LTE核心网应知应会.docx
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LTE核心网应知应会
1.什么是LTE？
LTE的全称是LongTermEvolution（长期演进）
2.EPC的全称是什么：
EvolvedPacketCore（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.LTEEPC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CDMAeHRPD的接入。
5.MME（MobilityManagementEntity，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（TrackingArea）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ServingGW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（ServingGateway，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（PDNGateway，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PDNGW。
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。
同时PDNGW还提供仅基于GTP的S5/S8接口的主要功能有上下行链路承载绑定，上行链路绑定校验等。
同时，PGW还需要支持CDMA2000eHRPD接入方式和基于PMIPv6的会话管理。
8.HSS（HomeSubscriberServer，归属签约用户服务器）主要功能是什么
是用于存储用户EPC签约信息的数据库，归属网络中可以包含一个或者多个HSS。
HSS负责保存跟用户相关的信息，例如用户标识、编号和路由信息，安全信息，位置信息，轮廓信息等。
HSS同时还负责与不同域和子系统中的呼叫控制和会话管理实体进行联系。
9.CG（ChargingGateway，计费网关）主要功能是什么
通过Ga接口与核心网络中的计费实体如PGW、SGW、HSGW等通信，用于收集各网元发送的计费数据记录。
10.PCRF（PolicyandChargingRuleFunction，策略和计费规则服务器）主要功能是什么
该功能实体包含策略控制决策和基于流计费控制的功能，向PCRF提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计费（除信用控制外）的网络控制功能。
11.HSGW（HRPDServingGateway，HRPD服务网关）主要功能是什么
HSGW为UE路由其需要发送或者接收的分组数据业务。
同时，HSGW会建立、维护和终止与UE的链路层会话。
HSGW为UE提供互联互通相关的架构性和协议性功能，这些功能包括：
支持移动性、支持策略控制和计费、支持接入鉴权和漫游等。
HSGW还支持基于S2a（PMIPv6）接口的跨HSGW的切换，并且支持传递和不传递HSGW上下文的两种切换模式。
12.3GPPAAAServer主要功能是什么
对从eHRPD网络接入的用户进行认证和移动性管理，作为LTE终端在eHRPD（CDMA）网络下漫游时接入LTE核心网提供认证、授权功能。
13.DNS（DomainNameServer，域名服务器）主要功能是什么
负责提供核心网内部MME、S-GW、P-GW逻辑名以及APN的解析。
14.DRA（DiameterRoutingAgent，Diameter路由代理）主要功能是什么
负责路由LTE/eHRPD网络内的Diameter信令消息，现阶段包括S6a、S6b、STa、Gx、Gxa、Rx、S9等接口。
15.NTP（NetworkTimeProtocol，网络时间服务器）主要功能是什么
负责向MME、S-GW、P-GW、HSGW等核心网功能实体提供时间同步服务。
16.eNodeB
是LTE系统的无线接入设备，主要完成无线接入功能，具体包括空口资源管理功能，用户数据的IP头压缩和加密功能，缺省MME选择功能，用户面数据到核心网的路由功能，寻呼消息的调度和发送功能（MME发起），广播信息的调度和发送功能（MME或O&M发起），测量与用于移动和调度的测量报告配置功能，公共预警消息的调度和发送功能（MME发起）。
