移动通信核心网电子书

前言

第一部分 移动核心网综述

第1章 移动核心网概述

1.1 移动网络技术发展历程

1.2 移动网络标准化发展过程

1.2.1 UMTS网络标准化发展过程

1.2.2 LTE网络标准化发展过程

1.2.3 5G网络标准化发展过程

1.3 2G GSM网络

1.3.1 GSM网络历史和现状

1.3.2 GSM系统的网络结构

1.4 2.5G GPRS网络

1.4.1 GPRS网络概况

1.4.2 GPRS网络结构

1.4.3 GPRS演进到EGPRS

1.5 3G UMTS核心网CS&PS&IMS

1.5.1 UMTS简介

1.5.2 UMTS R99网络结构

1.5.3 UMTS R4网络结构

1.5.4 UMTS R5网络结构

1.5.5 UMTS R6&R7网络结构

1.6 4G LTE核心网EPC&IMS

1.6.1 LTE网络简介

1.6.2 LTE网络结构

1.7 5G网络架构

1.7.1 5G网络简介

1.7.2 5G网络架构

第二部分 UMTS核心网CS和PS

第2章 UMTS CS和PS核心网协议

2.1 UMTS R99接口协议体系

2.2 UMTS R4接口协议体系

2.3 UMTS核心网与无线接入网间接口协议

2.3.1 GSM A接口

2.3.2 GPRS Gb接口

2.3.3 3G Iu接口

2.4 UMTS核心网协议描述

2.4.1 基于No.7的信令协议

2.4.2 Sigtran协议栈

2.4.3 H.248协议

2.4.4 BICC

2.4.5 Nb接口

2.4.6 GTP协议

第3章 UMTS CS和PS核心网基础

3.1 网络编码

3.1.1 GSM网LAI和CGI

3.1.2 GPRS网RA和RAI

3.1.3 UMTS网中SA和SAI

3.1.4 CS核心网编码

3.1.5 PS核心网编码

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

3.2 移动台类型

3.3 网络操作模式

3.3.1 网络操作模式Ⅰ（NOM Ⅰ）

3.3.2 网络操作模式Ⅱ（NOM Ⅱ）

3.3.3 网络操作模式Ⅲ（NOM Ⅲ）

3.4 移动性管理状态

3.4.1 GSM移动台状态

3.4.2 GPRS移动性管理状态

3.4.3 3G PS域移动性管理状态

3.5 手机终端和用户卡

3.6 终端开机过程

3.7 GSM/GPRS/UMTS CS/UMTS PS

第4章 UMTS CS和PS核心网信令流程

4.1 CS和PS位置更新

4.1.1 CS域开关机时位置更新（IMSI附着）

4.1.2 CS域普通位置更新

4.1.3 PS域开关机时位置更新（GPRS附着/显式分离）

4.1.4 PS域路由区更新

4.1.5 周期性位置更新

4.2 2G与3G安全机制

4.2.1 2G安全机制

4.2.2 3G安全机制

4.2.3 2G/3G网络共存时双模手机鉴权加密机制

4.2.4 临时身份识别（TMSI/P-TMSI）

4.3 CS呼叫控制流程

4.3.1 局内3G用户呼叫3G用户

4.3.2 3G用户呼叫外网用户

4.3.3 外网用户呼叫3G用户

4.3.4 彩铃业务实现流程

4.4 PS会话管理流程

4.4.1 PDP Context激活

4.4.2 PDP Context去激活

4.4.3 PDP Context修改

4.4.4 PDP Context保留过程和RAB重建

4.4.5 3G PS QoS协商

4.5 CS和PS切换

4.5.1 3G CS域切换流程

4.5.2 3G PS域切换流程

4.5.3 3G RNC迁移

4.5.4 2G/3G互操作

4.6 短信业务

4.6.1 移动始发短信流程

4.6.2 移动终止短信流程

4.6.3 短信提醒流程

4.7 移动智能网

4.7.1 GSM移动智能网及结构

4.7.2 GPRS移动智能网

4.7.3 移动智能网的业务触发机制

4.7.4 主要CAP消息介绍

4.7.5 预付费业务处理流程

第三部分 LTE核心网EPC

第5章 LTE网络结构与协议

5.1 LTE网络架构

5.1.1 非漫游架构

5.1.2 漫游架构

5.2 EPC协议栈

5.3 EPC协议汇总

5.4 S1接口协议

5.5 X2接口协议

5.6 GTP协议

5.7 S6a接口消息

5.8 网元功能

5.8.1 E-UTRAN

5.8.2 MME

5.8.3 S-GW（Serving Gateway）

5.8.4 P-GW（PDN GW）

5.8.5 PCRF

5.8.6 HSS

5.8.7 SGSN

5.9 节点选择功能

