3G UMTS与4G LTE核心网——CS，PS，EPC，IMS

《3G UMTS与4G LTE核心网——CS，PS，EPC，IMS》

基本信息

ISBN:9787121142260

作者：庞韶敏

定价：59.00元

开码：16

页码：383

出版时间：2011-08

出版社：电子工业出版社

内容简介：

本书全面而系统地阐述了3G UMTS和4G LTE核心网，以及IMS的技术原理及应用，描述了网络架构、协议、安全、各种信令流程和业务提供等内容。3G核心网包括电路交换（CS）域技术和分组交换（PS）域技术；4G LTE核心网为演进的分组核心（EPC）；IP多媒体子系统（IMS）在分组域上提供VoIP业务，以及呈现、组管理和多媒体会议等业务。

读者对象：本书内容丰富，结构清晰，可供广大从事移动通信工作的系统架构设计师、研发工程师及其他工程技术人员学习参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。

目录：

目 录

第一部分 移动核心网综述

第1章　移动核心网概述 2

1.1 移动网络技术发展历程 2

1.2 移动核心网发展演进 4

1.3 2G GSM网络 7

1.3.1 GSM网络历史和现状 7

1.3.2 GSM系统的网络结构 8

1.4 2.5G GPRS网络 11

1.4.1 GPRS网络概况 11

1.4.2 GPRS网络结构 12

1.4.3 GPRS演进到EGPRS 14

1.5 3G UMTS核心网CS&PS&IMS 14

1.5.1 UMTS概述 14

1.5.2 UMTS R99网络结构 14

1.5.3 UMTS R4网络结构 16

1.5.4 UMTS R5网络结构 18

1.5.5 UMTS R6&R7网络结构 20

1.6 4G LTE核心网EPC&IMS 21

1.6.1 LTE网络概述 21

1.6.2 LTE网络结构 21

第二部分 UMTS核心网CS&PS

第2章　UMTS CS&PS核心网协议 24

2.1 UMTS R99接口协议体系 24

2.2 UMTS R4接口协议体系 26

2.3 UMTS核心网与无线接入网间接口协议 26

2.3.1 GSM A接口 26

2.3.2 GPRS Gb接口 28

2.3.3 3G Iu接口 29

2.4 UMTS核心网协议描述 34

2.4.1 基于No.7的信令协议 34

2.4.2 Sigtran协议栈 38

2.4.3 H.248协议 39

2.4.4 BICC 40

2.4.5 Nb接口 41

2.4.6 GTP协议 42

第3章　UMTS CS&PS核心网基础 43

3.1 网络编码 43

3.1.1 GSM网LAI和CGI 43

3.1.2 GPRS网RA和RAI 44

3.1.3 UMTS网中SA和SAI 44

3.1.4 CS核心网编码 44

3.1.5 PS核心网编码 46

3.1.6 E.164/E.212/E.214 47

3.2 移动台类型 49

3.3 网络操作模式 50

3.3.1 网络操作模式I（NOM I） 50

3.3.2 网络操作模式II（NOM II） 51

3.3.3 网络操作模式III（NOM III） 51

3.4 移动性管理状态 52

3.4.1 GSM移动台状态 52

3.4.2 GPRS移动性管理状态 52

3.4.3 3G PS域移动性管理状态 55

3.5 手机终端和用户卡 55

3.6 终端开机过程 56

3.7 GSM/GPRS/UMTS CS/UMTS PS 57

第4章　UMTS CS&PS核心网信令流程 58

4.1 CS和PS位置更新 58

4.1.1 CS域开关机时位置更新（IMSI附着） 58

4.1.2 CS域普通位置更新 59

4.1.3 PS域开关机时位置更新（GPRS附着/显式分离） 62

4.1.4 PS域路由区更新 66

4.1.5 周期性位置更新 67

4.2 2G与3G安全机制 68

4.2.1 2G安全机制 68

4.2.2 3G安全机制 72

4.2.3 2G/3G网络共存时双模手机鉴权加密机制 77

4.2.4 临时身份识别（TMSI/P-TMSI） 79

4.3 CS呼叫控制流程 79

4.3.1 局内3G用户呼叫3G用户 80

4.3.2 3G用户呼叫外网用户 83

4.3.3 外网用户呼叫3G用户 84

4.3.4 彩铃业务实现流程 85

4.4 PS会话管理流程 86

4.4.1 PDP Context激活 87

4.4.2 PDP Context去激活 90

4.4.3 PDP Context修改 91

4.4.4 PDP Context保留过程和RAB重建 91

4.4.5 3G PS QoS协商 92

4.5 CS&PS切换 95

4.5.1 3G CS域切换流程 95

4.5.2 3G PS域切换流程 99

4.5.3 3G RNC迁移 101

4.5.4 2G/3G互操作 103

4.6 短信业务 105

4.6.1 移动始发短信流程 106

4.6.2 移动终止短信流程 107

4.6.3 短信提醒流程 108

4.7 移动智能网 109

