LTE网络架构和接口

LTE基本原理技术支持中心

目录

一、LTE发展历程

二、网络架构及接口、协议栈

LTE概述

无线网络演进

Release 10 LTE-Advanced 是我们通常提到的4G

Rel-8 Rel-9 Rel-10 Rel-11 Rel-12

• LTE/SAE初始版本•支持LTE Home

eNodeB, LCS(位置

服务), MBMS(多播

组播)

•对SON(自组网),

跨制式互操作等增

强• LTE-Advanced 初

始版本

✓载波聚合

✓高阶MIMO

✓协同多点CoMP

✓异构网HetNet

✓Relay

•对载波聚合(CA)进

一步增强

•增强的HetNet

峰值: >100Mbps 频谱效率:

1.7bps/Hz 峰值: >1Gbps

频谱效率:

3.7bps/Hz

•LTE-Hi

•3D Beamforming

•MTC (Machine Type

Communication)

峰值: >10Gbps

频谱效率:

10bps/Hz

LTE的设计目标

⏹三高

●高峰值速率：下行峰值100/150 Mbps，上行峰值50Mbps

●高频谱效率：频谱效率是3G的3～5倍

●高移动性：支持350km/h（在某些频段甚至支持500km/h）

⏹两低

●低时延：控制面IDLE->ACTIVE：<100ms,用户面传输：<10ms

●低成本：SON（自组织网络），支持多频段灵活配置

⏹一平

●以分组域业务为主要目标，系统在整体构架上基于分组交换的

扁平化构架（取消CS域）

LTE的业务提升

业务类型GPRS/EDGE UMTS LTE

SMS ★★★

MMS ★★★

Web 浏览★★★

Email ★★★高速web浏览★★

视频电话★★普通网络游戏★★

企业VPN ★★高清视频点播★基于MBMS的移动视频广告★Mobile Web2.0 ★高端网络游戏★

目录

一、LTE发展历程

二、网络架构及接口、协议栈

SGSN

2G

TD

LTE

HSS

BTS

BSC/PCU NodeB

RNC

eNodeB

S1-U

S6a

Gx

Gb

Iu

S1-MME

S11

SGi

MME

PCRF

S9

Internet PS Service Serving GW

PDN GW

S5/8

SAE GW

S6d

S10

BOSS

CG

S4

S3

AF

Rx

UE

E-UTRAN

EPC EPS

负责无线资源管理

负责移动性管

理功能

负责用户面接入功能 提供承载控制、计费、

地址分配和非3GPP 接入等功能

根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控 提供鉴权和签约等功能 用户设备(UE)

接入网 (E-UTRAN)

核心网(EPC)

整个LTE 系统由3部分组成

S5/S8接口在S-GW 和PDN-GW 之间，如果S-GW 和PDN-GW 属于同一个PLMN ，它们之间是S5接口，若不同PLMN 网络是S8接口。

LTE 的网络结构

E-UTRAN网络结构

EPS（演进型分组系统）：

1.接入网LTE（长期演进）+核心网SAE（系统构架演进）；

2.接入网E-UTRAN（演进型通用陆地无线接入网）+核心网EPC（演进型分组核心网）。

LTE的网络实体

◆整个LTE系统由3部分组成：

⏹核心网（EPC, Evolved Packet Core ）

⏹接入网（eNodeB）

⏹用户设备（UE）

◆EPC分为三部分：

⏹接入网（也MME (Mobility Management Entity, 负责信令处理部分）

⏹S-GW （Serving Gateway , 负责本地网络用户数据处理部分）

⏹P-GW（PDN Gateway，负责用户数据包与其他网络的处理）给 UE分配IP

地址。

◆接入网（也称E-UTRAN）由eNodeB构成

◆网络接口

⏹S1接口：eNodeB与EPC ⏹X2接口：eNodeB之间⏹Uu接口：eNodeB与UE NOTE:

和UMTS相比，由于NodeB 和RNC 融合为网元eNodeB ,所以LTE少了Iub接口。X2接口类似于Iur接口，S1接口类似于Iu接口。

E-UTRAN与EPC功能划分

EUTRAN

EPC

网络实体功能

◆eNB功能：

⏹无线资源管理：RRM负责给UE分配/调度上行和下行物理资源，接入控制

和移动性控制。

⏹数据压缩：压缩IP头，提高传输效率，数据压缩在PDCP层完成。

⏹数据保护：RRC信令的完整性保护和加密，对用户数据的加密。

⏹路由：eNodeB要把信令传到MME，把用户数据传到S-GW。

⏹数据包分类及QoS策略执行：给上行数据打上标记，这些标记给QoS提供依据。

◆MME功能（EPC中的控制面网元）：

⏹NAS信令处理和安全：MME会处理EMM(EPS移动性管理)和ESM(EPS会话管理)

相关的信令，包括tracking area更新和EPS承载管理。MME还处理NAS信令的安全。

⏹S-GW和PDN-GW的选择：MME收到UE的连接请求后，选择合适的S-GW和PDN-

GW建立连接。这种选择可以基于UE的位置和当前网络的负载。

⏹Tracking Area列表管理和寻呼：当UE在LTE Idle状态时，MME知道UE在哪一个

Tracking Area里面。MME可以为UE提供一个Tracking Area列表，当UE在这个列表里面的Tracking Area之间移动时，不需要向MME报告。MME也负责发起寻呼。

⏹MME间的移动性：如果切换发生在不同的MME之间，服务MME会选择目标MME。

⏹鉴权：MME会参与用户鉴权流程。