“十二五”国家重点图书出版规划项目 3GPP系统架构演进（SAE）原理与设计 第2版PDF电子书下载

第1章 SAE项目背景及概述 1

1.1 SAE项目背景 1

1.2 3GPP核心网演进路线 2

1.3 国内SAE技术的研究 8

1.4 3GPP LTE/SAE协议结构 9

1.5 小结 11

参考文献 11

第2章 SAE系统需求 12

2.1 概述 12

2.2 基本能力要求 13

2.3 多重接入和无缝移动性 15

2.4 性能需求 19

2.5 安全和私密性 19

2.6 计费需求 20

2.7 小结 20

参考文献 21

第3章 SAE网络架构与特性 22

3.1 SAE体系架构演进过程 22

3.1.1 架构需求 22

3.1.2 3GPP接入的架构演进过程 24

3.1.3 Non-3GPP接入的架构演进过程 33

3.2 基于GTP的体系架构 36

3.2.1 体系架构 36

3.2.2 网元功能 38

3.2.3 接口协议 45

3.3 基于PMIP的体系架构 51

3.3.1 体系架构 51

3.3.2 网元功能 55

3.3.3 接口协议 56

3.4 SAE网络与GPRS网络的比较 62

3.5 小结 64

参考文献 64

第4章 SAE基本概念与特性 66

4.1 移动性和连接管理模型 66

4.1.1 概述 66

4.1.2 移动性状态模型 67

4.1.3 EPS连接模型 68

4.2 跟踪区 69

4.3 永远在线和默认承载 71

4.4 IP特性的使用 73

4.4.1 IP地址分配 73

4.4.2 IP移动性管理的基本特征 79

4.5 MME池区域与S-GW服务区域 83

4.6 节点选择 85

4.6.1 P-GW选择 85

4.6.2 S-GW选择 88

4.6.3 ePDG的选择机制 88

4.6.4 DSMIPv6家乡链路检测功能 89

4.7 多PDN功能 89

4.8 负载均衡 91

4.8.1 概述 91

4.8.2 MME的负载均衡 92

4.8.3 S-GW的负载均衡 93

4.9 SAE中的UE能力处理 93

4.10 SAE中的标识及其使用 95

4.11 UE在ECM-IDLE状态下的可及性管理 101

4.12 UE的短消息可及性管理 102

4.13 Non-3GPP的网络发现及选择 103

4.14 小结 104

参考文献 105

第5章 基于GTP的移动性与位置管理 106

5.1 概述 106

5.2 网络附着 107

5.2.1 网络附着过程 107

5.2.2 默认承载的建立 108

5.2.3 附着请求中的APN 109

5.2.4 初始附着与切换附着 109

5.2.5 静态IP地址与动态IP地址 110

5.2.6 NAS安全性 111

5.3 跟踪区更新 111

5.3.1 跟踪区更新过程的触发 111

5.3.2 跟踪区更新过程 112

5.3.3 负载均衡 113

5.3.4 EPS承载上下文的同步 116

5.3.5 不同场景的跟踪区更新过程 116

5.4 业务请求 117

5.4.1 业务请求过程的触发与执行 117

5.4.2 业务请求与RRC连接建立 118

5.4.3 空闲状态下的用户平面终结点 119

5.4.4 承载的恢复 122

5.4.5 寻呼重传 122

5.4.6 下行数据的寻呼触发及限制 123

5.4.7 用户平面快速建立 123

5.5 S1连接释放 124

5.6 GUTI重分配 125

5.7 网络注销 125

5.7.1 注销过程的触发和类型 126

5.7.2 不同注销过程的特点 126

5.7.3 注销过程中MME与HSS的交互 129

5.8 HSS用户文件管理 129

5.9 多PDN连接 130

5.9.1 默认PDN连接 130

5.9.2 多PDN连接的建立 130

5.9.3 多PDN连接的释放 132

5.10 信令缩减 132

5.10.1 信令缩减的需求 132

5.10.2 方案选择 133

5.10.3 ISR的原理 135

5.10.4 TIN的使用 136

5.10.5 SGSNMME结合节点 137

5.10.6 M-TMSI与P-TMSI的映射 139

5.10.7 GUTI与RAI/P-TMSI的映射 140

5.10.8 周期性TAU与隐式注销 140

5.10.9 ISR的激活 141

5.10.10 ISR激活时的下行数据传输 143

5.10.11 ISR的去激活 143

5.10.12 ISR激活时的承载删除 144

5.10.13 ISR激活时的网络注销 144

5.10.14 承载状态的同步 146

5.11 E-UTRAN内部切换 147

5.11.1 E-UTRAN内部切换的类型 147

5.11.2 X2接口的必要性 148

5.11.3 S1切换的执行条件 150

5.11.4 MME/S-GW重定位的必要性 150

5.11.5 路径转换 151

5.11.6 CN间切换（数据前转） 153

5.11.7 未被接纳的承载的释放 154

5.12 小结 154

参考文献 154

第6章 基于MIP的移动性与位置管理 157

6.1 基于PMIPv6协议的3GPP接入系统移动性管理 157

