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4G移动宽带革命

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作者(瑞典)马格努斯·奥尔森(Magnus Olsson) 等 著;薛开平 等 译

出版社机械工业出版社

ISBN9787111533337

出版时间2016-04

装帧平装

开本16开

定价99元

货号1201287154

上书时间2024-11-14

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商品描述
作者简介
马格努斯·奥尔森，爱立信公司在系统架构和标准化方面的专家。自从1995年加入Ericsson以来，他就一直从事整个移动网络架构方面的工作，并且在移动系统标准化方面具有十年以上的经验。他担任3GPPTSGSAWG2（架构工作组）4年时间，在其中其贡献了大量的标准规范。从驱动系统架构演进（SAE，System Architecture Evolution）工作项目在3GPP启动以来，马格努斯·奥尔森就参与了其中的工作。他拥有瑞典林雪坪工学院应用物理和电子工程专业的理学硕士学位。

目录
序言——Kalyani Bogineni博士
序言——Ulf Nilsson博士
致谢
前言
第1部分EPC的背景和愿望
第1章移动宽带与核心网演进
1.1一个全球化标准
1.2EPC的起源
1.2.13GPP无线接入技术
1.2.23GPP2无线接入技术
1.2.3SAE——在不同网络之间架起了桥梁
1.3转移价值链
1.4本书使用的术语
第2部分EPC概述
第2章架构概览
2.1EPS架构
2.1.1LTE网络中的IP连接
2.1.2LTE接入网的新型功能
2.1.3LTE和GSM/GPRS或WCDMA/HSPA间的交互
2.1.43GPP语音业务
2.1.5LTE和CDMA网络的交互
2.1.63GPP接入技术和非3GPP接入技术间的交互
2.1.7蜂窝网络中对广播的支持
2.1.8位置服务
2.1.9微型小区和本地接入的优化
2.1.10其他特性
2.1.11结构概述的总结
2.2移动网络无线技术
2.2.1移动服务的无线网络概览
2.2.2无线网络功能
2.2.3GSM
2.2.4WCDMA
2.2.5LTE
第3章EPS部署场景和运营商实例
3.1场景1：部署LTE/EPC的现有GSM/GPRS或WCDMA/HSPA运营商
3.1.1第一阶段——初始化EPC部署
3.1.2第二阶段——现存分组核心的聚合
3.1.3第三阶段——进一步优化通用分组核心
3.2场景2：现有CDMA运营商的LTE/EPC部署
3.3场景3：部署LTE/EPC的新运营商
第4章EPS中的数据业务
4.1消息业务
4.2机器间通信（M2M）
4.2.1工业和企业使用场景
4.2.2社会性——M2M和可持续发展
第5章EPS中的语音服务
5.1LTE网络上实现语音服务
5.2基于IMS技术的语音服务
5.3SRVCC——单频语音呼叫连续性
5.4电路交换回退
5.5MMTel/SRVCC和CSFB的比较
5.6IMS紧急呼叫和优先服务
第3部分EPC主要概念和服务
第6章会话管理和移动性
6.1IP连接性和会话管理
6.2会话管理、承载和QoS
6.2.1概述
6.2.2E-TURAN接入的EPS承载
6.2.3EPS和GERAN/UTRAN接入的会话管理
6.2.4其他接入的会话管理
6.3用户身份标识和相关的传统身份标识
6.3.1用户永久标识
6.3.2用户临时标识
6.3.3与2G/3G中用户身份标识的关系
6.4移动性原则
6.4.1概述
6.4.23GPP接入族的移动性
6.4.3空闲模式信令缩减（ISR）
6.4.4闭合用户组
6.4.5E-UTRAN和HRPD之间的移动性
6.4.63GPP接入和非3GPP接入间的通用移动架构
6.4.7接入网发现和选择
6.5与管理的WLAN网络之间的交互
6.6池化、过载保护和拥塞控制
第7章安全功能
7.1安全介绍
7.2安全服务
7.3网络接入安全
7.3.1E-UTRAN中的接入安全
7.3.2与GERAN/UTRAN的交互
7.3.3针对IMS紧急呼叫的特殊考虑
7.3.4可信和不可信的非3GPP接入
7.3.5可信非3GPP接入中的接入安全
7.3.6不可信非3GPP接入中的接入安全
7.3.7基于主机的移动性（DSMIPv6）的特殊考虑
7.4网络域安全
7.5用户域安全
7.6家庭eNB和NB的安全问题
7.6.1H(e)NB安全架构
7.6.2封闭用户组
7.6.3设备认证
7.6.4托管方认证
7.6.5回程链路安全
7.6.6位置验证
7.7法律干预
第8章服务质量、计费和策略控制
8.1服务质量（QoS）
8.1.1E-UTRAN中的QoS