eNodeB包括TD-LTE和LTEFDD两种制式。
17.eAN/ePCF
是现网（HRPD）的AN/PCF的功能升级，支持eHRPD用户的接入。
18.EPC核心网总体组网原则
Ø新建EPC网络，TD-LTE与LTEFDD两种制式的接入网共用1套EPC核心网，新建核心网容量应满足两张接入网的容量和互操作能力。
ØEPC网元在省会城市异局址建设，并考虑网元备份。
Ø新建网元包括MME、HSS/3GPPAAA（合设）、S-GW/P-GW（合设）、HSGW、PCRF、CG、DRA以及DNS。
19.EPC核心网各网元设置的原则
ØMME设置原则
省内多套MME采用MMEPOOL技术组网，每个MMEPOOL管理的eNodeB数量为2万个，每超过2万个eNodeB需新增加一个POOL，可根据无线网络规模采用单MMEPOOL或多MMEPOOL组网。
每个MMEPOOL内可设置2-6台MME设备。
MMEPOOL内采用单厂家设备组网，且每套设备配置相同容量，POOL内的多套MME分别部署于同城异址机房。
每个MMEPOOL管理区域内，设置一个S-GWServingArea服务区域。
ØSAE-GW设置原则
P-GW与S-GW物理上合设为SAE-GW，逻辑上独立，对于需要回归属地的用户数据路由，漫游地SAE-GW（逻辑实体为S-GW）与归属地SAE-GW（逻辑实体为P-GW）之间通过S8接口互通。
SAE-GW设备集中部署在省会城市异址机房。
当省内有多套SAE-GW时，多套SAE-GW组成为一个或多个ServingArea，ServingArea内多套SAE-GW依据权重负荷分担工作。
SAE-GW的ServingArea服务区域与MMEPOOL管理区域相同。
ØHSS设置原则
HSS建议采用BE+FE的前后台分离的架构设置。
HSS前台FE部分处理信令，成对设置，采用1+1互备方式进行容灾备份；HSS后台BE部分存储数据，采用1+1互备的方式进行容灾备份。
HSS设备与3GPPAAA设备合设，HSS应具备3GPPAAA功能。
ØPCRF设置原则
PCRF/SPR网元，备份功能建议采用N+1主备（N>=1）方案。
正常情况下N台PCRF提供业务，当其中一台PCRF发生故障时，备用的一台PCRF提供业务。
备用的一套设备，其处理能力不小于N个主用PCRF/SPR中最大容量PCRF/SPR；数据库容量不小于N个主用PCRF/SPR容量的总和。
ØDNS设置原则
DNS采用1+1主备的方式进行容灾备份。
ØCG设置原则
CG采用主备方式分别放置在核心网两个机房内，同局址网元的CDR首选传送给本局址的CG，故障情况下传送到异局址的CG。
Ø3GPPAAA设置原则
HSS设备与3GPPAAA设备合设，HSS应具备3GPPAAA功能，采用负荷分担方式工作。
ØHSGW设置原则
HSGW设备采用大容量、少局所、集中化部署，设备集中放置在省会，多套HSGW采用IMSI取模方式，负荷分担工作。
ØDRA设置原则
采用负荷分担方式成对设置；要求设备实现板卡级容灾。
20.各网元主要接口
接口
网元
功能
Gx
PCRF和PGW/PDSN之间
用于策略和计费控制信息的传递
Gxa
位于PCRF和HSGW之间
用于从PCRF到HSGW传递QoS策略，以及HSGW向PCRF上报事件
Gy
位于OCS和PGW之间
在线计费
Ga
位于CG和PGW/SGW/HSGW之间
离线计费接口
Hi
位于RADIUSAAA和HACCG之间
离线（包括非内容计费和内容计费）计费接口
Pi
位于RADIUSAAA和PDSN之间
离线（非内容计费）计费接口
S1-MME
eNodeB和MME之间
eNodeB和MME信令接口
S1-U
eNodeB和SGW之间
eNodeB和S-GW用户面接口
S11
MME和SGW之间
MME和SGW信令接口
S5/S8
SGW和PGW之间（本网S5，漫游S8）
SGW和PGW之间的信令和数据接口
S2a
HSGW和PGW之间
HSGW和PGW信令和数据接口
A10
ePCF与HSGW间
接口承载ePCF与HSGW间的用户数据
A11’
ePCF与HSGW间
接口承载ePCF与HSGW间的信令
A12
AN-AAA和AN间
AN-AAA和AN间，实现接入鉴权
21.MME的主要接口有那些？