5.9.1 P-GW选择

5.9.2 S-GW选择

5.9.3 MME选择

5.9.4 SGSN选择

5.9.5 PCRF选择

第6章 LTE核心网概念与特性

6.1 EPS系统中的标识

6.2 EPS系统的承载与QoS

6.2.1 EPS承载架构

6.2.2 QoS参数

6.2.3 标准QCI属性

6.2.4 EPS默认承载和专用承载

6.2.5 EPS承载建立

6.3 UE的IP地址分配

6.4 EPS状态管理

6.4.1 NAS协议

6.4.2 EMM

6.4.3 ECM

6.4.4 EMM和ECM状态转换

6.4.5 ESM

6.5 用户数据存储

6.6 EPS安全机制

6.7 策略控制与计费（PCC）

6.8 负载均衡与容灾功能

6.9 ISR功能

第7章 LTE核心网信令流程

7.1 附着（Attach）

7.1.1 附着流程，用户身份标识为IMSI

7.1.2 附着流程，MME可能改变

7.1.3 附着过程中的S1AP消息和NAS消息分析

7.2 去附着（Detach）

7.2.1 UE发起的去附着

7.2.2 MME发起的去附着

7.2.3 HSS发起的去附着

7.3 S1释放（S1 Release）

7.4 业务请求（Service Request）

7.4.1 UE发起的业务请求

7.4.2 网络发起的业务请求

7.5 跟踪区更新（Tracking Area Update）

7.5.1 跟踪区更新过程的触发

7.5.2 TAU过程，Serving GW不变，MME不变

7.5.3 TAU过程，Serving GW改变，MME改变

7.6 GUTI重分配

7.7 切换

7.7.1 E-UTRAN内基于X2的切换——MME和SGW不变

7.7.2 E-UTRAN内基于S1的切换——MME和SGW不变

7.7.3 E-UTRAN内基于S1的切换——MME和SGW改变

7.7.4 E-UTRAN到UTRAN Iu模式下的RAT间切换

7.8 会话管理

7.8.1 专用承载激活

7.8.2 专用承载去激活——在ECM-Connected状态下

7.8.3 专用承载去激活——其他情况

7.8.4 PGW发起的承载改变

7.8.5 UE请求的承载资源修改

7.9 多PDN的支持

7.9.1 概述

7.9.2 UE发起的PDN连接建立

7.9.3 UE发起的PDN去连接

第四部分 IMS网络技术

第8章 IMS网络体系和功能

8.1 IMS的分层体系

8.2 IMS的网络结构和网元功能

8.3 IMS接口协议体系

8.4 IMS漫游和GPRS漫游

8.5 地址与标识

8.5.1 私有用户标识（IMPI）

8.5.2 公有用户标识（IMPU）

8.5.3 UE端IMPI和IMPU的获得

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

8.5.5 全球可路由的用户代理统一资源标识符（GRUU）

8.5.6 IMS网元的标识

8.5.7 公共业务标识（PSI）

8.6 用户配置数据（User Profile）

8.7 IMS用户数据的组成

8.8 应用服务器（AS）

8.9 应用服务器的工作模式

8.10 IMS的业务触发机制

8.10.1 业务触发架构和业务触发点（SPT）

8.10.2 过滤规则（iFC）的定义

8.10.3 业务触发控制算法

8.10.4 业务触发举例

8.11 SIP信令压缩

8.12 IMS计费

第9章 IMS注册过程

9.1 P-CSCF的发现

9.2 Cx接口消息及应用场景

9.3 S-CSCF的指配

9.4 传输协议

9.5 注册与注销概述

9.6 用户初始注册

9.7 Path消息头和Service-Route消息头

9.8 用户重注册

9.9 注册保存信息

9.10 隐式注册

9.11 注册状态/事件的订阅和通知

9.12 网络发起的重认证

9.13 第三方注册

9.14 用户发起的注销

9.15 网络发起的注销

第10章 IMS会话过程

10.1 会话阶段划分

10.2 IMS会话初始呼叫处理过程

10.3 S-CSCF服务模式及会话情形的判定

10.4 IMS会话建立流程

10.5 IMS会话释放流程

10.6 主叫和被叫的身份

10.7 Tel URI与ENUM号码

10.8 主叫用户的位置信息

10.9 S-CSCF的原始对话标识

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

10.11 IMS会话建立详细过程

10.11.1 主叫始发段过程

10.11.2 中间段路由过程

10.11.3 被叫接收段过程

