移动互联网环境下的核心网剖析及演进

《移动互联单盐网环境下的核心网剖析及演进》是2013年09月电子工业出版社出版的图书，作者是张园。

• 书名 移动互联网环境下的核心网剖析及演进
• 作者 张园
• ISBN 978-7-121-21357-1
• 页数 356
• 定价 75.00

书来自本简介

　　书本分别以移动核心网的网络演进和移动互联网业务的承载的关键技术为两条主线，阐述了移动核心网的技术发展历程、演进趋势、网络架构、智能感知与调度等新型能力，也分享了该领域内的众多实践案例官光浓济给地良派，同时增加了对M2M、训吗粒百互PCC、网络间互操作等关键技术的深入剖析，并围绕移动业务应用对网络的冲击展开讨论，提出了应对思路。

　　移动互联网环境下的核心网剖析及演进

　　内容提要

　　随着移动通信网与互联网融合360百科时代的来临，传统的移动核心网正加速向全IP 的网络迁移，具备灵活开放的网络架构、低成本建网特点、海量业务提供能力以及快速业务部署能力，已成为力黑延简稳轻巴氢晚新时代对移动核心网的关键要求。

　　本书适合于核心网和移动互联胞史读网相关从业者阅读 。

书本目录

　　第一篇移动核心网技术发展综述

　　第1 章 移动核心网概述.........................................................胜事层........................本它架家据补资齐房散.......2

　　1.1 移动通信的发展历程......................................................大量告什派处增.........................无市地适战脚律训诉还宜......3

　　1.2 3G 核心网的概况................................................................................得把太敌林点黑.........影兰...6

　　1.2.1 WCDMA 核心网技术.............................................................................6

　　1.2.2 CDMA2000 核心网技术.......................情脸酸情门儿走细封...............................................15

　　1.3 LTE 核心网简介..................................................能延包训须陆代刻笑角..............孔的会含振编激乙.......................均培工.....21

　　1.息富4 移动核心网的技术发展趋势.......................................劳...............................26

　　本章小结.........................................久似为吸站种第正内........................迫各把..................................................28

　　参考文献...................................................................................................................28

　　第二篇业务篇

　　第2 章 移动互联网业务......................................................................................30

　　2.1 移动互联网业务概述...................................................................................31

　　2.1.1 移动互联网定义...................................................................................31

　　2.1.2 移动互联网特征...................................................................................31

　　2.1.3 移动互联网发展趋势...........................................................................33

　　2.2 移动互联网典型业务...................................................................................35

　　2.2.1 典型业务及特征...................................................................................35

　　2.2.2 应用变化趋势.......................................................................................44

　　2.3 移动互联网业务对移动核心网的影响....................................................46

　　本章小结...................................................................................................................48

　　参考文献...................................................................................................................49

　　第3 章 M2M业务.................................................................................................50

　　3.1 M2M 业务场景分类.....................................................................................51

　　3.1.1 监控报警类...........................................................................................51

　　3.1.2 信息推送类...........................................................................................52

　　3.1.3 视频监控类...........................................................................................55

　　3.1.4 远程控制执行器类...............................................................................57

　　3.2 M2M 业务的特征.........................................................................................58

　　3.2.1 M2M 的通用业务特征.........................................................................59

　　3.2.2 M2M 的特定业务特征.........................................................................60

　　3.3 M2M 业务对移动核心网的影响...............................................................63

　　本章小结...................................................................................................................67

　　参考文献...................................................................................................................67

　　第三篇技术篇

　　第4 章 W&TD-SCDMA 核心网架构及协议................................................ 70

　　4.1 概述..................................................................................................................71

　　4.2 W&TD-SCDMA 移动核心网的网络架构介绍......................................72

　　4.3 网元主要功能和接口介绍..........................................................................73

　　4.3.1 W&TD-SCDMA 移动核心网逻辑网元及网络接口...........................73

　　4.3.2 电路域主要逻辑网元功能要求和接口介绍.......................................76

　　4.3.3 分组域主要逻辑网元功能要求和接口介绍.......................................78

　　4.3.4 归属位置寄存器(HLR)...................................................................80

