Internet
eNodeB S-GW/P-GW POOL
规模部署阶段目标:


全网G/T/L融合组网
用户数据全面融合 SGSN/GGSN全部升级为MME及S-GW/P-GW,多种制式共接入,简化网络结构 2/3G用户逐渐向4G用户迁移; MME及S-GW/P-GW组POOL,提升网络安全并实现设备间的负载均衡
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In roaming case the PCRF is split into vPCRF and hPCRF with S9 interface
Soc Classification level 8 © Nokia Siemens Networks Presentation / Author / Date
Visited Operator Services
MME
Internet
Local Breakout allows traffic routing directly to visited service networks and internet
Soc Classification level 9 © Nokia Siemens Networks Presentation / Author / Date
Pre R8 2G/3G
P-CSCF w/SBC
BTS
BSC
Ia BG
R8 2G
S12 DT NodeB RNC Iu_c
PGW SGi
S4
SGi Internet
R8 3G
S11 uSGSN S1-U S3 S6a SGs MME
Control plane User plane
CNR
Operator services
RAN Evolved Packet Core
BSC
2G
Gb S16 SGSN S4
Gxc(*) Gx SGW PGW
PCRF
3G
NodeB
RNC Iu S12 S3
Rx+ SGi
S5
LTE
eNodeB
S1-U S1-MME MME S10 S11 Gr/S6d S6a
Operator Services Internet Corporate Services
PCRF MME
S1-MME eNodeB S11 SGW S5-GTP S10 S11 PGW SGi Gx
Rx+
LTE
S1-U S1-MME
Operator Services Internet
S6a
MME
Corporate Services
Basic EPS architecture defined in 3GPP TS 23.401 Includes the functionality for connectivity through E-UTRAN GTPv2 is C-Plane protocol in Core Network
HSS
S8b is the roaming variant of S5PMIP, and used when P-GW is at Home PLMN
S6a
Gxc interface is added since PMIP does not support QoS information delivery.
Control plane User plane
Nokia Siemens Networks EPC Solution
A-SBC BTS/NodeB BSC/RNC Gb Iu R7 DT 2G SGSN Gb Gn Gn Gx Gm S4 SGi S5 SGW SGSN PCRF Rx Mg/Mi MGCF Mn MGW IMS Core S/I-CSCF Mw
Evolved Packet System (EPS) Architecture Subsystems
• The EPS architecture goal is to optimize the system for packet data transfer. • There are no circuit switched components. The EPS architecture is made up of: – EPC: Evolved Packet Core, also referred as SAE – eUTRAN: Radio Access Network, also referred as LTE
Architecture with S4 interface is called also Common Core • GTPv2 control plane interfaces from MME and SGSN to Serving GW • EPS bearers in MME and SGSN (PDP context still in 2G/3G UE and RAN) Common Gateway • Use of S-GW as a 3GPP local anchor • Usage of P-GW as IP point of attachment • Roaming between S-GW and P-GW • Similar usage of QoS • Common policy control by PCRF Registers • Common register interface • MME/SGSN seen as a one element For optimized use the SGSN/MME can be implemented in the combined element • Combined SGSN/MME for all 3GPP accesses • Shared subscriber data • Intersystem mobility inside of element • Same feature set where applicable
EPS Architecture
LTE or eUTRAN SAE or EPC
• EPC provides access to
external packet IP networks and performs a number of CN related functions (e.g. QoS, security, mobility and terminal context management) for idle and active terminals • eUTRAN performs all radio interface related functions
PCRF Gx Rx+
Gb Iu
SGSN SGSN
S4 SGW S8a S3 PGW
3G/HSPA+
LTE
S12 S1-U S1-MME S11
SGi
Gr/S6d
Operator Services
Internet
Corporate Services
HSS
MME
ห้องสมุดไป่ตู้
S6a
Serving GW in the Visited PLMN and PDN GW at home PLMN S8a is the roaming variant of S5-GTP, and used when P-GW is at home PLMN
LTE/EPC Evolved Packet Core Workshop
Introduction to EPC & Architecture Evolution
Soc Classification level 1 © Nokia Siemens Networks
Presentation / Author / Date
Soc Classification level 3 © Nokia Siemens Networks Presentation / Author / Date
HSS
Control plane User plane
Non-roaming architecture for eUTRAN – S5(PMIP)
RAN
2G
VPLMN
vPCRF S9 Gb Iu SGSN Gxc S4 SGW S8b S3 S1-U
HPLMN
hPCRF Gx Rx+ PGW SGi
3G/HSPA+
LTE
S12
S1-MME
MME
S11
Gr/S6d
Operator Services
Internet
Corporate Services
HSS
* Needed only with S5 PMIP
Soc Classification level 5 © Nokia Siemens Networks Presentation / Author / Date
Control plane User plane
Non-roaming architecture for 3GPP accesses 2/2
MK u Control plane User plane
S5
Soc Classification level 11 © Nokia Siemens Networks
Control plane User plane
Roaming architecture for Local Breakout
HSS
hPCRF
HPLMN
Gr/S6d S6a S9
Gxc SGSN S4 SGW S5 SGi S3 S3 S11 PGW Gx Rx+ vPCRF
VPLMN
3GPP access
eUTRAN Evolved Packet Core
Gxc
PCRF
Gx
MME
S1-MME eNodeB
S11
SGW S5-PMIP
PGW SGi
Rx+
LTE
S1-U S1-MME S10 S11
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