6.1.1 S5/S8接口PMIP下的E-UTRAN初始附着 157

6.1.2 位置更新 159

6.1.3 网络去附着 159

6.1.4 多PDN连接 159

6.2 可信任Non-3GPP接入系统移动性管理 162

6.2.1 网络附着 162

6.2.2 网络去附着 170

6.2.3 多PDN连接建立 174

6.3 非信任Non-3GPP接入系统移动性管理 175

6.3.1 概述 175

6.3.2 网络附着 175

6.3.3 网络去附着 177

6.3.4 多PDN连接建立 179

6.4 Non-3GPP接入系统的位置管理 179

6.5 小结 180

参考文献 180

第7章 会话管理 181

7.1 基于GTP的承载管理 181

7.1.1 专用承载激活过程 181

7.1.2 伴随QoS更新的承载修改过程 182

7.1.3 P-GW发起的不伴随QoS更新的承载修改过程 183

7.1.4 承载删除的过程 183

7.1.5 UE请求的承载资源修改过程 185

7.1.6 承载建立时QoS的发起 186

7.1.7 专用承载的保留 187

7.1.8 承载标识的分配 187

7.1.9 承载修改过程的触发 188

7.1.10 QoS的改变对承载修改过程的影响 188

7.1.11 LBI的使用 189

7.1.12 PTI的使用 189

7.2 基于非GTP的承载管理 190

7.2.1 概述 190

7.2.2 承载的建立 191

7.2.3 承载的修改 192

7.2.4 承载的删除 193

7.3 小结 194

参考文献 194

第8章 QoS与PCC 195

8.1 SAE的QoS架构 195

8.1.1 概述 195

8.1.2 EPS承载QoS架构 195

8.1.3 EPS与3GPPUTRAN/GERAN之间QoS映射准则 204

8.2 SAE中PCC架构 205

8.2.1 概述 205

8.2.2 PCC的演进历史 206

8.2.3 EPS PCC架构选择 208

8.2.4 EPS PCC架构中多PCRF路由机制 213

8.3 SAE中的PCC/QoS机制 215

8.4 策略增强演进方向 221

8.5 小结 221

参考文献 222

第9章 SAE系统安全 223

9.1 用户的身份认证及AKA 223

9.2 密钥及生成 225

9.3 信令和用户数据的加密 227

9.4 信令的完整性保护 228

9.5 移动性管理过程中的安全 228

9.6 小结 231

参考文献 231

第10章 EPC与其他系统的互操作 232

10.1 3GPP系统间改变 232

10.1.1 3GPP系统间互操作架构 232

10.1.2 传统UMTS CN与EPC的连接方法选择 234

10.1.3 GGSN与EPC的共存 236

10.1.4 E-UTRAN与GERAN/UTRAN系统间RAU/TAU 237

10.1.5 空闲状态UTRAN/GERAN与E-UTRAN系统间改变 237

10.1.6 连接状态E-UTRAN与GERAN/UTRAN系统间改变 239

10.1.7 EPS承载与PDP上下文的映射 240

10.1.8 数据前转 242

10.1.9 MME与UMTS HSS间接口 244

10.2 基于PMIP的系统间切换 245

10.2.1 3GPP接入与Non-3GPP IP接入系统之间的普通切换 245

10.2.2 E-UTRAN接入系统与cdma2000之间的优化切换 255

10.2.3 3GPP接入系统与移动WiMAX系统之间的优化切换 261

10.2.4 Non-3GPP IP接入系统之间的切换特性 262

10.3 GTP网络与PMIP网络之间漫游的解决方案 267

10.3.1 直接对等解决方案 267

10.3.2 代理交互解决方案 268

10.4 小结 269

参考文献 269

第11章 SAE对IMS的影响 271

11.1 概述 271

11.2 IMS的本地路由疏导 272

11.2.1 本地路由疏导的场景 273

11.2.2 本地路由疏导的方案选择 275

11.3 IMS的媒体面路由优化 275

11.4 IMS本地路由疏导和媒体面路由优化的比较 281

11.5 小结 282

参考文献 282

第12章 SAE中的GTP 283

12.1 概述 283

12.2 GTP消息定义 283

12.2.1 GTP消息粒度 283

12.2.2 GTP消息定义规则 285

12.2.3 GTP消息头的增强 286

12.2.4 GTP的信元定义 287

12.2.5 消息的附带发送（Piggyback） 290

12.3 GTP隧道及可靠传输 291

12.3.1 GTP隧道 291

12.3.2 非可靠传输及序列号应答 293

12.3.3 消息嵌套的隐喻 295

12.4 异常处理 296

12.4.1 异常处理概述 296

12.4.2 部分节点失败处理 297

12.4.3 条件性可选参数 297

12.4.4 路径失败 298

12.5 GTP-U 298

12.5.1 用户平面特性概述 299

12.5.2 数据转发结束标识 299

12.5.3 序列号 300

12.5.4 错误指示消息 300