　　4.4 用户接入呼叫流程........................................................................................80

　　4.4.1 电路域用户接入呼叫流程....................................................................80

　　4.4.2 分组域用户接入呼叫流程....................................................................85

　　4.5 现网部署实例.................................................................................................91

　　4.5.1 GSM 与WCDMA 共存的网络拓扑实例............................................91

　　4.5.2 WCDMA 移动核心网网络结构...........................................................92

　　4.5.3 TD-SCDMA 本地网MSCServer/VLR 组网示意图...........................93

　　本章小结...................................................................................................................94

　　参考文献...................................................................................................................94

　　第5 章 CDMA2000 核心网架构及协议........................................................95

　　5.1 概述..................................................................................................................96

　　5.2 CDMA2000 核心网架构..............................................................................97

　　5.2.1 CDMA2000 核心网架构......................................................................97

　　5.2.2 CDMA2000 网络中常见的一些基本概念...........................................99

　　5.3 网元功能要求和接口要求.........................................................................101

　　5.3.1 电路域主要逻辑网元功能要求和接口介绍......................................101

　　5.3.2 分组域主要逻辑网元功能要求和接口介绍......................................104

　　5.4 用户接入呼叫流程......................................................................................109

　　5.4.1 电路域用户接入呼叫流程..................................................................109

　　5.4.2 分组域用户接入呼叫流程..................................................................114

　　5.5 现网部署实例...............................................................................................121

　　5.5.1 CDMA2000 网络拓扑结构一.............................................................121

　　5.5.2 CDMA2000 网络拓扑结构二.............................................................122

　　5.5.3 分层次的CDMA2000 网络拓扑结构................................................124

　　本章小结.................................................................................................................126

　　参考文献.................................................................................................................126

　　第6 章 LTE/EPC 核心网网络架构及协议.................................................127

　　6.1 LTE/EPC 核心网网络架构........................................................................128

　　6.2 EPC 网元的功能要求.................................................................................131

　　6.2.1 MME 功能..........................................................................................132

　　6.2.2 S-GW 功能.........................................................................................135

　　6.2.3 P-GW 功能.........................................................................................136

　　6.2.4 HSS 功能............................................................................................138

　　6.2.5 PCRF 功能..........................................................................................140

　　6.2.6 HSGW 功能........................................................................................141

　　6.2.7 其他网元功能.....................................................................................142

　　6.3 EPC 网络接入的信令流程........................................................................142

　　6.3.1 用户初次附着及去附着流程.............................................................143

　　6.3.2 跟踪区更新流程.................................................................................149

　　6.3.3 切换流程.............................................................................................151

　　6.3.4 业务请求流程.....................................................................................156

　　6.3.5 会话管理流程.....................................................................................158

　　6.4 EPC 和CDMA 的互操作..........................................................................160

　　6.4.1 EPC 和CDMA 的语音互操作方案................................................... 160

　　6.4.2 EPC 和CDMA 的数据互操作方案................................................... 164

　　6.5 EPC 和WLAN 的互操作方案.................................................................187

　　6.5.1 S2a 方案..............................................................................................188

　　6.5.2 S2b 方案.............................................................................................192

　　6.5.3 S2c 方案..............................................................................................197

　　6.6 3GPP/3GPP2 EPC 网络的新进展............................................................206

　　本章小结.................................................................................................................209

　　参考文献.................................................................................................................210

　　第7 章 移动核心网对移动互联网业务的支持..........................................211

　　7.1 移动互联网业务的快速发展对移动网的挑战.....................................212

　　7.1.1 数据流量巨大的增幅使得网络面临巨大的流量压力......................212

　　7.1.2 OTT 业务对传统业务构成冲击........................................................213

　　7.1.3 电信网络日益"管道化".................................................................213

　　7.1.4 移动互联网冲击下网络凸显的问题..................................................214

　　7.1.5 应对思路.............................................................................................215