S1–MME：
E-UTRAN和MME间控制平面的参考点，用于控制UE和网络间的E-RAB和连接以及NAS消息的透明转送，采用S1-AP协议。
S6a：
信令面接口，位于MME和HSS间，用于交换用户的位置信息和签约信息，采用Diameter协议。
S10：
位于MME间，用于传递MME重定位和MME之间的信息，采用GTP协议。
S11：
位于MME和S-GW间，用于移动性管理和承载管理，采用GTP协议。
22.UGW的主要接口有哪些？
S1-U：
E-UTRAN和S-GW间用户平面的参考点，用于通过隧道来传递eNodeB和S-GW间的用户平面数据，采用GTP协议。
Ga：
：
位于S-GW和CG间，用于S-GW-CDR的传递，采用GTP协议。
Gx：
位于PCRF和P-GW中的PCEF间，用于计费控制和策略控制信息的传递，采用Diameter协议。
Gy：
位于OCS和PGW之间，用于在线计费。
SGi：
位于P-GW和分组数据网网络间，用于给用户提供外部数据网的通道。
S6b：
位于P-GW和3GPPAAAServer之间，在CDMA2000eHRPD接入时，更新P-GW的地址到HSS，从而实现CDMA2000eHRPD与E-UTRAN切换时P-GW的地址不发生变化；并且P-GW可以用该接口来可选的获取移动性相关的参数和静态的QoS设置（在不支持动态PCC的情况下），采用Diamter协议。
S2a：
位于P-GW和HSGW间的移动控制面和用户面接口，采用PMIPv6协议。
S11：
位于MME和S-GW间，用于移动性管理和承载管理，采用GTP协议。
S5：
位于S-GW和P-GW间，用户S-GW和P-GW分设时，提供用户平面隧道和隧道管理功能，采用GTP协议。
S8：
位于VPLMN中S-GW和HPLMN中P-GW间，功能与S5接口相似，采用GTP协议。
S8接口用于LTE国际漫入和慢出。
23.PCRF的主要接口有哪些
Gx：
位于PCRF和P-GW中的PCEF间，用于计费控制和策略控制信息的传递，采用Diameter协议。
Gxa：
位于PCRF和HSGW中的BBERF之间，用户从PCRF到BBERF传递QoS策略和计费规则的能力，以及BBERF向PCRF上报事件，采用Diameter协议。
Rx：
位于AF和PCRF之间，用于把AF的应用层会话信息传递给PCRF，采用Diameter协议。
S9：
位于H-PCRF和V-PCRF间，用于传递用户漫游时跟PCC相关的信息，采用Diameter协议。
24.HSGW的主要接口有哪些
STa：
位于HSGW和3GPPAAAserver之间，完成CDMA2000eHRPD用户的鉴权和授权功能，用户重鉴权功能以及HSS/AAA主动发起的用户去活，采用Diameter协议。
Gxa：
位于PCRF和HSGW中的BBERF之间，用户从PCRF到BBERF传递QoS策略和计费规则的能力，以及BBERF向PCRF上报事件，采用Diameter协议。
S2a：
位于P-GW和HSGW间的移动控制面和用户面接口，采用PMIPv6协议。
A10/A11/A12：
位于ePCF和HSGW之间，是原有HRPD网络A10/A11接口的升级；A12接口位于ePCF和AN-AAA之间，保持原HRPD网络A12接口不变。
25.LTE移动用户识别码是什么
LTE用户识别码采用TrueIMSI，在移动网络中唯一地识别一个移动用户，号码长度为15位，号码结构为MCC+MNC+MSIN。
其中：
移动国家号码（MCC）：
唯一地识别移动用户所属的国家，采用460。
移动网络号（MNC）：
识别移动用户所归属的移动网。
移动用户识别码（MSIN）：
唯一地识别移动用户。
其结构为：
SH0H1H2H3XXXXX，其中H0H1H2H3为HSS的识别号。
S与MSISDN的网络接入号相关，后五位号码自行分配。
26.GUTI的全称和作用是什么：
GUTI（GlobalUniqueTemporaryID）MME为UE分配的临时标识，能够表征为用户服务的MME，以及MME上的用户。
27.GUTI的组成是什么？
GUTI=GUMMEI+M-TMSI=MCC+MNC+MMEGI+MMEC+M-TMSI
28.TAI的全称和组成是什么？
TAI（TrackingAreaIdentity，即跟踪区标示）
TAI=MCC+MNC+TAC（Trackingareacode）
TAC：
