lte epc basics training

Post on 21-Jan-2016

83 Views

Category:

Documents

17 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

�������������� ����������������������������� ��������

��������� ������

������������������

!���

� ����"#��#��$

� ����!�����������

� %����������������&��

� �����������%��$�� �����������%��$�

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 2

&��$��'��#������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 3

����(�)���� ���

FamilyMetrics

LTE UMTS(3gpp – 4G)

802.16e(WiMAX)

Bandwidth(Mbps)

Up Link � 50 70

Down Link �100 70

Latency(ms)

ControlPlane

< 100 100

User Plane < 5 5

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 4

User Plane < 5 5

MobilityUp to 500 kmphOptimized for 0 to 15 kmph

Up to 350 kmphOptimized for 0 to 15 kmph

Coverage(Cell Size)

5-100 km with slight degradation after 30 km.

5-100 km with degradation after 30 km.

Control Plane Capacity> 200 users per cell (for 5 MHz spectrum)

����(�)���� ���

� *��#�������������)���� ���+��,,��������#����-�������������#�������#�����.����������,��'�����������/�0�0������-,����1�2���-,�� �3 4�����5�4����������6+���������� ��/7�� �38�����,��� ���/7��� �3

� (�������������)���� ���+� ,��#��9��������������:����,���������������6�/�0�0��4;�<�(���=3� ,��#������������#�����������������,����/���"����3*����-���-�$����4 �0�21��0=1��021�21���1��21�����>?

� *,����� ����<�-����6�0�2�@�����>?

� ��������������)���� ���� ��������������)���� ���������� ,��<��6���(!&�/������������1���������,��������5,��������3���� ������������-��'�������,����68��� ,������������������,����/��3

� �� ,���-����6�(�)���� ���+����$��'���$���������6�AB���������������#�� �������

� ��������,,���������4��4��C�*

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 5

"#������&��$��'�!�����������

� �&�+ �#��#��&���

� ���+ ��-����6������ �������6

� *BD+�*��#���B���$�6

� �BD+���&�B���$�6

� %���6� ������,,������$����������� ������ ��#����������,������$��'

Evolved Packet Core

S1-U S1-MME

MMESGW

PGW

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 6

E-UTRAN

eNB

X2

eNB

eNB

!������������(������������+�

� &�4��� ���������������

S3 S1-MME S6a

HSS SGSN

MME

UTRAN

GERAN

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 7

SGi

S12 PCRF

Gx

Operator's IP Services

(e.g. IMS, PSS etc.)

Rx S10

UE

LTE-Uu

E-UTRAN

MME

S11

S5 Serving Gateway

PDN Gateway

S1-U

S4

!������������(������������+

� &�4��� ���������������0*���������$�6��������������,���

S3 S1-MME S6a

HSS SGSN

UTRAN

GERAN

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 8

SGi

S12

S1-MME PCRF

Gx

S6a

Operator's IP Services

(e.g. IMS, PSS etc.)

Rx S10

UE

LTE-Uu

E-UTRAN

MME

S11

S5

ServingGateway

PDN Gateway

S1-U

S4

!������������(������������+

� (�� ���������������

S6a

HSS

HPLMN

PCRF Gx Rx

SGi Operator’s IP Services

(e.g. IMS, PSS etc.)

PDN Gateway

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 9

S8

S3 S1 - MME

S10

UTRAN

GERAN SGSN

MME

S11 Serving

Gateway UE “ LTE - Uu ”

E - UTRAN

S12

VPLMN

S 1 - U

S4

%��������*,���+��4 �(!&������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 10

����� ���������������������*���'

PDCP

RLC

UE eNB MME

NAS NAS

RRC

SCTP

IP

S1AP

UDP

IP

GTP-Cv2

S-GW

RLC

RRC

PDCP SCTP

S1AP

UDP

IP

GTP-Cv2PMIP

IP

P-GW

UDP

IP

GTP-Cv2PMIP

30/06/2010 CONFIDENTIAL© Copyright 2010 Tech Mahindra Limited 11

RLC

MAC

IP

L2

L1

IP

L2

L1

Uu S1-MME S11

RLC

PHYPHY

MAC L2

L1

IP

L2

L1

IP IP

L2

L1

S5/S8

����� ������������������*���'