　　7.2 提高网络的智能化水平.............................................................................217

　　7.2.1 智能管道的架构.................................................................................217

　　7.2.2 智能管道的应用关键技术..................................................................219

　　7.2.3 智能管道的典型应用场景..................................................................222

　　7.3 加强网络融合...............................................................................................224

　　7.3.1 接入网发现和选择机制.....................................................................225

　　7.3.2 通过发展WLAN 实现流量分流和流量优化....................................227

　　7.4 提高网络安全性..........................................................................................228

　　参考文献.................................................................................................................230

　　第8 章 策略与计费控制系统(PCC) .......................................................231

　　8.1 PCC 概述.......................................................................................................232

　　8.1.1 PCC 历史回顾.....................................................................................232

　　8.1.2 PCC 整体构架.....................................................................................233

　　8.2 PCC 功能实体..............................................................................................235

　　8.2.1 策略控制和计费规则功能(PCRF)................................................235

　　8.2.2 策略和计费执行功能(PCEF) ........................................................239

　　8.2.3 承载绑定和事件报告功能(BBERF) .............................................244

　　8.2.4 流量检测功能(TDF)......................................................................245

　　8.2.5 应用功能(AF)................................................................................245

　　8.2.6 用户属性存储(SPR)......................................................................246

　　8.3 PCC 参考点..................................................................................................246

　　8.3.1 Rx 参考点...........................................................................................246

　　8.3.2 Gx 参考点...........................................................................................247

　　8.3.3 Sp 参考点............................................................................................247

　　8.3.4 Gy 参考点...........................................................................................247

　　8.3.5 Gz 参考点............................................................................................248

　　8.3.6 S9 参考点...........................................................................................248

　　8.3.7 Gxx 参考点........................................................................................248

　　8.4 PCC 主要信令流程.....................................................................................249

　　8.4.1 概述.....................................................................................................249

　　8.4.2 IP-CAN 会话建立..............................................................................250

　　8.4.3 IP-CAN 会话终止..............................................................................252

　　8.4.4 IP-CAN 会话修改..............................................................................257

　　8.4.5 PCRF 中签约信息的更新..................................................................264

　　8.5 策略控制的能力开放技术........................................................................265

　　本章小结.................................................................................................................268

　　参考文献.................................................................................................................268

　　第9 章 移动核心网的智能感知与统计分析技术..................................... 270

　　9.1 感知技术原理..............................................................................................272

　　9.1.1 业务应用感知.....................................................................................272

　　9.1.2 网络忙闲状态感知.............................................................................277

　　9.2 移动核心网智能感知的部署方案剖析..................................................281

　　9.2.1 网络架构图.........................................................................................281

　　9.2.2 关键技术分析.....................................................................................283

　　9.2.3 典型应用场景.....................................................................................285

　　9.3 基于感知的统计分析技术........................................................................286

　　9.3.1 感知数据的采集.................................................................................286

　　9.3.2 感知数据的统计分析.........................................................................287

　　本章小结.................................................................................................................293

　　参考文献.................................................................................................................294

　　第10 章 移动核心网对M2M 业务的支持.............................................. 295

　　10.1 支持M2M 业务的移动核心网架构..................................................... 296

　　10.2 2G/3G 核心网对M2M 的业务支持..................................................... 298

　　10.2.1 独立号段组网...................................................................................298

　　10.2.2 用户等级控制...................................................................................299

　　10.2.3 通信时间控制...................................................................................299

　　10.2.4 Always-on 方式优化.........................................................................300

　　10.2.5 分组域寻呼优化...............................................................................301

　　10.3 LTE/EPC 网络对M2M 业务的支持.....................................................302

　　10.3.1 拥塞/过负荷控制方案......................................................................303

　　10.3.2 低移动性的优化方案.......................................................................305

　　10.3.3 采用FQDN 作为终端标识...............................................................307

　　10.3.4 小数据传输方案...............................................................................308

　　10.3.5 M2M 终端的触发方案.....................................................................310

　　10.3.6 通信时间受控的优化方案................................................................312