10.12 PSI/AS会话的路由

10.13 IMS与PSTN/PLMN网络的互通

10.13.1 IMS与PSTN/PLMN网络互通模型和协议

10.13.2 IMS用户发起的会话

10.13.3 PSTN用户发起的会话

第11章 IMS的安全体系

11.1 IMS网络的安全体系概述

11.2 IMS网络的访问接入安全机制

11.2.1 用户和网络的认证和授权

11.2.2 鉴权向量的生成和ISIM

11.2.3 用户的重认证

11.2.4 完整性保护

11.2.5 网络拓扑隐藏

11.2.6 IMS网络中的私密性保护

11.3 安全联盟（SA）的建立

11.3.1 IPsec 原理简介

11.3.2 安全联盟（SA）的含义

11.3.3 安全联盟的建立过程

11.4 IMS网络域的安全

11.4.1 基于IP传输的网络域安全（NDS/IP）

11.4.2 IKE协议

第12章 IMS网络与SBC

12.1 扩展的IMS架构和SBC的定位

12.2 NAT穿越和SBC

12.2.1 IMS网络中NAT穿越问题

12.2.2 NAT穿越解决方案

12.2.3 SBC解决方案

12.3 IMS网络部署和SBC

第13章 IMS业务

13.1 IMS业务特点

13.2 补充业务——呼叫转移

13.3 Centrex业务

13.4 多媒体彩铃业务

13.5 多媒体会议业务

13.5.1 多媒体会议简介

13.5.2 Web会议建立流程示例

13.6 呈现业务（Presence Service，PS）

13.6.1 Presence业务概念

13.6.2 Presence业务功能实体

13.6.3 Presence业务实现流程

13.7 组管理

13.7.1 组管理概念

13.7.2 XDM功能和架构

13.7.3 XDM客户端操作流程示例

13.8 即时消息业务（Instant Message，IM）

13.8.1 即时消息概念

13.8.2 IM体系架构

13.8.3 Page Mode IM流程

13.8.4 Session Mode IM流程

13.9 PoC业务

13.9.1 PoC概念

13.9.2 PoC业务架构和功能实体

第五部分 业务融合

第14章 业务融合概述

14.1 3G/4G业务分类

14.2 LTE时代语音解决方案

第15章 CSFB

15.1 CSFB架构

15.2 移动性管理

15.2.1 TAI列表和LAI分配

15.2.2 EPS/IMSI联合附着过程

15.3 MO呼叫和MT呼叫过程

15.3.1 支持PS HO的MO呼叫过程

15.3.2 支持PS切换的激活模式下MT呼叫过程

15.4 SGs接口短消息流程

15.4.1 空闲模式下用户发起的短消息（MO SMS）过程

15.4.2 激活模式下用户发起的短消息（MO SMS）过程

15.4.3 空闲模式下终止于用户的短消息（MT SMS）过程

15.4.4 激活模式下终止于用户的短消息（MT-SMS）过程

第16章 VoLTE

16.1 VoLTE架构

16.1.1 VoLTE系统架构图

16.1.2 新增设备功能

16.1.3 新增接口

16.1.4 VoLTE的QoS保障

16.1.5 IMS APN

16.2 语音呼叫连续性（VCC）

16.2.1 VCC简介

16.2.2 R8 SRVCC

16.2.3 R10 SRVCC

16.3 SRVCC相关流程

16.3.1 与SRVCC相关的E-UTRAN附着过程

16.3.2 与SRVCC相关的业务请求过程

16.3.3 与SRVCC相关的PS域切换流程

16.3.4 E-UTRAN发起的SRVCC过程

16.4 SMS和IM互通

16.4.1 SMS和IM互通简介

16.4.2 IMS UE注册流程

16.4.3 IMS UE发送消息流程

16.4.4 IMS UE接收消息流程

第六部分 5G网络展望

第17章 5G网络及其关键技术

17.1 5G需求和网络功能映射

17.2 NFV/SDN概述

17.2.1 NFV简介

17.2.2 SDN简介

17.2.3 NFV/SDN架构下的移动核心网

17.3 5G组网设计

17.3.1 5G网络平台视图

17.3.2 5G网络组网视图

17.4 5G网络关键技术

17.4.1 网关控制转发分离

17.4.2 按需定制的移动网络

17.4.3 按需组网和网络切片

17.4.4 网络能力开放

17.4.5 移动边缘计算

17.4.6 以用户为中心的无线接入网

附录A 缩略语

参考文献

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