PDCP

UE eNB S-GW

UDP

IP

UDP

IP

PDN-GW

PDCP

UDP UDP

IPIP

GTP-U

RLC

GTP-U GTP-U/GRE GTP-U/GRE

RLC

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 12

IP

L2

L1

IP

L2

L1

Uu S1-U S5/S8

PHYPHY

L2

L1

IP

L2

L1

IP

MACMAC

����&����%������������

� �4 �(!&�&���%���������6� �&����%���������6

� ����&����%������������� ����%���������6� *4BD�%���������6� �4BD�%���������6

� *<�����������%������������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 13

�4 �(!&+��&����%�����

� %�����������(����(������������� ��+o (�����������������1�o (����! ������������o ����������-����6�������o �6� ����������������������������� �����-�����,��'����$��'�/��������38

� ����������� ,������������6,��������������������� � *�������������������� �������� ���$������������������������-������ ������ ��������� �����,��#���-6����� �

� (��������� ���������������$����*��#���B���$�6� *�������������� ���������,����� ��������/������������ ��������3

� *�������������� ���������,����� ��������/������������ ��������3

� *�������������� ���������-������������ �����/������������ ������������"E�3

� ������� ����� ������ �����,���������������������� �-����6�����������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 14

���+�����%�����

� &!*F����������������������������68

� ������&����������������� �-����6�-��$���AB������������$��'�8

� ���� ��� ��(�����-����6�/�����������������<����������,����������� �����38

� ����'���!��������� ���� ���/���� ��������������#�� ��38

� �4BD���*4BD���������8

� ��������������������#����$�������������8� ��������������������#����$�������������8

� *B*&�����������������#��������B����AB�AB������������$��'�8

� (�� ���E�!�����������8

� ������� ���� �������������������������-����������-���� ��0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 15

���+�*4BD�%�����

� ������������-����6�!�����,������������4�&�������#��8

� *������������� ����G�� ��'��G����������������&���1��������*B*&�����������(&��� ������6��������$�����������,�������������4�&����������4(!�����#��

� ��-����6�����������������4AB��� �-����68

� ���4����� ����$��'�,��'���-������������������������$��'�������������#������)�����,�������8

� ��$����������,���8

� ���'���������������$����8

� ����,������#���,��'��� ��'����������,��'��������$��'�/�0�0����������������*��#���������1�-����������C����������������������*�-�����38

� !�����������������C������������6���������4�,��������������8

� ���������������,��� �1���&1���C��0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 16

���+��4BD�%�����

� ���4�����-����,��'������������/-6��0�0���,�,��'�����,�����38

� ��$����������,���8

� ��������������������8

� ����,������#���,��'��� ��'����������$��'8

� ����������#������#����������1�������������������� ��8

� �������������� ���-������!��(�/!�����������<� � �����(���3����(���3

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 17

*<����������%���������6

� *�4���+(��������,�������������������,����,��������-��$����4 �(!&������0

� *�4 +�(��������,����-��$����4 �(!&���*4BD���������,���-�����������,��������������������&��,�����$���������������#��0

� *;+����,��#�������������������� �-����6���,,����-��$���B�(*������������AB���!���������������*4BD0��������1��������������������������-�����1����,��#�������������,�����������0

� *2+����,��#���������,������������������� ���� ���-��$���*4BD����4BD0���������������*4BD����������������� �� �-����6����������*4BD��������������������4�����������4BD�����������)�������&�������#��60BD�����������)�������&�������#��60

� B<+����,��#���������������/C�*3�,����6�������������������� ���(%���������6����������������� ���%������/���%3��������4BD0

� *H+�����4���&����������,����,��#������������������,����-��$�������*4BD�������.���&��������4BD�������>���&0�*H����������������&�#���������*20

