第1部分 EPC的背景和愿望 1
第1章 移动宽带与核心网演进 1
1.1 一个全球化标准 2
1.2 EPC的起源 3
1.2.1 3 GPP无线接入技术 3
1.2.2 3GPP2无线接入技术 5
1.2.3 SAE——在不同网络之间架起了桥梁 5
1.3 转移价值链 6
1.4 本书使用的术语 6
第2部分 EPS概述 8
第2章 架构概览 8
2.1 EPS架构 8
2.1.1 LTE网络中的IP连接 11
2.1.2 LTE接入网的新型功能 14
2.1.3 LTE与GSM/GPRS或WCDMA/HSPA间的交互 15
2.1.4 3GPP语音业务 20
2.1.5 LTE和CDMA网络的交互 21
2.1.6 3GPP接入技术和非3GPP接入技术间的交互 23
2.1.7 蜂窝网络中对广播的支持 25
2.1.8 位置服务 26
2.1.9 微型小区和本地接入的优化 26
2.1.10 其他特性 27
2.1.11 结构概述的总结 28
2.2 移动网络无线技术 28
2.2.1 移动服务的无线网络概览 28
2.2.2 无线网络功能 30
2.2.3 GSM 32
2.2.4 WCDMA 32
2.2.5 LTE 33
第3章 EPS部署场景和运营商实例 39
3.1 场景1：部署LTE/EPC的现有GSM/GPRS或WCDMA/HSPA运营商 40
3.1.1 第一阶段——初始化EPC部署 41
3.1.2 第二阶段——现存分组核心的聚合 43
3.1.3 第三阶段——进一步优化通用分组核心 46
3.2 场景2：现有CDMA运营商的LTE/EPC部署 47
3.3 场景3：部署LTE/EPC的新运营商 48
第4章 EPS中的数据业务 50
4.1 消息业务 51
4.2 机器间通信（M2M） 52
4.2.1 工业和企业使用场景 52
4.2.2 社会性——M2 M和可持续发展 53
第5章 EPS中的语音服务 54
5.1 LTE网络上实现语音服务 54
5.2 基于IMS技术的语音服务 54
5.3 SRVCC——单频语音呼叫连续性 56
5.4 电路交换回退 56
5.5 MMTel/SRVCC和CSFB的比较 57
5.6 IMS紧急呼叫和优先服务 57
第3部分 EPS主要概念和服务 59
第6章 会话管理和移动性 59
6.1 IP连接性和会话管理 59
6.2 会话管理、承载和QoS 66
6.2.1 概述 66
6.2.2 E-TURAN接入的EPS承载 67
6.2.3 EPS和GERAN/UTRAN接入的会话管理 71
6.2.4 其他接入的会话管理 73
6.3 用户身份标识和相关的传统身份标识 73
6.3.1 用户永久标识 73
6.3.2 用户临时标识 74
6.3.3 与2G/3 G中用户身份标识的关系 75
6.4 移动性原则 76
6.4.1 概述 76
6.4.2 3 GPP接入族的移动性 76
6.4.3 空闲模式信令缩减（ISR） 79
6.4.4 闭合用户组 82
6.4.5 E-UTRAN和HRPD之间的移动性 85
6.4.6 3 GPP接入和非3GPP接入间的通用移动架构 86
6.4.7 接入网发现和选择 91
6.5 与管理的WLAN网络之间的交互 95
6.6 池化、过载保护和拥塞控制 97
第7章 安全功能 102
7.1 安全介绍 102
7.2 安全服务 102
7.3 网络接入安全 105
7.3.1 E-UTRAN中的接入安全 105
7.3.2 与GERAN/UTRAN的交互 109
7.3.3 针对IMS紧急呼叫的特殊考虑 111
7.3.4 可信和不可信的非3GPP接入 111
7.3.5 可信非3GPP接入中的接入安全 111
7.3.6 不可信非3GPP接入中的接入安全 114
7.3.7 基于主机的移动性（DSMIPv6）的特殊考虑 115
7.4 网络域安全 116
7.5 用户域安全 117
7.6 家庭eNB和NB的安全问题 117
7.6.1 H（e） NB安全架构 118
7.6.2 封闭用户组 119
7.6.3 设备认证 119
7.6.4 托管方认证 120
7.6.5 回程链路安全 120
7.6.6 位置验证 121
7.7 法律干预 121