　　10.3.7 终端寻址方案...................................................................................313

　　本章小结.................................................................................................................315

　　参考文献.................................................................................................................315

　　第四篇演进篇

　　第11 章 移动核心网向LTE/EPC 的演进...............................................318

　　11.1 WCDMA 向LTE/EPC 网络的演进.......................................................319

　　11.1.1 电路域的演进...................................................................................319

　　11.1.2 分组域的演进...................................................................................323

　　11.2 CDMA 向LTE/EPC 网络的演进...........................................................326

　　11.2.1 电路域的演进...................................................................................326

　　11.2.2 分组域的演进...................................................................................328

　　本章小结.................................................................................................................333

　　参考文献.................................................................................................................333

精彩节摘

　　序

　　移动通信技术在经历来自了2G、3G 技术的发展之后，正向着更高速率的4G 技术发展，北美、欧洲、日韩等运营商已经开始规模部署LTE 网络，中国部分运营商也启动了LTE 的试商用试验。移动宽带技术的发展使人们可以随时接入网络，同时，伴随着智能终端的快速普及移动互联网应用的克帝景又输会脸裂答蓬勃发展，移动通信及应用已经成为人们生活的重要组成部分。

　　移动核心网是移动通信业务的接入、承载和业务提供的网络。经过从第一代移动通信技术向第四代移动通信技术的发展360百科，移动核心网从开始只有电路域，只具备提供语音、短信的窄带业务能力，向着支持分组域和多媒体域，提供高速的移动宽带接入和丰富的多媒体业务的移动宽带方向发展。在4G 时代，GSM 和CDMA 两大阵营都将选择了走向共同的IMS+EPC 的移动核心网架构。移动核心网成为承载移动互联网应用的重们厚态居被八肉放席要组成部分。

　　在网络技术演进的同时，移动互联网业务和顺胡项二M2M 等新兴业务给运营商的移动网络带来了巨大的挑战。QQ、微信等小流量常在线的社交应用在给用户提供服务的同时，占用了运营商大量的信令资源，却给运营商带来了极少的流量收入;海量的M2M应用带来的信令拥塞和过负荷控制的难题又需要从网络架构和网络配置等方面加感以解决;运营商一直在积极探索通过增加网络的智能性，在网络演进的同时，能够实现逐读众冲袁州论多维度的感知和智能的策略控制，能够基于用户、业钱游菜东酒表端既路务、位置、时间等开展智能谁投毛系球放儿阶第的业务管控，以提高网络的有效性，更好地为用使纸户服务;这些内容本书都给出了很好的答案。

　　司让生船冲电联核放本书聚焦运营商移动核心网网络演进和移动互联网业效矛财便应岁务承载的关键技术问题，从移动核心网技术和移动互联网业务两个维度出发，第一次全面、系统地介绍了多种制式的3G 核心网技术、4G 核心网技术和多种制式的3G 核心网向4G 核心网的演进方案;同时从业务维度分析了全球移动运营商都面临的移动互联网业务和M2M 等业务对移动核心网带来的挑战和影响，提出了移动网络智能管道的技术方案、全面介绍了移动核心网控制技术(PCC)空沿宜真年圆务精和智能感知技术。既有移动核心网整体技术标准及体系化的描述，又有全球运营商的实际案例和解决方案。既有移动互联网业务对网络的要求，又有对这些业务的详尽分析和介绍。工吃功校还及在4G 网络即将部署之际，本书有利于读者对移动核心网技术进行全面了解。

取黄扬岩件信裂　　前言

　　本书共分为四篇，第一篇重点讲述移动核心网技术发展里程，第二篇重点讲述移动互联网及M2M 等新业务的特征及对移动核心网的影响和要求，第三篇是本书的核心，包括了3G 核心网的网络架构、未来4G 网络的架构、策略控制系统(PCC)、智能感知和分析系统，以及移动核心网如何支持M2M等业务，第四篇重点讲述了3G 核心网如何向4G 网络演进。具体分啊异识强复为11 章。

