SAE原理与网络规划

　　《SAE原理与网络规划》是TD-LTE领域第一本专注于核心网网络规划、设计工程的书籍。本书首先介绍了SAE的系统结构、关键技术、系统安全、QoS、PCC；接着重点阐述了SAE核心网络规划设计的方法，包括总体策略、用户业务模型、容灾技术、承载方案、编号计划等；最后给出了规划设计的一些实际案例。《SAE原理与网络规划》适合电信运营商、电信设备提供商、电信咨询业的相关工程技术人员阅读、参考。

　　周晴：高级职业经理人、高级企业管理师、高级工程师，江苏省邮电规划设计院有限责任公司总经理，从事规划设计研究和管理工作近30年。曾担任过国内及海外众多传输、无线通信等大型工程设计、咨询项目的负责人、主持人，为国内部、省级多家运营商及海外多家建设单位提供了通信网络的规划、可研编制、咨询等服务，其中一些项目获得了优秀设计和优秀咨询成果奖。

目　录

第1章　引言　1
1.1　移动通信系统发展概述　1
1.2　移动核心网演进历程　3
1.2.1　3GPP标准的发展过程　4
1.2.2　R99核心网络结构　7
1.2.3　R4核心网络结构　9
1.2.4　R5核心网络结构　11
1.2.5　R6核心网络结构　12
1.2.6　R7核心网络结构　13
1.2.7　R8核心网络结构　14
1.2.8　R9～R12核心网络结构　16
1.3　SAE的引入　16
1.3.1　SAE的产生背景　16
1.3.2　SAE的技术优势　17
1.4　本书主要内容　17

第2章　SAE概述　19
2.1　EPS体系架构　19
2.2　EPC体系架构　20
2.2.1　非漫游架构　20
2.2.2　漫游架构　21
2.2.3　非3GPP网络接入架构　23
2.3　主要接口　23

第3章　系统架构分析　25
3.1　网络节点功能　25
3.1.1　MME　25
3.1.2　S-GW　26
3.1.3　P-GW　26
3.1.4　PCRF　27
3.1.5　eNode B　27
3.1.6　ePDG　27
3.2　接口协议　28
3.2.1　控制平面接口协议　28
3.2.2　用户平面接口协议　32
3.2.3　非3GPP接入网络与EPC网关的接口协议　34
3.2.4　接口协议小结　36
3.3　SAE结构的改进　36
3.3.1　两个平面的分离　36
3.3.2　更精简的架构　36
3.3.3　全IP的永远在线方式　36
3.3.4　各接入技术间的兼容　37
3.3.5　位置区管理的优化　37
3.3.6　网络切换的信令优化　37
3.3.7　用户状态模型的优化　37
3.3.8　系统标识的兼容与更新　37

第4章　SAE关键技术　39
4.1　用户附着　39
4.1.1　初始附着　39
4.1.2　用户终端从非3GPP网络切换至3GPP网络　43
4.2　3GPP系统内的移动性管理　44
4.2.1　位置更新　44
4.2.2　基于X2接口的切换　46
4.2.3　基于S1接口的切换　47
4.2.4　空闲模式下的信令缩减　50
4.2.5　E-UTRAN与UTRAN系统间切换　51
4.2.6　E-UTRAN与GERAN系统间切换　54
4.3　3GPP与非3GPP接入系统间的互操作　57
4.3.1　非3GPP接入系统的发现与选择机制　57
4.3.2　3GPP与非3GPP接入系统间的基本切换　58
4.3.3　E-UTRAN与cdma2000 HRPD间的优化切换　61
4.4　语音呼叫连续性　65
4.4.1　CSFB　65
4.4.2　SRVCC　66
4.4.3　语音连续性技术比较与总结　67

第5章　SAE系统安全　68
5.1　EPS系统安全架构　68
5.1.1　标准的EPS安全体系架构　68
5.1.2　非3GPP接入EPS系统的安全体系架构　69
5.2　鉴权和密钥协商　70
5.2.1　AKA鉴权流程　70
5.2.2　从HSS到网络的鉴权数据分发流程　72
5.2.3　永久标识的用户识别流程　73
5.2.4　相同网络域内IMSI和鉴权数据的分发流程　73
5.2.5　不同网络域内IMSI和鉴权数据的分发流程　74
5.2.6　MME之间以及MME和SGSN之间UMTS鉴权向量的分发流程　74
5.3　EPS系统密钥体系结构　74
5.4　安全模式命令流程和算法协商　77
5.4.1　安全算法选择的需求　77
5.4.2　AS算法选择的流程　77
5.4.3　NAS算法选择的流程　78
5.4.4　AS安全模式命令流程　79
5.4.5　NAS安全模式命令流程　79
5.4.6　安全算法协商流程　80
5.5　加密性和完整性保护算法　81
5.6　网络域安全　84
5.7　用户域安全　85
5.8　小结　85