第8章 服务质量、计费和策略控制 124
8.1 服务质量（QoS） 124
8.1.1 E-UTRAN中的QoS 125
8.1.2 与GERAN/UTRAN的交互 132
8.1.3 与其他接入方式交互时QoS方面的内容 133
8.2 策略控制和计费控制 133
8.2.1 PCC架构 134
8.2.2 PCC基本概念 137
8.2.3 网络侧发起的QoS控制和终端侧发起的QoS控制 146
8.2.4 PCC和漫游 147
8.2.5 3GPP Release 8以来的PCC新增特征 149
8.2.6 固定宽带接入的PCC支持 160
8.3 计费 162
第9章 选择功能 170
9.1 选择功能架构 170
9.2 MME、SGSN、 SGW和PDN GW的选择 171
9.2.1 选择过程概述 171
9.2.2 DNS基础设施的使用 173
9.2.3 MME选择 176
9.2.4 EPS中的SGSN选择功能 177
9.2.5 GW选择概述 178
9.2.6 PDN GW选择功能 178
9.2.7 Serving GW选择功能 180
9.2.8 切换（非3GPP接入）和PDN GW选择 181
9.3 PCRF选择 181
第10章 用户数据管理 184
10.1 家乡用户服务器 184
10.2 用户配置文件库 188
10.3 用户数据汇聚 189
10.3.1 UDC整体描述 190
10.3.2 前端和用户数据库 191
第11章 语音和应急服务 192
11.1 基于电路交换技术的语音业务 192
11.2 基于IMS技术的语音服务 193
11.3 MMTel及其架构 195
11.4 VoLTE 196
11.5 T-ADS 198
11.6 单一无线语音呼叫连续性 198
11.7 IMS集中化服务（ICS） 200
11.7.1 业务集中化和连续性应用服务器（SCC-AS） 201
11.7.2 从E-UTRAN至GERAN或UTRAN的SRVCC 201
11.8 E-UTRAN切换至CDMA 1xRTT的SRVCC 203
11.9 电路交换域回落（CSFB） 204
11.10 电路交换与VoLTE的迁移路径和共存 208
11.11 IMS紧急呼叫的EPS紧急承载服务 209
11.12 多媒体优先服务 213
第12章 LTE广播 219
12.1 背景和主要概念 219
12.2 MBMS解决方案概述 221
12.3 MBMS用户服务 222
12.4 MBMS移动网络架构 225
12.4.1 架构概览 225
12.4.2 接口 226
12.5 MBMS承载服务 227
12.5.1 会话开启 228
12.5.2 会话停止 229
12.5.3 会话更新 229
第13章 定位功能 231
13.1 定位解决方案 231
13.2 定位架构与协议 233
13.3 定位方法 234
13.4 定位报告格式 235
13.5 EPS定位实体和接口 235
13.6 定位过程 237
第14章 卸载功能和同时多接入 238
14.1 介绍 238
14.2 3GPP无线接入网络卸载——同时多接入 239
14.2.1 多接入PDN连接性（MAPCON） 239
14.2.2 IP流移动性（IFOM） 240
14.2.3 非无缝WLAN卸载（NSWO） 241
14.3 卸载核心和传输网络——有选择的IP流量卸载（SIPTO） 242
14.4 到本地网络的访问——本地IP访问（LIPA） 244
第4部分 EPC的具体细节 248
第15章 EPS网络实体和接口 248
15.1 网络实体 249
15.1.1 eNodeB 250
15.1.2 MME 250
15.1.3 Serving GW 250
15.1.4 PDN GW 251
15.1.5 PCRF 251
15.1.6 家庭基站子系统和相关实体 251
15.2 UE、 eNodeB和MME的控制平面（S1-MME） 252
15.3 基于GTP的接口 253
15.3.1 控制平面 253
15.3.2 MME？MME…（s10） 254
15.3.3 MME？Serving GW（S11） 254