　　第朝体1 章介绍了移动通信的发展历程和发展趋势，重点介绍了核心网技术的发展趋势。续试直求快散深至井投包括3G 核心网(包括WCDMA 含济五映和CDMA2000 技术)电路域、分组域和IMS域的技术的发展和演进，以及LTE/EPC 核心网架构及其技术特点。

　　第2 章是移动互联网环架套翻怎与气率牛德含境下核心网剖析及演进的基础，首先讲解了移动互联网业务概述，这里关键了解移动互联网业务定义、特征及发展趋势。接下来，本章逐一介绍了典型移动互联网的六大类业务，而且就应用变化趋势做了分析和讲解。最后，本章介绍了典型移动互联网业务对核心网的影响，主要从三个方面阐述了对核心网的影响因子。为后续技术方案的讲解埋下了伏笔。

　　第3 章介绍了M2M 业务的应用场景分类、M2M 业务的通用特征和特定特征，介绍了M2M 业务对移动核心网的影响、对核心网的功能需求，使读者能够更好地了解M2M 的应用以及对移动核心网的影响和相应的要求。

　　第4 章和第5 章首先是对W&TD-SCDMA 和CDMA2000 移动核心网基本知识介绍，包括了核心网的网络架构介绍、逻辑网元基本功能介绍，接口协议介绍等。接下来，详细论述了用户接入的基本呼叫流程，包括了电路域的局内、局间呼叫;分组域用户接入流程。最后通过现网部署实例，介绍了几种典型的组网结构。

　　第6 章主要介绍LTE 核心网相关架构、网元、信令流程及与3G 网络的互操作等。LTE 的部署为提供移动互联网业务在网络能力上奠定了基础。本章主要掌握LTE 核心网在漫游和非漫游情况下网络组织架构的差异，掌握LTE 核心网EPC 主要网元完成的功能及主要的信令流程。在此基础上，了解LTE 与CDMA 及WLAN在提供语音、数据业务方面的互操作技术。

　　第7 章首先总结了移动互联网业务的快速发展对移动网的挑战，以及移动网所面临的主要问题，并提出了移动网的应对思路。

　　第8 章从PCC 的发展历史开始，由整体到细节、深入浅出地阐述了PCC 的整体构架、PCC 的主要功能实体、PCC 的主要参考点以及PCC 的主要信令流程，最后还对PCC 的能力开放技术进行了介绍。

　　第9 章主要介绍移动互联网环境下移动核心网的智能感知与统计分析技术。本章首先从业务应用感知与网络忙闲时感知两方面介绍了感知技术原理，介绍了实现业务感知的DPI 技术与DFI 技术，分析了感知网络忙闲状态的实现算法，并介绍了网络忙闲与业务的综合感知技术;接下来提出了智能感知系统框架，对某运营商实际的移动核心网智能感知部署方案进行剖析，介绍了网络架构图，对关键技术进行了分析，并给出了本系统典型应用场景;本章最后重点剖析了基于感知的统计分析技术，介绍了感知数据的采集办法，并分析了AAA Radius 信令、RP 接口中A11信令、PI 接口数据以及网络安全相关的分析手段。相信部署智能感知技术的移动核心网将更能适应未来移动互联网的蓬勃发展。

　　第10 章介绍了移动核心网支持M2M 业务所考虑进行的功能增强和优化方案，包括架构的增强、拥塞/过负荷控制能力的增强、移动性管理功能的增强、终端标识管理的增强、小数据传输效率的增强、对终端通信时间控制的增强，使读者能够更好地了解国际上移动核心网领域针对M2M 业务正在进行的技术研究工作。

　　最后一章主要介绍了WCDMA 网络和CDMA 网络向LTE/EPC 架构演进情况下的语音和数据的互操作的技术方案、技术方案的比较，以及已经部署了LTE 的运营商对语音和数据业务互操作方案和网络演进思路的选择。基于LTE/EPC 架构演进情况下的语音和数据的互操作的技术方案阐明了CS 域和PS 域的演进的技术路线和方向。