前言

移动重构未来网络世界

让我们先来看下来自中国互联网数据中心（DCCI）的一组数据：

用户：移动网络用户赶超固网用户成主流化

2002年底，全球移动用户数超过了固网用户数；

2012年底，中国网民已有5.6亿人，其中移动网民则高达4.3亿人，占总人口规模的30.7%。

终端：便携智能终端超越个人电脑成主流化

2012年底，全球智能手机用户已达11亿；

2012年底，全球个人电脑出货量3.6亿台；

2012年底，全球智能手机出货量6.5亿部；

2012年底，全球平板电脑出货量1.2亿部。

服务：移动应用服务颠覆网页浏览成主流化

对比2012年2月至3月的数据，中国主流互联网移动流量呈明显增长趋势，其中：

百度移动流量占比由28%提高至32%；

淘宝移动流量占比由20%提高至30%；

优酷移动流量占比由9%提高至20%；

大众点评移动流量占比由60%提高至70%。

由以上数据可以看出，当今的移动通信已呈现出爆炸式的增长趋势，而究竟是什么连接着用户、终端与移动互联网应用？是什么为移动互联网业务提供了网络保障，支撑其蓬勃发展？答案就是“移动通信网”。

移动通信网是为移动通信业务提供接入、承载和业务的无线通信网络，而移动核心网正是移动通信网络的核心部分，一方面负责无线资源的调度，另一方面负责连接着其他各种网络，如业务应用网、传统的 PTSN 网络、Internet 等，是整个移动通信网的心脏。

自20世纪80年代中期，欧洲和日本建立了自己的蜂窝移动通信网络开始，移动通信网历经了30多年的发展，完成了“1G”→“2G”→“3G”的演进过程，移动核心网也随之发展、进化，而如今移动核心网已全面进入“IP”时代，IP、融合、宽带、智能、容灾和绿色环保是其主要特征。

从电路域看：移动软交换已经全面从TDM的传输电路转向IP；

从分组域看：宽带化、智能化是其主要特征；

从用户数据看：存储多网络用户数据的归属位置寄存器（HLR）已被慢慢接受，并逐步向未来的融合统一的数据中心演进。

移动网络在未来发展和演进上殊途同归，在4G时代，GSM和CDMA两大阵营将走向共同的IMS+SAE+LTE架构。

同时，随着智能终端的快速普及，M2M 业务的迅速发展，这些新兴的业务都对移动核心网提出了新的要求。小流量常在线类的社交通信业务大量占用了运营商移动网的信令资源，却只能给运营商带来极少的流量收入，大流量的移动视频业务如何进行质量优化，大量的M2M终端带来的信令拥塞问题如何解决，这些问题都是运营商在移动互联网快速发展下面临的新的网络挑战。运营商的移动网核心网需要能够多维度地感知业务、感知用户、感知终端，基于用户、业务、位置、时间等多维度地开展业务的管控。因此，多维感知能力和策略控制能力成为国际运营商移动网演进的方向。

在此背景下，我们编写了本书，主要通过以下两条主线来阐述：

一是以移动核心网发展历程为主线，以深入浅出的方式呈现用户的每一次呼叫、接续、附着、分离的流程，并穿插着各个发展阶段典型组网案例的深度剖析，最后对下一代移动通信网的发展趋势进行了分析，为读者呈现出一个清晰、多彩的移动核心网；

二是以移动核心网能力为主线，通过对 M2M 业务的支持，灵活的策略控制（PCC），智能感知与统计分析技术等方面的解析，使读者能够从不同的角度来认识移动核心网，全面掌握其技术要素，对相关工作起到指导作用。

本书共分为四篇，第一篇重点讲述移动核心网技术发展里程，第二篇重点讲述移动互联网及M2M等新业务的特征及对移动核心网的影响和要求，第三篇是本书的核心，包括了3G核心网的网络架构、未来4G网络的架构、策略控制系统（PCC）、智能感知和分析系统，以及移动核心网如何支持M2M等业务，第四篇重点讲述了3G核心网如何向4G网络演进。具体分为11章。