15.3.4 Serving GW？PDN GW（S5/S8） 255
15.3.5 SGSN？MME（S3） 255
15.3.6 SGSN？Serving GW（S4） 255
15.3.7 SGSN？SGSN（S16） 256
15.3.8 可信的 WLAN接入网络？PDN GW （S2a） 256
15.3.9 ePDG？PDN GW（S2b） 256
15.3.10 用户面 256
15.3.11 eNodeB？Serving GW（S1-U） 256
15.3.12 UE？eNodeB？Serving GW？PDN GW（GTP-U） 257
15.3.13 UE？BSS？SGSN？Serving GW？PDN GW（GTP-U） 257
15.3.14 UE？UTRAN？Serving GW？PDN GW（GTP-U） 258
15.3.15 UE？UTRAN？SGSN？Serving GW？PDN GW（GTP-U） 258
15.3.16 UE？可信WLAN接入网络？PDN GW （GTP-U） 258
15.3.17 UE？ePDG？PDN GW（GTP-U） 259
15.4 基于PMIP的接口 259
15.4.1 Serving GW-PDN GW（S5/S8） 259
15.4.2 可信非3GPP接入——PDN GW（S2a） 261
15.4.3 ePDG-PDN GW（S2b） 262
15.5 基于DMISPv6接口（UE-PDN GW （S2 C） ） 263
15.6 与HSS相关的接口和协议 264
15.6.1 概述 264
15.6.2 MME-HSS（S6a）和SGSN-HSS（ S6d） 264
15.7 与AAA相关的接口 265
15.7.1 概述 265
15.7.2 AAA服务器-HSS （SWx） 266
15.7.3 可信非3GPP接入-3GPP AAA服务器／代理（STa） 267
15.7.4 不可信的非3GPP IP接入-3GPP AAA服务器／代理（SWa） 269
15.7.5 ePDG-3GPP AAA服务器／代理（SWm） 270
15.7.6 PDN GW-3GPP AAA服务器／代理（S6b） 272
15.7.7 3GPP AAA代理-3GPP AAA服务器／代理（SWd） 273
15.8 PCC相关接口 274
15.8.1 概述 274
15.8.2 PCEF- PCRF （Gx ） 274
15.8.3 BBERF-PCRF（Gxa/Gxc ） 275
15.8.4 PCRF-AF （Rx ） 276
15.8.5 TDF-PCRF（Sd） 277
15.8.6 OCS-PCRF （Sy ） 278
15.8.7 PCRF-PCRF （S9 ） 279
15.8.8 BPCF-PCRF（S9a） 280
15.8.9 SPR-PCRF （Sp ） 281
15.9 与EIR相关的接口（MME-EIR和SGSN-EIR接口（S13和S13′） ） 282
15.10 与I - WLAN相关的接口（UE-ePDG （SWu） ） 282
15.11 与ANDSF相关的接口 283
15.11.1 ISMP策略节点 285
15.11.2 发现信息节点 286
15.11.3 UE位置节点 286
15.11.4 ISRP节点 287
15.11.5 Ext节点 289
15.12 与HRPD IW相关的接口 290
15.12.1 优化切换和相关接口（S101和S103） 290
15.12.2 MME？eHRPD接入网络（S101） 290
15.12.3 Serving GW？HSGW（5103） 292
15.13 到外部网络的接口 292
15.13.1 概述 292
15.13.2 功能 293
15.14 CSS接口（MME-CSS接口（S7a） ） 293
第16章 协议 295
16.1 简介 295
16.2 GPRS隧道协议综述 295
16.2.1 协议结构 299
16.2.2 控制面（GTPv2-C） 301
16.2.3 用户平面（GTPv1-U） 304
16.2.4 协议格式 305
16.3 移动IP 306
16.3.1 概述 306
16.3.2 基于主机的和基于网络的移动性机制 308