8.1.2与GERAN/UTRAN的交互
8.1.3与其他接入方式交互时QoS方面的内容
8.2策略控制和计费控制
8.2.1PCC架构
8.2.2PCC基本概念
8.2.3网络侧发起的QoS控制和终端侧发起的QoS控制
8.2.4PCC和漫游
8.2.53GPPRelease8以来的PCC新增特征
8.2.6固定宽带接入的PCC支持
8.3计费
第9章选择功能
9.1选择功能架构
9.2MME、SGSN、SGW和PDNGW的选择
9.2.1选择过程概述
9.2.2DNS基础设施的使用
9.2.3MME选择
9.2.4EPS中的SGSN选择功能
9.2.5GW选择概述
9.2.6PDNGW选择功能
9.2.7ServingGW选择功能
9.2.8切换（非3GPP接入）和PDNGW选择
9.3PCRF选择
第10章用户数据管理
10.1家乡用户服务器
10.2用户配置文件库
10.3用户数据汇聚
10.3.1UDC整体描述
10.3.2前端和用户数据库
第11章语音和应急服务
11.1基于电路交换技术的语音业务
11.2基于IMS技术的语音服务
11.3MMTel及其架构
11.4VoLTE
11.5T-ADS
11.6单一无线语音呼叫连续性
11.7IMS集中化服务(ICS)
11.7.1业务集中化和连续性应用服务器(SCC-AS)
11.7.2从E-UTRAN至GERAN或UTRAN的SRVCC
11.8E-UTRAN切换至CDMA1xRTT的SRVCC
11.9电路交换域回落（CSFB）
11.10电路交换与VoLTE的迁移路径和共存
11.11IMS紧急呼叫的EPS紧急承载服务
11.12多媒体优先服务
第12章LTE广播
12.1背景和主要概念
12.2MBMS解决方案概述
12.3MBMS用户服务
12.4MBMS移动网络架构
12.4.1架构概览
12.4.2接口
12.5MBMS承载服务
12.5.1会话开启
12.5.2会话停止
12.5.3会话更新
第13章定位功能
13.1定位解决方案
13.2定位架构与协议
13.3定位方法
13.4定位报告格式
13.5EPS定位实体和接口
13.6定位过程
第14章卸载功能和同时多接入
14.1介绍
14.23GPP无线接入网络卸载——同时多接入
14.2.1多接入PDN连接性（MAPCON）
14.2.2IP流移动性（IFOM）
14.2.3非无缝WLAN卸载（NSWO）
14.3卸载核心和传输网络——有选择的IP流量卸载（SIPTO）
14.4到本地网络的访问——本地IP访问（LIPA）
第4部分EPC的具体细节
第15章EPS网络实体和接口
15.1网络实体
15.1.1eNodeB
15.1.2MME
15.1.3ServingGW
15.1.4PDNGW
15.1.5PCRF
15.1.6家庭基站子系统和相关实体
15.2UE、eNodeB和MME的控制平面（S1-MME）
15.3基于GTP的接口
15.3.1控制平面
15.3.2MME←→MME(s10)
15.3.3MME←→ServingGW(S11)
15.3.4ServingGW←→PDNGW(S5/S8)
15.3.5SGSN←→MME(S3)
15.3.6SGSN←→ServingGW(S4)
15.3.7SGSN←→SGSN(S16)
15.3.8可信的WLAN接入网络←→PDNGW(S2a)
15.3.9ePDG←→PDNGW(S2b)
15.3.10用户面
15.3.11eNodeB←→ServingGW(S1-U)
15.3.12UE←→eNodeB←→ServingGW←→PDNGW(GTP-U)
15.3.13UE←→BSS←→SGSN←→ServingGW←→PDNGW(GTP-U)
15.3.14UE←→UTRAN←→ServingGW←→PDNGW(GTP-U)
15.3.15UE←→UTRANvGSN←→ServingGW←→PDNGW(GTP-U)
15.3.16UE←→可信WLAN接入网络←→PDNGW(GTP-U)
15.3.17UE←→ePDG←→PDNGW(GTP-U)
15.4基于PMIP的接口
15.4.1ServingGW-PDNGW(S5/S8)
15.4.2可信非3GPP接入——PDNGW(S2a)
15.4.3PDG-PDNGW(S2b)
15.5基于DMISPv6接口（UE-PDNGW（S2C））
15.6与HSS相关的接口和协议
15.6.1概述
15.6.2ME-HSS(S6a)和SGSN–HSS(S6d)
15.7与AAA相关的接口
15.7.1概述
15.7.2AA服务器-HSS(SWx)
15.7.3可信非3GPP接入–3GPPAAA服务器/代理(STa)
15.7.4不可信的非3GPPIP接入-3GPPAAA服务器/代理(SWa)
15.7.5ePDG-3GPPAAA服务器/代理（SWm）
