EPC和2G/3G网络互操作

目标 通过学习本课程，您将： 了解EPC与2G3G互操作相关概念 掌握EPC与2G3G互操作流程 了解EPC与2G3G互操作关键技术

内容 EPC与2G3G互操作概述 EPC与2G3G互操作流程 EPC与2G3G互操作关键技术 EPC网络部署

统一分组核心网的网络结构 统一核心网 IP IP IP 统一IP承载方式 统一扁平化的网络 统一控制承载分离 1 用户面两级结构 2 控制面和用户面合一 3 通常采用TDM /ATM链路承载 普通2/3G核心网 1 扁平化的核心网 2 部分控制承载分离 3 ALL IP承载 3G DTS模式核心网 1 扁平化网络 2 控制承载分离 3 ALL IP承载 EPC架构 SGSN GGSN 2/3G GERAN /UTRAN ATM /TDM ATM/ TDM IP IP GGSN SAE-GW MME LTE/EPC IP SGSN UTRAN eUTRAN GGSN 3G-DTS 统一IP承载方式 GSM Non-3GPP TDSCDMA LTE 统一扁平化的网络 统一核心网 统一控制承载分离

对新网络的需求 支持1.25 MHz～20 MHz带宽。 峰值数据率：上行50 Mb/s，下行100 Mb/s。频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。 提高小区边缘的比特率。 用户面延迟（单向）小于5 ms，控制面延迟小于100 ms。 支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。 支持增强型的广播多播业务。 降低建网成本，实现从R6的低成本演进。 实现合理的终端复杂度、成本和耗电。 支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网。 追求后向兼容，但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡。 取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP。 对低速移动优化系统，同时支持高速移动。

应用场景一 LTE与2G3G互操作的两种架构场景一：GnGp SGSN

网络改造 GnGp SGSN与MME的接口基于GTPv1的Gn/Gp接口 Gn/Gp SGSN与PDN-GW之间的接口基于GTPv1的Gn/Gp接口 SGSN不需升级

应用场景二 LTE与2G3G互操作的两种架构场景二：S3S4 SGSN

应用场景二 LTE与2G3G互操作（Combo MME）

网络改造 S3、S4-C、S5/S8-C、S10、S11基于GTPv2-C S1-U、S4-U、S5/S8-U、S12、Iu-ps基于GTPv1-U 需要对原2G 3G网络的SGSN进行升级，支持R8特性，其新增主要功能如下： S3/S4接口支持GTPv2-C S4接口和Iu接口的QoS映射 双栈的处理 在切换过程中保持或者激活ISR 默认承载的处理

重选与Handover 比较项目 重选 Handover UE状态 UE Idle/standby状态； UE信令连接状态；UE 用户面数据收发状态 仅在UE存在报文收发状态下 流程发起方 UE 无线侧（RNC/BSC/eNodeB） 业务连续性 无业务或者业务短暂中 断 可保证业务连续性（理论上 可以避免不丢包，实际操作 可能存在少量丢包 无线侧（RNC/BSC/eNodeB） 配置 无需数据配置 需要配置临小区相关信息， 以及切换策略，无线侧通知 UE测量临小区信号并择机 handover 对无线和核心网要求 较低 较高 流程成功率

LTE网络部署阶段 根据移动蜂窝网络发展的一般性规律，LTE网络发展可以分为以下三个阶段，起步阶段（热点地区部署，小规模组网），规模部署阶段，全覆盖阶段（业务与网络成熟）

LTE网络互操作模式与发展阶段 在阶段1，LTE网络只有热点部署，覆盖很不完善，为减少边缘区域的乒乓效应，建议只进行LTE到2G3G网络的重选和切换，LTE与2G之间的handover不建议实施。 在阶段2，LTE大规模部署，与3G网络并重，2G网络基本淘汰，此时建议开通3G与LTE的相互handover（并适时开展基于网络负荷的策略切换），网络重选只开通不带业务的重选。 在阶段3，LTE基本全覆盖，3G网络逐步萎缩退网，只在部分区域作为补充，此时仅开通3G到LTE的重选和handover。 由于2G网络与LTE速率差距悬殊，因此整个LTE网络阶段都不开通到2G网络之间的handover。

内容 EPC与2G3G互操作概述 EPC与2G3G互操作流程 EPC与2G3G互操作关键技术 EPC网络部署

2G3G -> LTE网络重选流程 （S4 SGSN）

LTE->2G3G网络重选流程 （S4 SGSN）

LTE->2G3G handover流程（S4 SGSN） 准备阶段

LTE->2G3G handover流程（S4 SGSN） 执行阶段

2G3G -> LTE handover流程 （S4 SGSN） 准备阶段

2G3G -> LTE handover流程 （S4 SGSN） 执行阶段

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默认承载和专用承载 默认承载－－－类似一次激活 专用承载－－－类似二次激活 多PGW问题－－－类似激活第二个PDP 一个永久有效的承载，该承载在用户attach时建立。 APN使用的是HSS中签约的默认APN，PCC规则使用PCRF下发的或P-GW上配置的默认规 则，地址由P-GW分配。 一定是非GBR（Guaranteed Bearer Rate）承载 一般是低带宽、低时延、可用于访问DHCP服务器、IMS注册等。 专用承载－－－类似二次激活 在默认承载建立后根据用户或应用层需要而建立，可以由网络侧或MS发起。 在默认承载基础上建立的到同一PDN的不同QoS的承载。 可以是GBR或非GBR承载 多PGW问题－－－类似激活第二个PDP 当UE需要接入一个新PDN的时候，UE将新的APN带给MME，MME可能重新选择一个新的PDN GW。EPS系统支持一个PDN GW接入多个PDN，也支持多个PDN GW分别接入多个PDN。 默认承载—也用于承载业务