第1章介绍了移动通信的发展历程和发展趋势，重点介绍了核心网技术的发展趋势。包括3G核心网（包括WCDMA和CDMA2000技术）电路域、分组域和IMS域的技术的发展和演进，以及LTE/EPC核心网架构及其技术特点。

第2章是移动互联网环境下核心网剖析及演进的基础，首先讲解了移动互联网业务概述，这里关键了解移动互联网业务定义、特征及发展趋势。接下来，本章逐一介绍了典型移动互联网的六大类业务，而且就应用变化趋势做了分析和讲解。最后，本章介绍了典型移动互联网业务对核心网的影响，主要从三个方面阐述了对核心网的影响因子。为后续技术方案的讲解埋下了伏笔。

第3章介绍了M2M业务的应用场景分类、M2M业务的通用特征和特定特征，介绍了M2M业务对移动核心网的影响、对核心网的功能需求，使读者能够更好地了解M2M的应用以及对移动核心网的影响和相应的要求。

第4章和第5章首先是对W&TD-SCDMA和CDMA2000移动核心网基本知识介绍，包括了核心网的网络架构介绍、逻辑网元基本功能介绍，接口协议介绍等。接下来，详细论述了用户接入的基本呼叫流程，包括了电路域的局内、局间呼叫；分组域用户接入流程。最后通过现网部署实例，介绍了几种典型的组网结构。

第6章主要介绍LTE核心网相关架构、网元、信令流程及与3G网络的互操作等。LTE 的部署为提供移动互联网业务在网络能力上奠定了基础。本章主要掌握LTE核心网在漫游和非漫游情况下网络组织架构的差异，掌握LTE核心网EPC主要网元完成的功能及主要的信令流程。在此基础上，了解LTE与CDMA及WLAN在提供语音、数据业务方面的互操作技术。

第7章首先总结了移动互联网业务的快速发展对移动网的挑战，以及移动网所面临的主要问题，并提出了移动网的应对思路。

第8章从PCC的发展历史开始，由整体到细节、深入浅出地阐述了PCC的整体构架、PCC的主要功能实体、PCC的主要参考点以及PCC的主要信令流程，最后还对PCC的能力开放技术进行了介绍。

第9章主要介绍移动互联网环境下移动核心网的智能感知与统计分析技术。本章首先从业务应用感知与网络忙闲时感知两方面介绍了感知技术原理，介绍了实现业务感知的 DPI 技术与 DFI 技术，分析了感知网络忙闲状态的实现算法，并介绍了网络忙闲与业务的综合感知技术；接下来提出了智能感知系统框架，对某运营商实际的移动核心网智能感知部署方案进行剖析，介绍了网络架构图，对关键技术进行了分析，并给出了本系统典型应用场景；本章最后重点剖析了基于感知的统计分析技术，介绍了感知数据的采集办法，并分析了AAA Radius信令、RP接口中A11信令、PI接口数据以及网络安全相关的分析手段。相信部署智能感知技术的移动核心网将更能适应未来移动互联网的蓬勃发展。

第10章介绍了移动核心网支持M2M业务所考虑进行的功能增强和优化方案，包括架构的增强、拥塞/过负荷控制能力的增强、移动性管理功能的增强、终端标识管理的增强、小数据传输效率的增强、对终端通信时间控制的增强，使读者能够更好地了解目前国际上移动核心网领域针对M2M业务正在进行的技术研究工作。

最后一章主要介绍了WCDMA网络和CDMA网络向LTE/EPC架构演进情况下的语音和数据的互操作的技术方案、技术方案的比较，以及已经部署了 LTE 的运营商对语音和数据业务互操作方案和网络演进思路的选择。基于 LTE/EPC 架构演进情况下的语音和数据的互操作的技术方案阐明了CS域和PS域的演进的技术路线和方向。

本书部分内容和案例来自于作者的实践经验和研究成果，同时，本书的写作得到了中国电信集团公司和中国电信北京研究院的大力支持，并参考了大量的业界成果和相关技术资料，在此一并表示感谢。

由于作者知识水平以及认识的局限，书中难免有纰漏之处，请各位专家和读者不吝赐教。