LTE EPC Basics Training
-
Upload
prasannachandu -
Category
Documents
-
view
102 -
download
17
Transcript of LTE EPC Basics Training
�������������� ����������������������������� ��������
��������� ������
������������������
!���
� ����"#��#��$
� ����!�����������
� %����������������&��
� �����������%��$�� �����������%��$�
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