4.7.1 GSM移动智能网及结构 110

4.7.2 GPRS移动智能网 112

4.7.3 移动智能网的业务触发机制 113

4.7.4 主要CAP消息介绍 114

4.7.5 预付费业务处理流程 115

第三部分 LTE核心网EPC

第5章 LTE网络结构与协议 120

5.1 LTE网络架构 120

5.1.1 非漫游架构 120

5.1.2 漫游架构 121

5.2 EPC协议栈 123

5.3 EPC协议汇总 124

5.4 S1接口协议 125

5.5 X2接口协议 128

5.6 GTP协议 129

5.7 S6a接口消息 130

5.8 网元功能 130

5.8.1 E-UTRAN 130

5.8.2 MME 131

5.8.3 S-GW（Serving Gateway） 131

5.8.4 P-GW（PDN GW） 132

5.8.5 PCRF 132

5.8.6 HSS 133

5.8.7 SGSN 133

5.9 节点选择功能 133

5.9.1 P-GW选择 133

5.9.2 S-GW选择 134

5.9.3 MME选择 135

5.9.4 SGSN选择 135

5.9.5 PCRF选择 135

第6章 LTE核心网概念与特性 136

6.1 EPS系统中的标识 136

6.2 EPS系统的承载与QoS 137

6.2.1 EPS承载架构 137

6.2.2 QoS参数 138

6.2.3 标准QCI属性 139

6.2.4 EPS默认承载和专用承载 140

6.2.5 EPS承载建立 141

6.3 UE的IP地址分配 142

6.4 EPS状态管理 143

6.4.1 NAS协议 143

6.4.2 EMM 144

6.4.3 ECM 145

6.4.4 EMM&ECM状态转换 146

6.4.5 ESM 148

6.5 用户数据存储 149

6.6 EPS安全机制 151

6.7 策略控制与计费（PCC） 153

6.8 负载均衡与容灾功能 154

6.9 ISR功能 155

第7章 LTE核心网信令流程 157

7.1 附着（Attach） 157

7.1.1 附着流程，用户身份标识为IMSI 157

7.1.2 附着流程，MME可能改变 159

7.1.3 附着过程中的S1AP消息和NAS消息分析 162

7.2 去附着（Detach） 163

7.2.1 UE发起的去附着 163

7.2.2 MME发起的去附着 164

7.2.3 HSS发起的去附着 166

7.3 S1释放（S1 Release） 167

7.4 业务请求（Service Request） 168

7.4.1 UE发起的业务请求 168

7.4.2 网络发起的业务请求 169

7.5 跟踪区更新（Tracking Area Update） 170

7.5.1 跟踪区更新过程的触发 170

7.5.2 TAU过程，Serving GW不变，MME不变 171

7.5.3 TAU过程，Serving GW改变，MME改变 172

7.6 GUTI重分配 174

7.7 切换 174

7.7.1 E-UTRAN内、基于X2的切换——MME和SGW不变 174

7.7.2 E-UTRAN内基于S1的切换——MME和SGW不变 177

7.7.3 E-UTRAN内基于S1的切换——MME和SGW改变 178

7.7.4 E-UTRAN到UTRAN Iu模式下的RAT间切换 180

7.8 会话管理 182

7.8.1 专用承载激活 182

7.8.2 专用承载去激活，在ECM-Connected状态下 184

7.8.3 专用承载去激活，其他情况 185

7.8.4 PGW发起的承载改变 185

7.8.5 UE请求的承载资源修改 187

7.9 多PDN的支持 188

7.9.1 概述 188

7.9.2 UE发起的PDN连接建立 188

7.9.3 UE发起的PDN去连接 190

第四部分 IMS网络技术

第8章　IMS网络体系和功能 194

8.1 IMS的分层体系 194

8.2 IMS的网络结构和网元功能 195

8.3 IMS接口协议体系 203

8.4 IMS漫游和GPRS漫游 205

8.5 地址与标识 207

8.5.1 私有用户标识IMPI 207

8.5.2 公有用户标识IMPU 208

8.5.3 UE端IMPI和IMPU的获得 208

8.5.4 私有用户标识、公有用户标识和业务签约信息的关系 209

8.5.5 全球可路由的用户代理统一资源标识符（GRUU） 211

8.5.6 IMS网元的标识 213

8.5.7 公共业务标识（PSI） 214

8.6 用户配置数据（User Profile） 214

8.7 IMS用户数据的组成 216

8.8 应用服务器（AS） 218

8.9 应用服务器的工作模式 220

8.10 IMS的业务触发机制 221

8.10.1 业务触发架构和业务触发点（SPT） 221

8.10.2 过滤规则（iFC）的定义 223

8.10.3 业务触发控制算法 225

8.10.4 业务触发举例 226

8.11 SIP信令压缩 228

8.12 IMS计费 230