15.7.6PDNGW-3GPPAAA服务器/代理（S6b）
15.7.73GPPAAA代理—3GPPAAA服务器/代理(SWd)
15.8PCC相关接口
15.8.1概述
15.8.2PCEF-PCRF(Gx)
15.8.3BBERF-PCRF（Gxa/Gxc)
15.8.4PCRF-AF(Rx)
15.8.5TDF-PCRF(Sd)
15.8.6OCS-PCRF(Sy)
15.8.7PCRF-PCRF(S9)
15.8.8BPCF-PCRF(S9a)
15.8.9SPR-PCRF(Sp)
15.9与EIR相关的接口（MME-EIR和SGSN-EIR接口（S13和515′））
15.10与I-WLAN相关的接口（UE-ePDG(SWu)）
15.11与ANDSF相关的接口
15.11.1ISMP策略节点
15.11.2发现信息节点
15.11.3UE位置节点
15.11.4ISRP节点
15.11.5Ext节点
15.12与HRPDIW相关的接口
15.12.1优化切换和相关接口(S101和S103)
15.12.2MMEeHRPD接入网络(S101)
15.12.3ServingGWHSGW(S103)
15.13到外部网络的接口
15.13.1概述
15.13.2功能
15.14CSS接口（MME-CSS接口(S7a)）
第16章协议
16.1简介
16.2GPRS隧道协议综述
16.2.1协议结构
16.2.2控制面（GTPv2-C）
16.2.3用户平面（GTPv1-U）
16.2.4协议格式
16.3移动IP
16.3.1概述
16.3.2基于主机的和基于网络的移动性机制
16.3.3移动IP的基本原则
16.3.4移动IPv6的安全性
16.3.5包格式
16.3.6双栈操作
16.3.7额外的MIPv6特性——路由优化
16.4代理移动IPv6
16.4.1概述
16.4.2基本流程
16.4.3PMIPv6安全
16.4.4PMIPv6数据包格式
16.4.5双栈操作
16.5Diameter协议
16.5.1背景
16.5.2协议结构
16.5.3Diameter节点
16.5.4Diameter会话、连接和传输
16.5.5Diameter请求路由
16.5.6节点发现
16.5.7Diameter消息格式
16.6通用路由封装
16.6.1背景
16.6.2基本协议
16.6.3GRE分组格式
16.7S1-AP
16.8非接入层（NAS）
16.8.1EPS移动管理
16.8.2EPS会话管理
16.8.3消息结构
16.8.4安全保护的NAS消息
16.8.5消息传输
16.8.6未来扩展和后向兼容
16.9IP安全
16.9.1引言
16.9.2安全封装载荷与认证头部
16.9.3互联网密钥交换
16.9.4IKEv2的移动性和多宿主
16.10扩展认证协议
16.10.1概览
16.10.2协议
16.11流控制传输协议
16.11.1背景
16.11.2基本协议特性
16.11.3多流
16.11.4多宿主
16.11.5数据包结构
第17章流程
17.1E-UTRAN的附着和分离
17.1.1E-UTRAN的附着过程
17.1.2E-UTRAN的分离过程
17.2E-UTRAN的跟踪域（TA）更新
17.2.1跟踪域更新过程
17.2.2MME改变时的TA更新
17.3E-UTRAN的服务请求
17.3.1UE触发的服务请求
17.3.2网络触发服务请求
17.4域间及域内3GPP接入移动切换
17.4.1移动切换过程的阶段
17.4.2EPS中的3GPP切换案例
17.4.3E-UTRAN接入方式下的移动切换
17.4.4E-UTRAN以及其他3GPP接入方式（GERAN和UTRAN）之间的使用S4SGSN的切换
17.4.5基于Gn/Gp的SGSN切换
17.4.6GERAN和UTRAN接入网之间的使用S4SGSN以及GTP/PMIP的切换
17.5承载和QoS相关架构
17.5.1E-UTRAN承载管理
17.5.2GERAN/UTRAN承载管理
17.6Non-3GPP系统的移动管理
17.6.1GTPv2的S2a接口的可信WLAN接入网（TWAN）的初始附着
17.6.2GTPv2的S2a接口的可信WLAN接入网（TWAN）的去附着
17.6.3S2b接口的PMIP下不可信Non-3GPP接入附着
17.6.4S2b接口的PMIP下不可信Non-3GPP接入去附着
17.6.5S2c接口的DSPMIP下可信Non-3GPP接入附着
17.6.6S2c接口的DSPMIP下可信Non-3GPP接入去附着
17.73GPP系统和Non-3GPP系统间的移动切换
17.7.1概述
17.7.2Non-3GPP的EPS切换
17.8Non-3GPP接入的QoS相关过程
第5部分EPC的总结与展望
第18章总结和展望
附录
附录AEPC相关标准实体
附录B相关缩写
参考文献