第6章　SAE系统的QoS和PCC　86
6.1　SAE系统的QoS　86
6.1.1　EPS承载　86
6.1.2　EPS系统的QoS　89
6.1.3　EPS与UMTS之间QoS参数的映射　93
6.2　SAE系统的策略和计费控制　95
6.2.1　基本概念　95
6.2.2　PCC架构、功能实体与接口　96
6.2.3　PCC策略和计费控制规则　100
6.2.4　标准PCC流程　102
6.2.5　EPC网络的计费　109
6.3　小结　112

第7章　移动通信核心网规划要点　113
7.1　概述　113
7.1.1　移动通信核心网的演进　113
7.1.2　移动通信核心网规划的重要性　114
7.2　规划原则及流程　114
7.2.1　规划原则及内容　114
7.2.2　规划流程　116
7.3　网络现状评估　116
7.3.1　评估流程　116
7.3.2　评估内容　116
7.3.3　规划解决方案　117
7.4　网络部署策略　118
7.4.1　概述　118
7.4.2　电路域融合改造策略　118
7.4.3　分组域融合改造策略　120
7.5　业务模型及业务预测　121
7.5.1　概述　121
7.5.2　业务预测　122
7.5.3　业务模型　123
7.6　网元设置原则　125
7.6.1　电路域网元设置原则　125
7.6.2　分组域网元设置原则　126
7.6.3　HLR设置原则　127
7.7　网络组织及承载方式　128
7.7.1　电路域　128
7.7.2　分组域　131
7.8　编号计划　133
7.8.1　移动用户及移动台相关编号　134
7.8.2　与服务区有关编号　134
7.8.3　信令点编码　135
7.8.4　接入点名称　135
7.8.5　IP地址　135
7.9　容灾技术　136
7.9.1　容灾体系的级别　136
7.9.2　核心网演进中的容灾技术　136
7.9.3　容灾技术对比　139
7.9.4　小结　140

第8章　SAE核心网规划要点　141
8.1　概述　141
8.2　移动通信核心网目标架构　141
8.3　移动核心网分组域的演进　142
8.4　SAE网络部署总体策略　142
8.4.1　LTE/SAE网络部署时机　142
8.4.2　SAE组网方式分析　143
8.4.3　网元融合策略　144
8.5　用户预测及业务模型　149
8.5.1　用户预测　149
8.5.2　业务模型分析　150
8.6　关键技术部署　153
8.6.1　Direct Tunnel　153
8.6.2　语音业务连续性技术　157
8.6.3　MME Pool　159
8.6.4　PCC技术　162
8.7　网络组织方案　165
8.7.1　SAE网元设置方案　165
8.7.2　网内组网方式　167
8.7.3　与其他网络间互通　168

第9章　EPC核心网规划示例　170
9.1　规划背景　170
9.2　核心网现状　170
9.2.1　电路域现状　170
9.2.2　分组域现状　170
9.2.3　信令网现状　170
9.3　业务模型及业务预测　171
9.3.1　业务模型　171
9.3.2　业务预测　173
9.3.3　预测结果　177
9.4　建设原则　178
9.5　建设方案　178
9.5.1　核心网网络架构　178
9.5.2　核心网容量需求　181
9.5.3　核心网元设置方案　181
9.5.4　其他网元设置方案　182
9.5.5　核心网设备汇总　182
9.6　核心网网络组织　183
9.6.1　EPC核心网与LTE无线网间网络组织　183
9.6.2　EPC核心网内网络组织　183
9.6.3　EPC核心网与外部数据网间网络组织　183
9.6.4　EPC核心网与现有核心网间网络组织　183
9.7　编号计划　184
9.7.1　网络下发的PLMN标识　184
9.7.2　国际移动用户标识码(IMSI)　184
9.7.3　移动用户的ISDN号码(MSISDN)　184
9.7.4　全球唯一MME标识符(GUMMEI)　184
9.7.5　全球唯一临时标识符(GUTI)　184
9.7.6　MMEI　185
9.7.7　接入点名(APN)　185
9.7.8　信令点编码　185
9.8　其他　185
9.8.1　IP地址方案　185
9.8.2　网络管理　185
9.8.3　计费　185
9.8.4　核心网带宽计算　186
9.8.5　时钟和时间同步　187
9.8.6　局址选择　187
9.8.7　对现网的改造要求　187

缩略语　188
参考文献　199