� *��+�(��������,����-��$���������*4BD0� *B�+��������������������,����-��$��������4BD���������&0���&� �6�-�����,��������<������,�-�������,��#������&������������,���������&1��0�0�����,��#����������*����#����0���������������,����������,������B������AB�����������0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 18

��*��������

� %����4 �(!&1�������������������������&�������#��6����#�������,��#���-6�����*�-����������������B��4-����*25*H

� !���*�-��������)���6���������������������$������������#������ ��C�*������ ���-��$����� �������BD�����������B��4-����*25*H1���-��$��� ����*4BD���������������4-����*25*H0

� ������*�-�����������������$��� ,�����/�%�3�������������������,��'���������������������$�����������*�-�����0,��'���������������������$�����������*�-�����0

� !���*�-���������������#���������������6�����-��������#���C�*�����������������5�4 �(!&0��������1������������� �,,����������� ����*�-�����������#�������� ��-��������#���,��'������$���������� ���/�0�0����������,����61�)����� ���� ���,����61���������,���,����61����030

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 19

��*��������

� ���������������

� ���������������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 20

��*��������+���������������

� "����*�-�������������-������$������� ����������������&1���������� ��������-��������������������������� �����������&������������,��#������� ��$������$�6�4�����������#��6�����������&0������-���������������������������9�����������:0�

� ��������-�������������$�6���4B�(�-������0

����������������-��������#���C�*�,��� �����#����������������� ����������������-��������#���C�*�,��� �����#����������������-������-��������-����,��������������#����� �>**0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 21

��*��������+���������������

� !6�����������*�-������������������-���������������� ����&����������������������������9���� ��������:0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 22

��*��������+���������������

� �#��6����������*�-�������������������$�������%�

� ���� ����������� ���%������ �,,������������������*�-�������������,��'��������0��������%�/����B��4-����*25*H3�����������(%�/��������4-����*25*H3��������������%������ �,,������������������*�-�������������$��'��������0

� ��������-�������/�4B�(����B�(3����������������C�*��������������,��,�����������������,��,����o �������������������������������������-����������������������������-�������$����������� ����&��������

o ��������������������-�����������������-6���$��'

� �������������-��������#���C�*�,��� �����#�����������������-������/#���*������������,�������������-���� ������ ����������������������-�����30

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 23

��*��������+���������������

� %����������*�-������/���������������31�C�*���,,�������-������C�*�,��� �����o !#����-�������-����-���,������o ��������-���-6�������$��'

� "�6����������'����������������-�������� ���6����������-�����

� !�*��#���BD������������4��4��� �,,���-��$�����*��� !�*��#���BD������������4��4��� �,,���-��$�����*�������������*25*H�-�������������������� �,,���-��$�����*��-����������*25*H�-��������-���������,��'����$��'

� ������&�BD���������$��'�,��'���������������������*�-�������-�����������$��'�,��'������������������%�������������������*�-���������������&��������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 24

�����������%��$�

� !���������������

� ����'���!���� ,�������������

� *��#����(�)�������������

� ���������������� ���������������

� >��#������������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 25

!��������������

� �����������������������$��'

o�����������

o!�����������

o *������6

� ����������*�-�������������-�����������!�����

o *4BD����4BD���������o *4BD����4BD���������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 26