内容摘要
本书系统介绍了SAE/EPC的网络架构、概念和标准，以及相关接口、协议和流程的细节。全书共分为五个部分，共18章，从EPC的背景和愿景、EPC概述、主要概念和服务、EPC的具体细节、EPC的总结与展望等五个部分有序地进行介绍，主要内容包括：EPS架构概述，EPS部署场景和运营示例，EPS中的数据业务，EPS中的话音业务，会话管理和移动性，安全功能，QoS、计费和策略管理，选择功能，用户数据管理，话音和紧急服务，LTE广播，定位功能，卸载功能和同时使用多种接入方式功能，EPS网络实体和接口，相关协议和流程，总结与展望等。本书的靠前版发行后迅速成为了SAE/LTE网络基本原理的重要参考书之一，第2版在靠前版基础补充了在SAE/LTE开始知名品牌移动网络后日趋重要的一些领域的相关内容。本书既可以作为通信和网络领域的企业和高校研究人员从事研究和设计新一代无线宽带移动通信系统的参考书，也可以作为LTE研发人员加深对SAE/EPC理解的工具书。

精彩内容
前言
3GPP（第3代合作伙伴项目）的SAE（System Architecture Evolution，系统架构演进）技术研究和规范工作的成果已经形成一系列标准。这些标准规范了3GPP的分组核心网将由GSM/GPRS和WCDMA/HSPA演进到全IP架构，以及为3GPP或其他标准的无线接入，提供特征丰富的“通用分组核心网”技术。这种通用的分组核心网络被称为EPC（Evolved Packed Core，演进分组核心网），整个系统被称为EPS（Evolved Packet System，演进中的分组系统）。该系统支持LTE、GSM和WCDMA/HSPA等3GPP无线接入技术，同时也支持非3GPP的接入技术。与之前的核心网技术不同，EPC提供对多种接入技术的支持，并且允许终端用户在不同的接入技术（如LTE、WLAN、3GPP和非3GPP）之间进行移动。相比2G/3G的分组核心网，该EPC架构实现了扁平化，通过优化能够有效地处理载荷。除了这些方面优势，EPC还对过去2G/3G分组核心网所有已经建立的部分进行了更新，如安全性和连接管理。简单地说，通过对EPC的规范，SAE为移动宽带革命构建了所需的核心网络。
规范3GPP中的EPC是一个复杂的问题，是一个即使多少页论文也很难说清楚的问题。这使得任何个人很难融入标准化的发展；从而真正地了解规范的细节。为了方便对移动通信产业感兴趣的不同类型读者的理解，本书就3GPP EPC规范的不同方面，提供了一个简洁且易于理解的描述。
我们的目标是确保阅读本书能够提高对EPC系统的整体网络架构和协议的全面理解，这比只讲解3GPP规范更加有意义。本书提供了对EPC包含的网络架构、节点和协议的细节分析。自本书第1版出版以来，我们发现在西欧、北美和日本已经有EPS网络部署，也发现在工业界部署VoLTE的强烈趋势，VoLTE技术通过在LTE和EPC上的IMS提供语音和视频服务。此外，提供商要求在IMS和电路交换网络之间的语音和服务能够持续。本书的这一版本中，将提供对标准工作的详细描述，以及基于运营商部署策略的市场导向的EPS技术分析。进一步地详细介绍什么是VoLTE、语音和服务的连续性，以及标准化是如何确保通过调整使得EPS、IMS和CS网络是支持以上这些特征的。