16.3.3 移动IP的基本原则 308
16.3.4 移动IPv6的安全性 313
16.3.5 包格式 313
16.3.6 双栈操作 315
16.3.7 额外的MIPv6特性——路由优化 317
16.4 代理移动IPv6 318
16.4.1 概述 318
16.4.2 基本流程 318
16.4.3 PMIPv6安全 321
16.4.4 PMIPv6数据包格式 321
16.4.5 双栈操作 322
16.5 Diameter协议 323
16.5.1 背景 323
16.5.2 协议结构 323
16.5.3 Diameter节点 324
16.5.4 Diameter会话、连接和传输 324
16.5.5 Diameter请求路由 325
16.5.6 节点发现 326
16.5.7 Diameter消息格式 326
16.6 通用路由封装 327
16.6.1 背景 327
16.6.2 基本协议 328
16.6.3 GRE分组格式 329
16.7 S1-AP 329
16.8 非接入层（NAS ） 330
16.8.1 EPS移动管理 330
16.8.2 EPS会话管理 331
16.8.3 消息结构 331
16.8.4 安全保护的NAS消息 332
16.8.5 消息传输 333
16.8.6 未来扩展和后向兼容 333
16.9 IP安全 333
16.9.1 引言 333
16.9.2 安全封装载荷与认证头部 334
16.9.3 互联网密钥交换 336
16.9.4 IKEv2的移动性和多宿主 337
16.10 扩展认证协议 337
16.10.1 概览 337
16.10.2 协议 338
16.11 流控制传输协议 340
16.11.1 背景 340
16.11.2 基本协议特性 341
16.11.3 多流 342
16.11.4 多宿主 343
16.11.5 数据包结构 344
第17章 流程 345
17.1 E-UTRAN的附着和分离 345
17.1.1 E-UTRAN的附着过程 345
17.1.2 E-UTRAN的分离过程 347
17.2 E-UTRAN的跟踪域（TA）更新 348
17.2.1 跟踪域更新过程 348
17.2.2 MME改变时的TA更新 349
17.3 E-UTRAN的服务请求 351
17.3.1 UE触发的服务请求 351
17.3.2 网络触发服务请求 352
17.4 域间及域内3 GPP接入移动切换 353
17.4.1 移动切换过程的阶段 355
17.4.2 EPS中的3GPP切换案例 357
17.4.3 E-UTRAN接入方式下的移动切换 358
17.4.4 E-UTRAN以及其他3GPP接入方式（GERAN和UTRAN）之间的使用S4-SGSN的切换 361
17.4.5 基于Gn/Gp的SGSN切换 364
17.4.6 GERAN和UTRAN接入网之间的使用S4 SGSN以及GTP/PMIP的切换 365
17.5 承载和QoS相关架构 367
17.5.1 E-UTRAN承载管理 368
17.5.2 GERAN/UTRAN承载管理 370
17.6 Non-3GPP系统的移动管理 372
17.6.1 GTPv2的S2a接口的可信WLAN接入网（TWAN）的初始附着 373
17.6.2 GTPv2的S2a接口的可信WLAN接入网（TWAN）的去附着 373
17.6.3 S2b接口的PMIP下不可信Non - 3GPP接入附着 374
17.6.4 S2b接口的PMIP下不可信Non -3 GPP接入去附着 375
17.6.5 S2c接口的DSPMIP下可信Non - 3 GPP接入附着 376
17.6.6 S2c接口的DSPMIP下可信Non - 3 GPP接入去附着 376
17.7 3GPP系统和Non-3GPP系统间的移动切换 377
17.7.1 概述 377
17.7.2 Non-3GPP的EPS切换 378
17.8 Non-3GPP接入的QoS相关过程 388
第5部分 EPS的总结与展望 390
第18章 总结和展望 390
附录 391
附录A EPS相关标准实体 391
附录B相关缩写 395
参考文献 405