(完整版)LTE网络架构

LTE的网络架构

2014-01-13 10:45:27| 分类：LTE|举报|字号订阅

1、系统架构：

LTE采用扁平化、IP化的网络架构，E-UTRAN用E-NodeB替代原有的

RNC-NodeB结构，各网络节点之间的接口使用IP传输，通过IMS承载综合业务，原UTRAN的CS域业务均可由LTE网络的PS域承载。

E-UTRAN，由eNB构成；

EPC (Evolved Packet Core)，由MME（Mobility Management Entity），S-GW（Serving Gateway）以及P-GW（PDN Gateway）构成。

E-UTRAN主要的开放接口包括：

S1接口：连接E-UTRAN与CN；

X2接口：实现E-NodeB之间的互联；

LTE-Uu接口：E-UTRAN的无线接口；

2、系统网元：

网元功能：

2.1 eNB

主要功能包括空中接口的phy、mac、rlc、rrc各层实体，用户通信过程中的控制面和用户面的建立，管理和释放；以及部分无线资源管理rrm方面的功能。

无线资源管理（RRM）；

用户数据流IP头压缩和加密；

UE附着时MME选择功能；

用户面数据向Serving GW的路由功能；

寻呼消息的调度和发送功能

（源自MME和O&M的）广播消息的调度和发送功能；

用于移动性和调度的测量和测量报告配置功能。

基于AMBR和MBR的上行承载级速率整型。

上行传输层数据包的分类标示

2.2 MME

NAS信令，NAS信令安全；

认证；漫游跟踪区列表管理；

3GPP接入网络之间核心网节点之间移动性信令；

空闲模式UE的可达性；

选择PDN GW 和Serving GW；

MME改变时的MME选择功能；

2G、3G切换时选择SGSN；

承载管理功能（包括专用承载的建立）；

2.3 S-GW

eNodeB之间切换时本地移动性锚点和3GPP之间移动性锚点；

在网络触发建立初始承载过程中，缓存下行数据包；

数据包的路由[SGW可以连接多个PDN]和转发；

切换过程中，进行数据的前转；

上下行传输层数据包的分类标示；

在漫游时，实现基于UE，PDN和QCI粒度的上下行计费；

合法性监听；

2.4 P-GW

基于单个用户的数据包过滤；

UE IP地址分配；

上下行传输层数据包的分类标示；

上下行服务级的计费（基于SDF，或者基于本地策略）；

上下行服务级的门控；

上下行服务级增强，对每个SDF进行策略和整形；

基于AMBR的下行速率整形基于MBR的下行速率整上下行承载的绑定；合法性监听；

3、系统接口：

3.1 S1接口

S1用户平面接口位于E-NodeB和S-GW之间，用户平面协议伐如下图所示，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的PDU。

S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之间，控制平面协议伐如下图所示。传输网络层是利用IP传输，这点类似于用户平面；为了可靠的传输信令消息，在IP曾之上添加了SCTP。应用层的信令协议为S1-AP。

S1接口控制面的功能：

SAE承载管理功能（包括SAE承载建立、修改和释放）；

连接状态下UE的移动性管理功能（包括LTE系统内切换和系统间切换）；

S1寻呼功能；

NAS信令传输功能；

S1 UE上下文释放功能；

S1接口管理功能（包括复位、错误指示以及过载指示等）；

网络共享功能；

网络节点选择功能；

初始上下文建立功能；

漫游和接入限制支持功能

S1接口业务面的功能：

eNodeB与S-GW之间的用户面接口，提供eNodeB与S-GW之间用户面PDU非保证传输。基于UDP/IP和GTP-U协议。

3.2 X2接口

X2用户平面接口是E-NodeB之间的接口，用户平面协议伐如下图所示，

E-UTRAN的传输网络层是基于IP传输的，UDP/IP之上是利用GTP-U来传送用户平面PDU。

X2控制平面接口是E-NodeB之间的接口，控制平面协议伐如下图所示。传输网络层是利用IP和SCTP协议，而应用层信令协议为X2接口应用协议X2-AP。

X2接口控制面的功能：

连接状态下UE的移动性管理功能（针对LTE系统内切换）；

上行负荷管理功能；

X2接口管理功能（包括复位和错误指示）。

4、协议架构：

LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。

2006年9月，3GPP最终确定了LTE（长期演进）：也称之为演进的UTRA和UTRAN（Evolved UTRA and UTRAN）的研究项目。该项研究的目标是确定3GPP接入技术的长期演进计划，使其可以在遥远的将来保持竞争优势，相应的工作项目计划在2007年下半年完成。3GPP还开展了一项平行研究：即系统架构演进（SAE System Architecture Evolution)(System Architecture Evolution ），来展示核心网络的演进要点。这是一个基于IP的扁平网络体系结构，旨于简化网络操作，确保平稳、有效地部署网络。

分组核心演进(EPC)方案是一套全IP产品系列，旨在帮助运营商通过采用无线长期演进（LTE）技术来提供先进的移动宽带服务。组核心演进解决方案由四个基础组件构成，包括负责动态移动性和策略的移动性管理模块（MME）和动态业务控制器（DSC）以及业务网关（SGW）和分组数据网络（PDN）网关。

LTE中核心网演进方向为EPC（Evolved Packet Core），包含MME （Mobility Management Entity）和S-GW（Serving Gateway），无线接入网UTRAN（Universal Terrestrial Radio Access Network）演进方向为EUTRAN（Evolved UTRAN）。EPC和EUTRAN合称EPS（Evolved Packet System）