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李昆仑，2004年毕业于吉林大学通信工程学院，毕业后从事核心网专业近9年时间，2011年加入中国电信北京研究院，主要从事移动核心网相关网络技术研究工作。 罗涛，北京大学计算机系统结构专业硕士，2010年加入中国电信北京研究院。目前专注于CDMA移动分组域、LTE EPC技术与PCC架构等方面的研究，重点参与了中国电信移动智能管道项目。 周伟，中国电信北京研究院，工程师，重点研究智能管道、策略与计费控制、CDMA分组域核心网、LTE等。 胡晓娟，中国电信北京研究院网络技术部高级工程师，中国电信集团核心网专业B级人才，北京邮电大学通信与信息系统专业博士。从事软交换网络、IMS网络及LTE网络技术与业务研究。 黄倩，中国电信北京研究院，工程师，从事核心网专业研究，重点研究IMS核心网、RCSVoLTE业务、LTE核心网、PCC技术等等。 高武强，中国电信北京研究院，工程师，重点研究移动分组域、智能管道相关技术等。 目錄： 第一篇 移动核心网技术发展综述 第1 章 移动核心网概述........................................................................................ 2 1.1 移动通信的发展历程..................................................................................... 3 1.2 3G 核心网的概况............................................................................................ 6 1.2.1 WCDMA 核心网技术............................................................................. 6 1.2.2 CDMA2000 核心网技术......................................................................15 1.3 LTE 核心网简介............................................................................................21 1.4 移动核心网的技术发展趋势......................................................................26 本章小结...................................................................................................................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 WTD-SCDMA 核心网架构及协议................................................ 70 4.1 概述.................................................................................................................. 71 4.2 WTD-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 WTD-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MSC ServerVLR 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 LTEEPC 核心网网络架构及协议.................................................127 6.1 LTEEPC 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 3GPP3GPP2 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 2G3G 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 LTEEPC 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LTEEPC 的演进...............................................318 11.1 WCDMA 向LTEEPC 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LTEEPC 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 內容試閱： 序 移动通信技术在经历了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，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要组成部分。 在网络技术演进的同时，移动互联网业务和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，能够实现多维度的感知和智能的策略控制，能够基于用户、业务、位置、时间等开展智能的业务管控，以提高网络的有效性，更好地为用户服务；这些内容本书都给出了很好的答案。 本书聚焦运营商移动核心网网络演进和移动互联网业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）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。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。 本书由中国电信北京研究院核心网研究团队联合编写。书中分享了该团队多年来对于移动核心网理论研究和实际部署的经验，他们将中国电信在3G 网络的网络部署和演进、智能管道能力提升的经验总结到本书中，是知识的提炼和总结。相信全书对移动核心网系统的介绍会使广大读者受益。 赵慧玲 2013 年7 月

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