ISR (Idle Signaling Reduction)——移动管理优化 TA List2 TA3 TA1 TA List1 TA5 TA2 TA4 RA1 RA3 联合区域 Combined Area= TA List + RA 在联合区域内用户无需触发TA更新 RA2 RA4 ISR is not recommended to deploy in commercial phase because of its complexity and less benefits.

EPS与2/3G QOS比较 2G/3G网络支持网络和UE对QoS的协商，EPS中QoS不支持协商，控制全部在网络实现，如果部署PCC则由PCRF控制，否则在P-GW静态配置QoS策略。 EPS和2G/3G的QoS Profile中包含的参数不同。EPS的QoS Profile中的参数包括：UE的QoS参数UE-AMBR和APN-AMBR，以及承载层的QoS参数QCI, ARP, GBR and MBR。2G/3G网络的QoS Profile中的参数都是基于承载级别的，包括Traffic class, MBR, GBR, ARP等

QOS映射 QCI Traffic Class Traffic Handling Priority Signaling Indication Source Statistics Descriptor 1 Conversational N/A Speech 2 Unknown 3 Streaming 4 5 Interactive Yes 6 No 7 8 9 Background

IPv4v6双栈（Dual Stack）EPS承载处理 承载类型 LTE 2/3G 备注 IPv4 Y UE获取IPv4地址转发IPv4报文 Ipv6 UE获取IPv6地址转发IPv6报文 IPv4v6 Y/N UE获取IPv4和v6地址和转发IPv4和v6报文 IPv4v6承载的优势 解决在1个PDP上下文中传送IPv4和IPv6地址的用户数据，减少了需要的承载上下文数量 LTE与2/3G承载之间要求一对一映射 R8网络IPv4v6双栈承载的处理方式 终端 SGSN/MME PDN-GW MME/SGSN根据如下条件，向PGW请求标示Dual Stack Flag UE是否签约Dual Stack，否则拒绝，否则返回给UE “subscription limitation” UE是否可能切换到不支持IPv4v6网络，是则返回给UE “single address bearers only” PGW检查如下条件，判断是否接受Dual Stack请求 若不允许该APN使用两个IP地址，则只分配一个IP地址，并返回给UE “network preference” 如果允许该APN使用两个IP地址，则分配IPv4地址和IPv6地址，接受请求 根据终端的能力在请求建立的承载类型 具备IPv6和IPv4 能力请求 IPv4v6 IPv4终端请求IPv4 IPv6终端请求IPv6 终端能力不明，请求IPv4v6

GGSN与PGW的选择策略 根据APN选择PGW SGSN根据终端网络能力进行区分选择GGSN和PGW

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全融合组网 融合组网方案是指2G/3G/LTE三种接入网络共用融合的核心网元。 现有SGSN升级支持SGSN及MME融合节点功能、GGSN升级支持SGW和PGW的功能 新建的MME升级支持SGSN与MME的combo节点、SAE GW替代 GGSN

混合组网 混合组网方案是控制面节点采用独立部署，用户面节点采用融合方案 SGSN保持原有2G/3G接入，新增SAE GW（SGW/PGW）网元，实现支持2G/3G/LTE接入。

独立组网 独立组网方案是指现有SGSN和GGSN保持原有2G/3G接入，新建MME和SAE GW（SGW/PGW）设备支持LTE接入，同时兼顾系统间切换功能。

网络部署步骤 Step1：新建EPC（Overlay网络） SGSN：需做简单升级支持GGSN/SAE GW的选择； MME ：新建MME； SAE-GW ：新建SAE-GW； 业务平台：需支持LTE相关参数，如QoS、接入类型等。

网络部署步骤 Step2：部分Combo节点（GW融合） SGSN：需做简单升级支持(支持LTE和2G/3G之间互切换时需要做软件改动)支持LTE和2G/3G互切换； GGSN ：本阶段可以淘汰，也可以只做纯2G/3G用户接入或企业专网接入； MME ：软件升级，MME 支持和 SGSN 的重选、切换互通功能即可。可选支持MME+SGSN的combo节点。 SAE-GW ：软件升级，提供GnGp接口，支持legacy SGSN的接入；

网络部署步骤 Step3：全Combo节点（2G/3G/LTE全融合） MME+SGSN ：软件升级，支持更多3GPP的Feature； SAE-GW ：软件升级，支持更多3GPP的Feature；

网络部署步骤 Step4：长期演进（FMC） 统一用户移动性管理、统一用户锚点、统一用户数据管理、统一策略控制、统一计费、统一网管。