12.6 GTP端口及兼容性 300

12.7 小结 301

参考文献 301

第13章 LTE语音解决方案 302

13.1 概述 302

13.2 Voice over 2G/3G 302

13.2.1 CSFB 302

13.2.2 多模双通 314

13.2.3 其他方案 315

13.3 Voice over LTE 316

13.3.1 CS over PS 316

13.3.2 IMS Voice over LTE 321

13.4 小结 335

参考文献 336

第14章 机器类型通信 338

14.1 概述 338

14.2 过载控制 339

14.3 EAB 340

14.4 MTC网络架构 341

14.5 MTC用户标识 342

14.6 MTC终端设备触发 342

14.7 PS Only 343

14.8 小结 345

参考文献 345

第15章 WLAN分流技术 346

15.1 概述 346

15.2 WLAN分流场景及需求 347

15.3 WLAN分流关键技术 349

15.3.1 多接入PDN连接和IP流的移动性（MAPIM） 349

15.3.2 多接入PDN连接（MAPCON） 350

15.3.3 IP流移动性（IFOM） 351

15.3.4 非无缝接入 352

15.3.5 基于S2a接口的可信WLAN接入方式（SaMOG） 352

15.3.6 ANDSF增强 353

15.3.7 基于应用的ANDSF策略——DIDA 359

15.3.8 用于IP接口选择的运营商策略（OPPIIS） 361

15.3.9 ANDSF与其他选网方式的区别 362

15.3.10 基于位置的WLAN网关选择（LOBSTER） 363

15.4 可信WLAN接入主要功能及流程 364

15.4.1 可信WLAN接入的场景 364

15.4.2 对终端无影响的解决方案的假设 364

15.4.3 对终端无影响方案架构 365

15.4.4 IP地址分配 367

15.4.5 附着过程 367

15.4.6 终端/TWAN发起的去附着和PDN连接释放过程 369

15.4.7 HSS/AAA发起的去附着过程 370

15.4.8 P-GW发起的资源分配去激活过程 371

15.4.9 专用承载激活过程 372

15.4.10 P-GW发起的承载修改过程 373

15.4.11 HSS发起的承载修改过程 374

15.5 小结 375

参考文献 375

第16章 家庭基站技术 376

16.1 家庭基站基本功能 376

16.1.1 家庭基站的背景和应用 376

16.1.2 家庭基站的业务需求 377

16.1.3 家庭基站的基本架构 378

16.2 家庭基站分流技术 387

16.2.1 LIPA/SIPTO场景及需求 387

16.2.2 解决方案 389

16.2.3 关键技术 412

16.2.4 技术研究现状 417

16.3 小结 418

参考文献 418

第17章 应急通信技术 421

17.1 概述 421

17.2 紧急呼叫系统架构 421

17.2.1 IMS系统架构要求 421

17.2.2 EPS功能要求 423

17.3 紧急呼叫业务实现 425

17.3.1 EPC承载层实现 425

17.3.2 IMS业务层实现 430

17.4 优先服务技术 433

17.5 小结 436

参考文献 437

第18章 中继技术 438

18.1 中继架构的需求和特点 438

18.1.1 背景 438

18.1.2 应用场景 439

18.1.3 架构设计需求 440

18.1.4 RN架构所支持的UE移动性 440

18.2 E-UTRAN中的中继架构选择 441

18.2.1 概述 441

18.2.2 候选架构 442

18.2.3 方案选择 444

18.2.4 固定Relay的架构 445

18.3 中继的网络特性 447

18.3.1 RN的附着 447

18.3.2 RN的服务节点选择 449

18.3.3 RN的注销 449

18.3.4 RN的QoS模型 449

18.4 移动中继概述 451

18.4.1 需求场景 451

18.4.2 现有方案介绍 451

18.4.3 候选方案 452

18.5 小结 454

参考文献 455

附录 信令流程举例 456

附录1 E-UTRAN附着——基于GTP 456

附录2 E-UTRAN附着——基于PMIP 463

附录3 伴随S-GW改变的TA更新过程 465

附录4 基于PMIP的TA更新过程 469

附录5 网络发起的业务清求过程 470

附录6 基于S1接口的E-UTRAN内切换 472

附录7 基于S1接口的E-UTRAN内切换拒绝 476

附录8 E-UTRAN到UTRAN Iu模式的RAT间切换 477

附录9 GERAN A/Gb模式到E-URAN的RAT间切换 482

附录10 I-RAT切换取消 486

附录11 S2a接口基于PMIPv6协议的初始附着流程 487

附录12 3GPP E-UTRAN到cdma2000 HRPD接入网络激活模式下的优化切换 489

附录12.1 预注册阶段 490

附录12.2 实际切换阶段 491

小结 494

参考文献 494

缩略语 495