EPC系统原理-正常呼叫信令详解鲜枣课堂目录EPC系统原理-正常呼叫信令详解 (2)1LTE的背景 (2)2EPC系统的网络结构 (2)3EPC系统的基本呼叫信令流程 (4)3.1附着流程 (4)3.2分离流程 (5)3.2.1UE发起的分离流程 (6)3.2.2MME发起的分离流程 (7)3.2.3HSS发起的分离流程 (8)3.3跟踪区位置更新流程 (8)3.3.1SGW改变的跟踪区更新流程 (9)3.3.2SGW不变的跟踪区更新流程 (10)3.4业务请求流程 (11)3.4.1UE触发业务请求流程 (11)3.4.2网络侧触发业务请求流程 (12)3.4.3网络侧下行数据触发业务请求流程 (13)3.5寻呼流程 (14)3.6专有承载业务流程 (15)3.6.1专有承载建立流程 (15)3.6.2专有承载修改流程 (16)3.6.3专有承载删除流程 (18)3.7切换流程 (19)3.7.1SGW没有改变的X2口切换 (20)3.7.2SGW改变的X2口切换 (20)3.7.3基于S1的切换 (21)4名词术语及缩略语 (23)EPC系统原理-正常呼叫信令详解1 L TE的背景随着移动通信技术的不断成熟和用户需求的不断提升，宽带无线接入的概念开始被越来越多的运营商和用户关注。

相比较于WiFi（Wireless Fidelity，无线保真）和WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性）等无线接入方案的迅猛发展，3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）组织制定的WCDMA （Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）、HSDPA（HighSpeed Downlink Packet Access，高速下行分组接入）、HSUPA（High Speed Uplink PacketAccess，高速上行分组接入）虽然在支持移动性和QoS（Quality of Service，服务质量）方面有较大优势，但是在无线频谱利用率和传输时延等方面有所落后。

此外，一方面目前的数据类业务种类繁多且数据量大，对空口的数据传输数率提出了更高的要求；另一方面OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术）技术为核心的无线接入技术逐渐成熟，大幅度提升空口速率可以变为现实。

目前WCDMA提供的2 Mbit/s，HSDPA提供的14.4 Mbit/s峰值速率已经无法满足需求。

为此3GPP在2004年底决定使用现在为3G分配的频段，采用新的技术来进行网络演进，并为此制定了长期演进计划LTE（Long Term Evolution，长期演进）。

2 EPC系统的网络结构图2-1 EPC的网络结构图2-1所示为EPC的网络结构，其中UE（User Equipment，用户设备）UE为终端用户完成各种数据业务和其他业务的载体，负责存储UE相关信息，完成无线资源管理功能、移动性管理功能、安全功能和承载管理功能。

E-UTRAN（Evolved UTRAN，演进的无线接入网）E-UTRAN可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。

E-UTRAN中包含的网元是eNodeB（Evolved NodeB，演进的NodeB），为终端的接入提供无线资源。

MME（Mobility Management Entity，移动管理实体）MME为控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE相关信息，比如UE用户标识、移动性管理状态、用户安全参数，为用户分配临时标识。

当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时负责对该用户进行鉴权，处理MME和UE之间的所有非接入层消息。

SGW（Serving Gateway，服务网关）SGW为用户面实体，负责用户面数据路由处理，终结处于空闲状态的UE（用户终端设备）的下行数据，管理和存储UE的承载信息，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息。

PGW（PDN Gateway，分组数据网网关）PGW负责UE接入PDN的网关，分配用户IP地址，同时是3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点。

用户在同一时刻能够接入多个PDN GW。

PCRF（Policy and Charging Rule Functionality，策略和计费规则功能实体）PCRF功能实体主要根据业务信息和用户签约信息以及运营商的配置信息产生控制用户数据传递的QoS（Quality of Service，服务质量）规则以及计费规则。

该功能实体也可以控制接入网中承载的建立和释放。

S3/S4 SGSN（Service GPRS Supporting Node，服务GPRS支持节点）S3/S4 SGSN为临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE相关信息，如UE用户标识、移动性管理状态、用户安全参数等，为用户分配临时标识，完成用户安全功能，完成用户移动性管理功能和会话管理功能，处理SGSN和UE之间的所有非接入层消息。

HSS（Home Subscriber Server，归属用户服务器）HSS存储并管理用户签约数据，包括用户鉴权信息、位置信息及路由信息。

UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network，统一的陆地无线接入网络）UTRAN为第三代移动通讯网络（3G）的无线接入网络，为终端的接入提供无线资源。

GERAN（GSM EDGE Radio Access Network，GSM/EDGE无线接入网）GERAN是GPRS/EDGE的无线接入网络，为终端的接入提供无线资源。

