UMTS - 演进分组核心 (EPC) 网络

通过系统演进的 3GPP 的早期架构工作，提出了关于通过用户平面和控制平面协议实现移动性的两种观点。

第一个被宣传为 GPRS 隧道协议 (GTP) 的良好性能，而另一个则推动新的（以及所谓的 IETF"基础"）协议。

双方都有充分的论据 −

• GTP 演变 − 该协议已向运营商证明了其实用性和功能，并且在大规模运营中非常成功。 它的设计正是为了满足移动网络 PS 的需求。

• 基于 IETF 的协议 − IETF 是事实上的互联网标准机构。 他们的移动协议已经从专注于基于移动 IP 的网络客户端发展到"代理移动 IP (MIP)"。 PMIP 在 3GPP 演进并行系统中得到标准化。 （但是 EPS 中使用了移动 IP 客户端库以及非 3GPP 接入支持。）

非漫游中 3GPP 接入的 EPC

参考点提供的功能和采用的协议是 −

LTE-Uu

LTE-Uu 是 EU 和 eNodeB 之间无线接口的参考点，包括控制平面和用户平面。 控制计划的顶层称为"无线电资源控制"(RRC)。 它堆叠在"分组数据汇聚协议"(PDCP)、无线链路控制和 MAC 层上。

S1-U

SI-U 是 eNodeB 和服务 GW 参考之间的用户平面流量点。 通过该基准测试的主要活动是传输由流量或隧道形状产生的封装用户的 IP 数据包。 即使在EU的移动过程中，也需要通过封装来实现eNodeB和GW服务之间的虚拟IP链路，从而实现移动性。 使用的协议基于GTP-U。

S1-MME

S1-MME是eNodeB和MME之间控制平面的参考点。所有的控制活动都在其上进行，例如，附着、分离的信号发送，以及建立变更的支持、安全程序等。请注意，其中一些流量对于 E-UTRAN 来说是透明的，并且直接在 EU 和 MS 之间交换，这部分称为"非接入层"(NAS) 信令。

S5

S5 是包括 GW 和 PDN GW 服务之间的控制和用户平面的基准，并且仅当两个节点都驻留在 HPLMN 时才适用； 服务GW为VPLMN时对应的参考点称为S8。 如上所述，这里可以使用两种协议变体：增强型 GPRS 隧道协议 (GTP) 和代理移动 IP (PMIP)。

S6a

S6a 是与订阅设备（下载和清除）相关的信息交换的参考点。 它对应现有系统中的Gr和D参考点，基于DIAMETER协议。

SGi

这是DPR的出口点，对应于I-WLAN中的Gi参考点GPRS和Wi。 IETF 协议基于此处的用户平面（即 IPv4 和 IPv6 数据包转发）协议和控制平面，如使用 DHCP 和半径/直径来配置 IP 地址/外部网络协议。

S10

S10是用于MME重定位目的的参考点。 它是一个纯粹的控制平面接口，为此使用了先进的 GTP-C 协议。

S11

S11是MME和GW服务之间现有控制平面的参考点。 它采用先进的 GTP-C (GTP-C v2) 协议。 eNodeB 和服务GW 之间的数据持有者由S1-S11 和MME 级联控制。

S13

S13 是设备身份寄存器 (EIR) 和 MME 的参考点，用于身份控制（例如，基于 IMEI，如果已列入黑名单）。 它使用直径协议SCTP。

Gx

Gx是QoS策略过滤策略的参考点，控制PCRF和PDN GW之间的负载。 它用于提供过滤器和定价规则。 使用的协议是 DIAMETER。

Gxc

Gxc 是 Gx 上存在的参考点，但位于 GW 和 PCRF 之间，仅在 S5 或 S8 上使用 PMIP 时提供服务。

Rx

Rx被定义为应用功能（AF），位于NDS和PCRF中，用于交换策略和计费信息； 它使用 DIAMETER 协议。

用于漫游中 3GPP 接入的 EPC

在漫游这种情况下，用户平面要么 −

延伸回HPLMN（通过互连网络），这意味着所有EU用户流量都通过HPLMN中的PDN GW进行路由，DPR在HPLMN中被连接； 或者为了更优化的流量方式，将VPLMN中的PDN GW留给本地PDN。