!��������������

UE eNB MME S-GW P-GW

Attach Request Attach Request Create Session Request Create Session Request

PCRF Interaction

PCRF

Create Session Response

Create Session ResponseAttach Accept

Radio Bearer Establishment Request

Radio Bearer

First Downlink Data May Arrive

HSS

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 27

Radio Bearer Establishment Response

Attach Complete

First Uplink Data

Modify Bearer Request

Modify Bearer Response

First Downlink Data

Update Location Request

Update location Response

����'���!���� ,����/�! 3���������

� �����������$��!������������������'���!��������

o ���5*B*&5*4BD������

o!�����������5*������6�,����-��

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 28

�! ����������/$����*4BD������3

UE Old MMENew MMEeNodeB New S- GW Old S- GW PDN GW HSS

TAU RequestTAU Request

Context Response

Context Request

Authentication

Create Session Request

Crate Session Response

Create Session Response

Crate Session Request

UE changes to new a Tracking Area

Context Acknowledge

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 29

Update Location Ack

TAU Accept

TAU Complete

Update Location

Cancel Location

Cancel Location Ack

Delete Bearer Response

Delete Bearer Request

�����������*��#����(�)�������������

MME Serving GW PDN GW

2. NAS: Service Request

1. NAS: Service Request

3. Authentication

HSS

*4. Initial Context Setup Request

5. Radio Bearer Establishment

UE eNodeB PCRF

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 30

7. Initial Context Setup Complete

5. Radio Bearer Establishment

6. Uplink Data

8. Modify Bearer Request

12. Modify Bearer Response

11. Modify Bearer Response

(A)10. PCEF Initiated IP-CANSession Modification

9. Modify Bearer Request

&��$��'����������*��#����(�)�������������

1. Downlink Data

2. Downlink Data Notification

MME S-GW P-GW

3. Paging

4. Paging

HSSUE eNodeB

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 31

4. Paging

5. UE triggered Service Request procedure

Downlink Data

����������������

� �4�����������������������

� ���4�����������������������

� >**4�����������������������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 32

�����������������,�������

(A)

UE eNodeB MME Serving GW PDN GW PCRF

1. Detach Request

2. Delete Session Request

3. Delete Session Request

4. Delete Session Response

5. PCRF Interaction

HSS

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 33

6. Delete Session Response

7. Detach Accept

5. PCRF Interaction

8. Signaling Connection Release

>��#������������

� >��#�������������������+

o>"����,�������,����

o>"��<�������,����

o>"��� ,������,����

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 34

>��#������,������

UE Source eNB MME Serving Gw Target eNB

Measurement Control

Packet Data Packet Data

UL allocation

Measurement Reports

HO decision

Handover Request User Data Legend

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 35

Handover Request

Handover Response

Admission Control

DL allocation

Handover Command

User Data

L1/L2 Signalling

L3 Signalling

>��#����<������

UE Source eNB MME Serving Gw Target eNB

DL Data Forward

SN Status Transfer

Detach from old Cell Synchronize to new

cell

Buffer Packet User Data

Legend

Deliver buffered and in transit packets to

target eNB

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 36

UL allocation + TA for UE

Handover Confirm

Buffer Packet from Source eNB

Synchronization L1/L2 Signalling

L3 Signalling

>��#����� ,�����

UE Source eNB MME Serving GWTarget eNB

Release Resource

Modify Bearer request

Switch DL path

Flush DL buffer,

Path Switch Request

Modify Bearer ResponsePath Switch Request Ack

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 37

User Data

L1/L2 Signaling

L3 Signaling

LegendFlush DL buffer,

continue delivering in-transit packets

Release Resources

Packet data Packet data

����4�&��>"�$����*4BD����������

Handover completion

UESourceeNodeB

Source Serving GW PDN GWMME

Target Serving GW

Target eNodeB

Handover execution

Downlink and uplink data

Handover preparation

Forwarding of data

Downlink dataUplink data

1. Path Switch Request

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 38

3 a. Create Session Request

1. Path Switch Request

3 b. Create Session Response

2. Create Session Request

4. Create Session Response

5. Path Switch Request Ack

6. Release Resource

Downlink data

Uplink data

7a. Delete Session Request

7b. Delete Session Response

����������������������,��

� *�����

� �����������<�

� !�&�/!�����������&� �3

� �����������,�� �����������,�

� C�*�/C�����6����*��#���3

� ���!�����!��������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 39

*�����

� *��������������������� ���������#����� ��6��,���������������60

� �����*�������������������$����������*�-����-��0�

� �����������-����6 ����*������1�$�������������$��-6��6���-����-��0

� *�������-����-��� �6�������� ����,���*������0� *�������-����-��� �6�������� ����,���*������0