3 EPC系统的基本呼叫信令流程3.1 附着流程附着流程是用户注册到LTE网络上的流程，是用户开机后的第一个过程，是后续所有流程的基础。

在附着过程中，MME会为用户建立一个默认承载，也会对用户进行鉴权，如果用户是首次附着到LTE网络上则必须鉴权。

附着流程完成之后，同时激活了一个默认承载，用户可以通过LTE网络访问数据业务和其它业务。

图3-1所示为EPS的附着流程图3-1 eps附着流程业务流程的简要介绍如下所示：1. UE发送Attach Request消息给MME，触发附着流程。

2. 如果UE通过GUTI识别并且分离后MME已经改变，新MME向老的MME/SGSN获取IMSI。

3. 如果UE通过GUTI识别并且分离后MME已经改变，并且向老的MME/SGSN获取IMSI失败，则向UE获取IMSI。

4. MME和UE完成安全功能。

5. MME完成IMEI检查功能。

6. 如果UE在Attach Request消息中设置了加密选项传输标识，则MME从UE获取APN或PCO或APN和PCO信息都获取。

7. MME完成用户的位置更新过程，同时获取用户的签约数据。

8. MME选择PGW和SGW，通知SGW/PGW建立会话和承载上下文。

9. PGW和PCRF之间执行IP-CAN会话建立过程，从而获得UE默认PCC规则。

10. MME通知eNodeB建立上下文，同时通知UE Attach Accept。

11. UE发送Attach Complete消息给MME，确认附着过程完成。

12. MME把eNodeB用户面信息通知给SGW。

13. 如果请求类型没有指示切换，签约数据指示用户被允许切换到非3GPP接入，并且如果MME选择的PGW不同于HSS签约的PDN上下文中的PGW标识，MME发送通知请求消息给HSS，让HSS保存APN和PGW标识对。

3.2 分离流程分离流程是用户从LTE网络上注销的流程，包括：a. UE发起的分离流程。

b. MME发起的分离流程。

c. HSS发起的分离流程。

从是否需要显式通知UE分离，分离流程可分为显式的分离流程和隐式的分离流程，以便达到是否需要显式通知UE分离的目的。

a. MME和UE之间有显式的分离消息的分离流程为显式的分离流程。

b.MME检测到UE长时间没有和LTE网络交互，MME发起的分离流程，这一流程MME不会通知UE，为隐式的分离流程。

在分离过程中，会删除为用户建立的所有承载，释放无线资源，删除移动性管理上下文或把移动性管理上下文状态置为注销态。

分离流程完成之后，用户从LTE网络的注销并同时删除用户所有的承载，分离完成后，用户不能再通过LTE网络访问数据业务和其它业务.UE发起的分离流程图3-2所示为UE发起的分离流程图3-2 UE发起的分离流程业务流程的简要介绍如下所示。

1. UE发送Detach Request消息给MME，触发分离流程。

2. MME通知SGW/PGW删除会话和承载上下文。

3. PGW和PCRF之间执行IP-CAN会话结束过程。

4. 如果关机指示分离不是关机引起的，MME发Detach Accept消息通知UE接受分离。

5. MME和eNodeB完成信令连接释放。

6. MME接收到SGW发送的删除会话响应消息之后，如果签约数据指示用户被容许切换到非3GPP接入并且MME上配置了分离通知对应的HSS，则通知对应的HSS删除UE的所有APN 和PGW标识对，HSS删除UE的所有APN和PGW标识对。

MME发起的分离流程图3-3所示为MME发起的分离流程，业务流程的简要介绍如下所示。

1. 如果MME发起显式分离，需要发送Detach Request消息给UE，触发MME发起分离流程。

如MME检测到和UE长时间没有通讯，MME隐式分离UE，不需要发送DetachRequest 消息给UE。

2. MME通知SGW/PGW删除会话和承载上下文。

3. PGW和PCRF之间执行IP-CAN会话结束过程。

4. 如果是MME发起的显式分离流程，UE给MME发送Detach Accept消息。

5. MME和eNodeB完成信令连接释放。

6. MME接收到SGW发送的删除会话响应消息之后，如果签约数据指示用户被容许切换到非3GPP接入并且MME配置分离通知HSS，MME通知HSS删除UE的所有APN和PGW标识对，HSS删除UE的所有APN和PGW标识对。

图3-3 MME发起的分离流程HSS发起的分离流程图3-4所示的为HSS发起的分离流程图3-4 HSS发起的分离流程业务流程的简要介绍如下所示。

1. HSS发送取消位置消息给MME，取消类型设置为签约撤销，触发分离流程。

2. MME发起显式分离，向UE发起分离请求。

3. MME通知SGW/PGW删除会话和承载上下文。

4. PGW和PCRF之间执行IP-CAN会话结束过程。