跟踪区号码，16bit长，4位16进制编码，X1X2X3X4。
29.跟踪区（TA）设置原则是什么？
跟踪区的规划要确保寻呼信道容量不受限，同时对于区域边界的位置更新开销最小。
Ø跟踪区的划分不能过大或者过小，一个TA中基站的最大数量由MME等因素的寻呼容量来决定。
Ø跟踪区规划应在物理上为一块连续的区域，避免和减少各跟踪区基站插花组网。
Ø城郊与市区不连续覆盖时，郊区（县）使用单独的跟踪区，不规划在一个TA中。
跟踪区的大小要综合考虑以下因素：
ØMME的Paging性能。
ØeNodeB的Paging性能，包括PDSCH寻呼负荷、PDCCH寻呼负荷、CPU寻呼负荷、寻呼规格限制等指标。
30.EPC架构的特点
1）接口IP化；
2）架构扁平化；
3）控制面与用户面分离
31.EPC支持的哪种PDN类型
IPv4、IPv6、IPv4/v6双栈，PDN类型由网络运营商或者用户签约的APN决定。
32.EPC系统中用户有哪两种状态
EMM:
移动性
ECM:
连接性
33.MME的接入控制的主要功能有哪些
1）鉴权功能：
MME通过鉴权功能实现网络和用户之间的相互鉴权以及密钥协商，确保用户请求的业务在当前网络是可以授权使用的，通常这个功能连同移动性管理过程一起使用，鉴权包括对IMSI、GUTI等的鉴权。
必须鉴权的场合包括：
ØUE初次附着
ØUE附着，且网络中不存在UE的上下文
Ø进行跟踪区更新等NAS流程带上来的GUTI不符合的情况下
ØNAS计数器值达到一定数值后
2）GUTI重分配功能：
GUTI作为临时用户标识，在空口上保护IMSI的安全性。
MME应支持如下场合的GUTI重分配过程，重分配的频率可配置：
Ø附着过程
Ø跟踪区更新过程
Ø连接状态下用户的GUTI标识重分配过程
3）身份识别功能
当用户以临时身份标识GUTI附着到网络时，首次鉴权失败时，MME应发送IdentityRequest消息获取用户的IMSI后用以发起二次鉴权。
当用户以临时身份标识GUTI附着到网络时，MME不能识别该用户的临时身份标识GUTI，为了获取到用户的真实身份（也就是IMSI），MME应向MS发送身份标识请求信息IdentityRequest。
4）用户设备识别功能
用户识别功能用于向用户取有效的标识。
设备识别功能用于对设备进行合法性检查。
当MME通过IdentityRequest或鉴权流程获取终端IMSI（SV）信息，终端没有响应或响应为空时，在未启用S13接口的情况下，MME上可以配置允许或禁止用户接入网络。
5）信令加密和完整性保护功能
支持UE和MME之间的NAS消息加密，提供NAS层消息安全。
6）AS安全功能
EPC网络能够为UE提供AS层加密和完整性保护安全功能。
MME能够支持AS层密码生产，能够触发AS层安全流程，从而激活AS层安全功能。
7）信令的加密密钥和完整性保护密钥管理功能
34.MME移动性管理状态模型
EPS移动性管理（EMM）状态模型描述的是UE在网络中的注册状态，表明UE是否已经在网络中注册。
注册状态的转变是由于移动性管理过程而产生的，比如附着过程和TAU过程。
EMM状态模型有两种：
EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTERED
EPS连接管理状态（ECM）描述的是UE和EPC间的信令连接性，也有两种状态：
ECM-IDLE和ECM-CONNECTED
35.MME移动性管理的主要功能
1）周期性跟踪区更新定时器
MME支持对周期性跟踪区更新的管理功能，该定时器的数值是由MME下发给每个注册在其中的UE的。
UE上的周期性定时器一旦超时，UE会发起周期性跟踪区更新。
2）附着
MME可以支持初始附着和切换附着，成功的附着过程应完成以下操作：
ØUE和MME建立了MM上下文；
ØUE和MME的EMM状态变为EMM-REGISTERED；
ØMME为UE建立默认承载；
ØUE获得了IP地址。
（可选）
3）分离
分离可以由UE发起，也可以由网络侧发起。
ØUE发起的分离；
ØMME发起的分离，包括隐式分离；
ØHSS发起的分离；
ØPGW/PCRF发起的分离
分离成功后MME删除该UE的所有承载，EMM状态变为EMM-DEREGISTERED。
4）跟踪区列表管理
对于注册到MME的UE，MME能够为其分配一个TAIlist（跟踪区标识列表），保证用户在该列表标识的跟踪区移动时都不需要进行非周期性的跟踪区更新。
5）跟踪区更新