第一个称为"本地路由流量"，第二个称为"本地突破"。 （请注意，第二个术语也用于家庭 NB/eNodeB 流量优化的讨论，但含义不同，因为在漫游 3GPP 的概念中，控制计划始终涉及 HPLMN）。

EPC与Legacy之间的互通

从一开始，就很明显，3GPP Evolved 系统将与现有 2G 和 3G 系统、广泛部署的 3GPP PS 无缝互操作，或者更准确地说，与 GERAN 和 UTRAN GPRS 基础无缝互操作（对于与旧 CS 系统互操作方面） 用于优化语音的处理）。

EPS中2G/3G的基本架构设计问题是GGSN地图的位置。 有两个版本可用，并且都受支持 −

• 使用的 GW − 正常情况下，服务 GW 结束用户平面（如现有 GPRS 网络中所示）。

  控制计划在MME中完成，根据EPC中用户和控制平面的分布。 引入了S3和S4参考点，它们分别基于GTP-U和GTP-C。 S5/S8 链接到 PDN GW。 优点是互操作性平滑且优化。 缺点是为了实现这种互操作性，SGSN 必须升级到 Rel. 8（因为需要支持 S3 和 S4 上的新功能）。

• PDN GW − 在这种情况下，在 SGSN 和 PDN GW 之间重用未更改的基准继承 Gn（漫游时为 Gp），用于控制平面和用户平面。 这种使用的优点是SGSN可以是pre-Rel. 8。 此外，它对IP版本、传输和S5/S8协议也有一定的限制。

与传统 3GPP CS 系统互通

在 3GPP 演进设计阶段，很明显，新系统不能忽视传统 CS 系统及其最重要的服务"语音"通信。 运营商在该领域的投资过于相关，因此需要非常高效的互通。

已开发出两种解决方案 −

• 单无线电语音呼叫连续性 (SRVCC)，用于将语音呼叫从 LTE（通过 IMS 语音）转移到旧系统。

• CS 后备方案 − 在执行 CS 传入或传出活动之前启用到旧 CS 的临时移动。

单无线电语音呼叫连续性 (SRVCC)

在 3GPP 为带有 GERAN/UTRAN 的 SRVCC 选择的解决方案中，专门增强的 MSC 通过 MME 的新接口控制平面进行连接。

请注意，服务 EU 的 MSC 可能与支持 Sv 接口的 MSC 不同。 在IMS中，SRVCC的应用服务器(AS)是必要的。 Sv基于GTPv2，帮助准备目标系统中的资源（接入和核心网以及CS和IMS域之间的互连），同时连接到接入源。

类似地，对于 SRVCC CDMA 1xRTT 需要互通 1xRTT 服务器 (IWS)，它支持从/到为具有相同目的的 UE S102 服务的 1xRTT MSC 的接口和信号中继。 S102为隧道接口，传输1xRTT信令消息； MME和UE之间这些是封装的。

CS 后备方案

Serving GW和PDN GW不分离（不暴露S5/S8），VLR与MSC服务器集成。 在MSC服务器/VLR和MME之间引入了新的SG接口，允许组合和协调过程。 该概念包括 −

• 信号中继以结束来自 SG 上 MS 的 MSC 服务器的 CS 请求（来电、处理网络触发的附加服务或 SMS 传统），反之亦然；

• PS域和CS域之间的组合操作流程。

与非 3GPP 接入互通

与 3GPP 接入网络的不同系统（称为非 3GPP/接入）的互通是 SAE 的一个重要目标； 这应该在 EPC 框架下完成。 这种互操作性可以在不同的级别上实现（事实上，这是在第 4 层使用 VCC/SRVCC 完成的）。 但对于通用类型的互通，似乎有必要依赖通用机制，因此IP级别似乎是最合适的。

一般来说，移动和固定网络的完整系统具有与上述类似的架构。 对于演进的3GPP系统，通常有接入网和核心网。 在互通架构调度演进的3GPP系统中，其他接入技术系统连接到EPC。

一般来说，完整的移动网络系统和固定网络系统具有与演进的3GPP系统中描述的类似的架构，并且通常由接入网络和核心网络组成。

还决定根据访问系统的属性允许两种不同类型的互操作性。 对于非3GPP接入信任的网络，假设其与EPC之间实现了安全通信，并且充分保证了稳健的数据保护。