前言
自3G技术普遍应用后，“移动通信宽带化、宽带通信移动化”发展趋势不断增强，移动互联网进入全新时代。伴随着物联网、云计算的兴起，移动数据业务在用户和流量上井喷式发展。根据预测，2014-2019年的全球移动互联网流量将会增长10倍，每月达到24.3 EB（1 EB=10亿GB）。3G技术将难以满足未来数据业务的需求，而4G移动通信采用了大量的关键技术，无论在接入技术还是网络架构上都带来了革命性的变化，在大幅提高速率和容量的同时也有效地降低了系统时延，迎合了移动数据业务的发展。
正因如此，移动通信网络的升级换代正在如火如荼地进行，全球运营商都纷纷部署4G网络，我国三大运营商在正式获得4G经营许可后也正在进行着大规模的网络工程建设，在4G网络的投入预计将达到每年数千亿元的规模，因此4G移动通信的技术原理和规划设计知识正成为从事通信建设人员的学习热点。
广东省电信规划设计院有限公司是原邮电部首批7家甲级勘察设计单位之一，持有国家各主管部门颁发的通信勘察设计、通信工程咨询、信息网络系统集成、建筑规划、通信工程总承包等甲级资质证书，是中国工程咨询协会通信信息专业委员会副主任委员单位、中国通信企业协会通信设计施工专业委员会常务委员单位、中国通信标准化协会（CCSA）会员、国际咨询工程师联合会（FIDIC）成员协会会员、中国软件行业协会会员单位等。截至2014年年底，在设计、咨询和科技创新等方面累计获得国家级奖项44项、部级奖项212项和发明专利7项。本书作者均是广东省电信规划设计院有限公司从事核心网络规划设计的专业技术人员，长期跟踪研究移动通信系统标准和组网技术研究，参与大量4G试验网、商用网的规划咨询、工程设计和采购支撑等工作。本书在编写过程中融入了作者在长期工作实践中积累的经验和心得，并提供了具体规划案例和计算过程，希望能让读者较全面地理解4G核心网技术知识和规划设计方法。
第四代移动通信系统称为EPS（Evolved Packet System，演进的分组系统），包括无线网LTE（Long Term Evolution，长期演进）、核心网EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心）和移动终端UE（User Equipment，用户设备）三大部分。在实际运营中，4G移动通信网络往往作为数据接入通道使用，同时配合IMS（IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统）网络提供丰富多彩的业务以及协同PCC（Policy Control and Charging，策略控制和计费）系统实现内容感知的差异化服务。本书的主要内容围绕EPC+IMS+PCC展开，从技术原理到规划设计，最后对核心网络的未来发展进行展望，由浅入深、由理论到实践，对4G核心网进行了系统全面的阐述。全书共分为7章，各章节内容如下。
第1章移动核心网演进概述，首先介绍了第一代到第四代移动通信制式标准的发展历史，然后介绍了国内外著名的通信标准组织的作用和相互分工，重点从GSM和IS-95两条技术线介绍了各版本移动核心网络的演进历程和相互关系。
第2章4G核心网体系架构及基本原理，系统全面地阐述了EPC网络和IMS网络的体系结构、网络组织、各个功能实体定义和作用以及功能实体间接口协议和功能，说明了EPC与3GPP 2G/3G系统、3GPP2 eHRPD系统和Wi-Fi系统等其他数据网络的互操作实现方案和4G语音互操作解决方案。
第3章关键业务流程，基于国家标准规范，深入全面地介绍了EPC网络的移动性和连接状态管理、网络标识和网络附着、业务请求、承载建立等关键业务流程，EPC网络和3GPP、3GPP2其他数据网络的切换流程，IMS网络应用注册、会话发起、会话释放等关键业务流程，CSFB和SRVCC等业界通用的4G语音互操作流程。
第4章智能管道及统一PCC，从实际网络运营角度出发，说明了提出智能管道的原因；结合标准体系，分析了PCC架构的定义与QoS处理机制、PCC关键的控制流程；最后介绍了智能管道可提供的特色业务。
第5章网络规划方法与案例，为本书的特色与重点。根据笔者多年的工作经验，归纳出4G核心网规划工作方法，包括规划原则和流程、各规划步骤的预期结果和衔接关系及规划过程中的注意事项。为清晰描述具体的测算方法，设定了具体的网络需求案例，遵循前述的规划步骤，给出了各步骤的计算公式和数值结果。同时为充分体现实际工程差异，专门设定了新建EPC网络和扩容VoLTE网络两阶段规划案例，既全面说明了EPC网络和IMS网络自身测算方法，又体现了两张网络两种工程类型的规划衔接。其中用到的大部分算法参数亦是笔者在实际工程中总结的经验参数。笔者力求从最细微处把4G核心网规划方法，用最全面透彻的方式呈现给读者。
第6章4G核心网工程设计，也为本书的特色与重点。第5章规划方法更多的是从逻辑结构、理论测算和主体设备需求的角度进行论述。而在实际工程实施中，还需要通过工程设计环节，把规划结果落实到设备物理组网、周边系统配合（网管、计费、承载网络等）、机房设备安装和节能减排等方面，从而更好地指导实际工程建设。
第7章核心网技术展望，介绍了最新的云计算、SDN、NFV等技术热点的发展历史和技术优势，此技术将会对今后的通信网络理念和形态都带来革命性的变化，并已明确纳入日后的5G技术范畴。
本书由王晖、余永聪负责整体框架和策划，余永聪、张磊、曹韶琴、杨威具体编写，由余永聪统稿、王晖审核。广东省电信规划设计院有限公司郑建飞、陈运动等多位领导和专家对本书的编著给予了细心指导和大力支持，再次表示衷心感谢！在本书的编写过程中，还参考和引用了许多业界规范标准和公开的技术资料，在此声明并无侵权之意，并向有关机构和作者一并致谢！
由于笔者水平有限，技术发展日新月异，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。
广东省电信规划设计院有限公司
2015年7月于广州