MME需要支持多种类型的跟踪区更新：
ØMME之间的跟踪区更新；
Ø周期性的跟踪区更新；
ØMME之间负载重分配导致跟踪区更新；
Ø同一个MME内并且TAlist改变了的时候发生的跟踪区更新；
ØUE核心网能力或UE指定DRX参数发生变化时导致的跟踪区更新。
6）切换
ØEUTRAN接入内部，eNodeB之间的MME不变的切换，包括ServingGW变化和不变化（X2和S1两种切换方式均需支持）；
ØEUTRAN接入内部，eNodeB之间的MME变化的切换，包括ServingGW变化和不变化（X2和S1两种切换方式均需支持）；
ØeHRPD与EUTRAN之间的非优化切换。
7）清除
MME将一个UE注销之后，可以通过清除消息（Purge）通知HSS该MME已经在本地删除了UE的签约数据和移动管理上下文。
8）业务请求
MME需要支持业务请求，包括UE发起的业务请求和网络发起的业务请求。
网络发起的业务请求，用于网络有下行数据发送到UE或者网络需要与UE进行信令交互的场景，由于MME不能获知UE当前的精确位置，需要在UE当前的跟踪区列表内寻呼UE。
寻呼到的UE发起业务请求来建立和网络之间的安全连接，以便接受网络下发的下行数据或者信令消息。
MME应支持业务请求过程中向S-GW发送用户位置信息（ULI）。
9）漫游区域限制功能
MME能根据用户的签约信息对用户的漫游区域进行限制，MME能根据用户签约的区域限制信息和接入限制（ARD，AccessRestrictionData）信息对用户进行移动性限制。
10）多PDN连接
MME支持同一UE的多PDN连接。
如果同一个UE同时发起的多个PDN连接具有相同的APN时，多个PDN连接需连接至同一个PDNGW。
11）寻呼：
寻呼用于网络要求与UE建立NAS信令连接。
12）会话管理功能
36.MME移动性管理的中会话管理的主要功能
MME支持的会话管理功能包括：
对EPS承载的建立、修改和释放；接入网侧承载的建立和释放
1）EPS承载建立
ØUE发起的承载资源修改，建立专用承载；
ØUE发起的Attach过程中，建立到默认APN的缺省承载；
Ø网络侧发起的EPS承载的激活，建立专用承载；
ØUE发起的PDN连接过程中，建立缺省承载；
ØUE发起的承载资源分配，建立专用承载
2）EPS承载的修改
ØUE发起的承载资源修改，修改专用承载；
ØP-GW发起的承载修改，承载的QoS发生了变化，包括修改QoS参数和APN-AMBR、GBR；支持扩展QCI；
ØP-GW配合PCRF发起的承载修改，承载的QoS没有发生变化，主要是修改TFT；
ØHSS中的签约数据变化，触发MME发起承载修改。
ØUE发起的承载资源分配，修改专用承载
3）EPS承载的释放
ØUE发起的承载资源修改，释放专用承载；
ØP-GW发起的承载释放，释放专用承载；
ØMME发起的承载释放，释放专用承载
ØUE或MME发起PDN去连接过程，释放一个PDN连接的所有承载。
4）接入网侧承载的释放和建立
ØS1连接释放，即释放所有S1-U的承载；
ØS1-U接口的承载重建。
37.MMEPool的支持功能
MME支持在S1setup流程中将自身的权重信息下发给eNodeB，以此达到eNodeB均衡选择MME。
MMEPool中进行MME间的负荷迁移时，MME支持发送S1连接释放消息。
对于ECM_IDLE状态的UE,MME需要寻呼UE到ECM_CONNECTED状态，然后再发送S1连接释放。
MME能够支持基于以下粒度的负荷迁移：
ØMMEPool内的MME应能够按OMC指定的数量或者比例，对部分用户进行迁移操作；
ØMMEPool内的MME应能够按OMC指定MME下的用户进行迁移操作；
ØMMEPool内的MME应能够按OMC指定eNodeB，对指定eNodeB下的用户进行迁移操作；
ØMMEPool内的MME应能够支持基于IMSI号段和MSISDN的迁移操作。
38.MME的硬件结构是什么？
华为ATCA平台的T8290机框；
39.MME主要单板有哪些及主要功能
OMU（Operation&MaintenanceUnit）单板作为操作维护处理单元
ESU（EnhancedServiceUnit）单板为增强服务处理单板，负责控制面和转发面业务处理。
SWU单板提供二层网络交换、TDM窄带交换、设备
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