然而，自本书第1版出版以来，语音业务和IMS并非标准化唯一关注的领域。我们发现，EPS已经发展得相对成熟，并且也发现了一些新的附加功能。这些附加功能包括让EPS支持紧急和优先服务、对可选择性的流量卸载提供增强支持、支持家庭基站功能（有时也称为Femto）以及本地IP卸载，这些附加功能直接影响3GPP定义的无线接入技术。
与此同时，工业界热衷于在EPS中提高与WLAN（无线局域网）接入的互通和协作。在这方面，我们发现宽带联盟（Broadband Forum）提供了强有力的协作能力，使得3GPP网络能够与固定宽带技术（如Wi-Fi）实现互通。与部署的趋势一致，基于GTP的ESP已占据市场的领导地位。标准化同时还关注了GTP在其他非3GPP接入技术的支持。本书的当前版本将包含如何让大量非3GPP接口支持GTP的技术方案。
我们也努力详述如Diameter这样的密钥协议，该协议是用在3GPP网络的诸多参考点上的密钥协议之一。
本文将提供一个详细的内容介绍，从而使任何个人可以人机会去了解运营商或其他业界角色如何部署和实现EPS，以及现有部署网络中已经采用的或可能被采用的不同迁移路径。本书也提供对已经部署的附加服务和正在使用LTE及EPC的业务的概述。
已经对EPC、LTE或IMS有所熟悉的读者同样会从本书中受益，本书说明了这些概念如何彼此适应从而满足移动带宽的需求。例如，对IMS熟悉的读者将会对语音业务怎么适应新网络架构和协议有一个更深的理解。附录中包含与SAE有关的不同规范的说明。值得注意的是，本书不仅仅为读者提供3GPP规范的描述，还包括3GPP2的部署场景及与非3GPP接入（如WLAN和固定接入等）的互通。只对某一种接入技术或协议感兴趣的读者，通过本书，也会对这些接入技术或协议如何适应整体网络架构有更深的理解。
我们将本书的内容分为5个不同的部分。
第1部分：EPC的背景和愿景
本部分分析SAE和EPC与影响电信网络演进的其他相关技术的关系。另外，本部分还给出了工业界核心网络演进的缘由以及在标准化过程中不同参与者所承担的角色。
第1章
本章将描述对当前电信网络的客观看法，介绍在哪些方面EPC与之相关，主要包括以下几个方面：
● 为什么要进行核心网演进？
● 与EPC相关的技术。
● SAE工作中涉及的标准化部分。
● 本书中用到的一些术语。
第2部分：EPC 概述
本部分对EPS进行技术性描述，包括EPC的不同组成部分的功能性描述。此外，还涵盖了不同的迁移和部署场景，以及说明了与其他章节中涉及的概念和标准如何联系在一起，从而在运营网络中提供语音和数据服务。
第2章
本章对EPS系统涉及的主要概念进行概要介绍，旨在让读者对SAE/ LTE服务有基本

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