LTE 网络架构

LTE的高层网络架构由以下三个主要组件组成:

• 用户设备（UE）。

• 演进的 UMTS 地面无线接入网络 (E-UTRAN)。

• 演进的分组核心 (EPC)。

演进的分组核心与外部世界的分组数据网络进行通信，例如互联网、专用企业网络或IP多媒体子系统。 系统不同部分之间的接口用Uu、S1和SGi表示，如下所示:

用户设备（UE）

LTE 用户设备的内部架构与 UMTS 和 GSM 使用的相同，实际上是移动设备 (ME)。 移动设备由以下几个重要模块组成:

• 移动终端（MT）:它处理所有通信功能。

• 终端设备 (TE):终止数据流。

• 通用集成电路卡（UICC）:也称为 LTE 设备的 SIM 卡。 它运行一个称为通用订户身份模块（USIM）的应用程序。

USIM 存储用户特定数据，与 3G SIM 卡非常相似。 这保留了有关用户的电话号码、家庭网络身份和安全密钥等信息。

E-UTRAN（接入网络）

演进UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)的架构如下所示。

E-UTRAN 处理移动设备和演进分组核心之间的无线通信，并且只有一个组件，即演进基站，称为 eNodeB 或 eNB。 每个 eNB 都是一个基站，控制一个或多个小区中的移动设备。 与移动设备通信的基站称为其服务 eNB。

LTE Mobile 一次仅与一个基站和一个小区通信，eNB 支持以下两个主要功能:

• eBN 使用 LTE 空中接口的模拟和数字信号处理功能向所有移动设备发送和接收无线电传输。

• eNB 通过发送诸如切换命令之类的信令消息来控制所有移动设备的低级操作。

每个eBN通过S1接口与EPC连接，也可以通过X2接口与附近的基站连接，主要用于切换时的信令和报文转发。

家庭 eNB (HeNB) 是用户购买的用于在家庭内提供毫微微蜂窝基站覆盖的基站。 家庭 eNB 属于封闭用户组 (CSG)，并且只能由具有也属于封闭用户组的 USIM 的移动设备访问。

演进分组核心网 (EPC)（核心网络）

演进分组核心（EPC）的架构如下所示。 为了简单起见，图中还没有显示更多组件。 这些组件如地震和海啸预警系统 (ETWS)、设备身份寄存器 (EIR) 以及策略控制和计费规则功能 (PCRF)。

下面是对上述架构中显示的每个组件的简要描述:

• 归属用户服务器 (HSS) 组件是从 UMTS 和 GSM 继承而来的，是一个包含所有网络运营商用户信息的中央数据库。

• 分组数据网络（PDN）网关（P-GW）与外界通信，即。 分组数据网络PDN，使用SGi接口。每个分组数据网络均由接入点名称（APN）标识。 PDN网关与UMTS和GSM的GPRS支持节点(GGSN)和服务GPRS支持节点(SGSN)具有相同的作用。

• 服务网关（S-GW）充当路由器，在基站和PDN网关之间转发数据。

• 移动管理实体（MME）通过信令消息和归属订户服务器（HSS）控制移动设备的高级操作。

• 策略控制和计费规则功能（PCRF）是上图中未示出的组件，但它负责策略控制决策，以及用于控制驻留在 P-GW 中的策略控制执行功能 (PCEF) 中基于流的计费功能。

服务网关和 PDN 网关之间的接口称为 S5/S8。 这有两个略有不同的实现，如果两个设备位于同一网络中，则为 S5，如果它们位于不同网络中，则为 S8。

E-UTRAN 和 EPC 之间的功能划分

下图显示了 LTE 网络的 E-UTRAN 和 EPC 之间的功能划分:

2G/3G 与 LTE

下表比较了各种重要的网络元素和网络元素。 2G/3G 和 LTE 中使用的信令协议。