第9章　IMS注册过程 233

9.1 P-CSCF的发现 233

9.2 Cx接口消息及应用场景 234

9.3 S-CSCF的指配 238

9.4 传输协议 240

9.5 注册与注销概述 240

9.6 用户初始注册 242

9.7 Path消息头和Service-Route消息头 248

9.8 用户重注册 249

9.9 注册保存信息 249

9.10 隐式注册 250

9.11 注册状态/事件的订阅和通知 252

9.12 网络发起的重认证 255

9.13 第三方注册 256

9.14 用户发起的注销 257

9.15 网络发起的注销 258

第10章　IMS会话过程 261

10.1 会话阶段划分 261

10.2 IMS会话初始呼叫处理过程 263

10.3 S-CSCF服务模式及会话情形的判定 263

10.4 IMS会话建立流程 264

10.5 IMS会话释放流程 268

10.6 主叫和被叫的身份 269

10.7 Tel URI与ENUM号码 271

10.8 主叫用户的位置信息 272

10.9 S-CSCF的原始对话标识 273

10.10 会话路由及Via、Route、Record-Route和Contact 274

10.11 IMS会话建立详细过程 275

10.11.1 主叫始发段过程 275

10.11.2 中间段路由过程 278

10.11.3 被叫接收段过程 280

10.12 PSI/AS会话的路由 282

10.13 IMS与PSTN/PLMN网络的互通 284

10.13.1 IMS与PSTN/PLMN网络互通模型和协议 284

10.13.2 IMS用户发起的会话 287

10.13.3 PSTN用户发起的会话 288

第11章　IMS的安全体系 290

11.1 IMS网络的安全体系概述 290

11.2 IMS网络的访问接入安全机制 292

11.2.1 用户和网络的认证和授权 292

11.2.2 鉴权向量的生成和ISIM 297

11.2.3 用户的重认证 298

11.2.4 完整性保护 298

11.2.5 网络拓扑隐藏 299

11.2.6 IMS网络中的私密性保护 299

11.3 安全联盟（SA）的建立 300

11.3.1 IPsec 原理简介 300

11.3.2 安全联盟（SA）的含义 301

11.3.3 安全联盟的建立过程 302

11.4 IMS网络域的安全 306

11.4.1 基于IP传输的网络域安全（NDS/IP） 306

11.4.2 IKE协议 308

第12章　IMS的承载控制与NAT 309

12.1 IMS端到端的QoS体系 309

12.2 IMS承载控制体系的演进 311

12.3 IMS的SBLP承载控制体系 312

12.3.1 相关功能实体 313

12.3.2 Gq和Go接口功能和消息 315

12.4 IMS的SBLP承载控制过程 316

12.5 前提（Precondition）机制 322

12.6 IMS承载控制体系对GPRS网络的要求 326

12.7 扩展的IMS架构和SBC的定位 328

12.8 NAT穿越和SBC 329

12.8.1 IMS网络中NAT穿越问题 329

12.8.2 NAT穿越解决方案 331

12.8.3 SBC解决方案 331

12.9 IMS网络部署和SBC 332

第五部分 IMS业务和业务融合

第13章　IMS业务实现 336

13.1 3G/4G业务分类 336

13.2 IMS业务特点 337

13.3 补充业务——呼叫转移 338

13.4 Centrex业务 339

13.5 多媒体彩铃业务 341

13.6 多媒体会议业务 342

13.6.1 多媒体会议概述 342

13.6.2 Web会议建立流程示例 343

13.7 呈现业务（Presence Service，PS） 344

13.7.1 Presence业务概念 344

13.7.2 Presence业务功能实体 345

13.7.3 Presence业务实现流程 347

13.8 组管理 349

13.8.1 组管理概念 349

13.8.2 XDM功能和架构 350

13.8.3 XDM客户端操作流程示例 352

13.9 即时消息业务（Instant Message，IM） 353

13.9.1 即时消息概念 353

13.9.2 IM体系架构 354

13.9.3 Page Mode IM流程 355

13.9.4 Session Mode IM流程 357

13.10 PoC业务 359

13.10.1 PoC概念 359

13.10.2 PoC业务架构和功能实体 360

第14章　CS/IMS业务融合 364

14.1 SMS和IM互通 364

14.1.1 SMS和IM互通概述 364

14.1.2 IMS UE注册流程 365

14.1.3 IMS UE发送消息流程 365

14.1.4 IMS UE接收消息流程 366

14.2 语音呼叫连续性（VCC） 367

14.2.1 VCC概述 367

14.2.2 R7版本VCC 367

14.2.3 R8版本SR-VCC 370