� ������������-������������$�����00���������5��������<��

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 40

�����������<�

� ���������������������1�,�����������1�$������������������-����-��I������������� �����$���������-����-�������������#��������0

� D����� ��$�������������*1���� ���������������������������#�����������������<�0�����������������������������<�������������������������������������-����-�������������6�#�������������*!�4BD����#���������-����-�����������,���0

� ������������������������-����-��I�+o ��������o ��*�o ������������*!�4BD

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 41

!�����������&� ��/!�&3

� !������$��'����$������� �-�������-���������

� !����������������$���������������������������

� !�,�����������,��������������������������� �-����,����

� D��������� ��������,��������������<�1������������,��������������0�!�������,������!�&�������� ��0o �<� ,��+����� 0 ����0 ����A0���1�������o �<� ,��+����� 0 ����0 ����A0���1�������

� ������������,��������������������&*�)���6������,��#�����&*���$��'0������,�������/������!�&����������3������6���#�����������������������*!�4BD�$��������������#�������������,���0�!�������,�����������������<�����-������#���0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 42

�����������,�

� B�(*�����������������/B��3������

o B�����������������-��$����$�������� ���������#�����B���-������������1������,���������������������������� �����������$�

o B��� ��������������!�B��������������B��4 �,��������������������������������<������������������������������,�����������0

o B�������������������o B��������������������!�B��������������B��4��,�������������������������������<���$���������� ����&

�%�����������������������+

� *���,������������������������<��

�.����������������&�/�#��#�����'���&���3�������-����6�

� ,�����/�0�01������-����-���� �#����� �����������������3

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 43

�����������,�

� B�����������������������������$����������1���������������� ���,����� -��

� �����/��������������������3

o ����������������������,���������������#���B��4 ����B��4��,������������60

o ���������#��������������B��������������6������������o ���������#��������������B��������������6�����������������#������������� ��������������������0

o ���������#�����������<������-��$���������,����������B��4�� �������0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 44

C�*�/C�����6����*��#���3

� C�*�������������������������#������������ ������ ����������������������#�����#����)�����60�

� C�*���������-����6����,��#�����������,������6�������������,,��������1������1�����������$�1���������������������������#������,����� ����������������$0

o �0�0+�!���)�����-�������1����61�J�����1�,��'�����,,���,��-�-����6��5���-�������������� �6�-����������0

o,��-�-����6��5���-�������������� �6�-����������0

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 45

���!�����!��������

� !� ��������,����� ���������������������,����������������������������������/���������#;������������#=�,����<3������������������-����������#������������#;�����������������������������������-����������#����0

� "��������������$���$�6��������-������������������������������������� �+

o ����>���&������������������������������� ��$��������������-�������������#����/6� �������������>���&������38

o ����.���&������������������������������� ��$��������������o ����.���&������������������������������� ��$��������������-�������������#����/6� ���.���&������38���

o ������&��,����������� ����������������������/6� ������������3����������������� ��$��������������-�������������#����/�<��������&�!�����!��������30

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 46

C�*

� ���������#���C�*�,��� �����+o C����/C�*���������������3

o !(��/!�����������(��������������63

o B�(�/B������������(���3

o ��(�/��<� � �����(���3

� C��o C����������������� ���,��'������$���������� ���/�0�0�o C����������������� ���,��'������$���������� ���/�0�0�������������,��'���3

o C������-��������� ��'�,��'����$�����*��

o AB�������������?��K�C���#�������� �,,����������������6,��/B�(1��4B�(31�,������61�,��'������6�-�������,��'������������������

1/29/2011 CONFIDENTIAL© Copyright 2009 Tech Mahindra Limited 47

����� L�6��,�����������

*,���������� ������,���

�*��A0;��� &��$��'!�����������

�*�A=0A�� �4 �(!&"#�����������,���*������

30/06/2010 CONFIDENTIAL© Copyright 2010 Tech Mahindra Limited 48

���'�M��

30/06/2010 CONFIDENTIAL© Copyright 2010 Tech Mahindra Limited 49

top related