LTE网络架构

作者:神秘网友 发布时间:2020-09-12 10:57:34

LTE网络架构

LTE网络架构

一些相关名词:

GSM(Global System for Mobile Communication,全球移动通信系统),GSM被看作是第二代 (2G)移动电话系统。

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移动通信系统),是一个完整的3G移动通信技术标准,它使用WCDMA作为底层标准。

在3G(The 3rd Generation Mobile Communications,第三代移动通信)网络中,接入网部分叫做UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network,UMTS陆地无线接入网)。

在LTE(Long Term Evolution,长期演进)网络(即俗称的4G网络)中,因为演进关系,我们将接入网部分称为E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network,演进的UMTS陆地无线接入网),即LTE中的移动通信无线网络。

EPC(Evolved Packet Core),核心分组网演进,4G的核心网

ps:LTE系统只存在分组域。分为两个网元,EPC(Evolved Packet Core,演进分组核心网)和eNode B(Evolved Node B,演进Node B)。EPC负责核心网部分,信令处理部分为MME(Mobility Management Entity,移动管理实体),数据处理部分为S-GW(Serving Gateway,服务网管)。eNode B负责接入网部分,也称E-UTRAN(Evolved UTRAN,演进的UTRAN)。

高层次的网络架构,LTE是由以下三个主要组件:

  • 用户设备 (UE).

  • 进化UMTS地面无线接入网 (E-UTRAN).

  • 分组核心演进 (EPC).

演进分组核心网与分组数据网络诸如因特网,专用企业网络或IP多媒体子系统在外界连通。系统不同部分之间的接口,Uu,S1和SGI表示,如下所示:

用户设备 (UE)

用于LTE的用户设备的内部结构是相同的使用UMTS和GSM中的一项,它实际上是一个移动设备(ME)。以下重要模块的移动设备包括:

  • 移动终端 (MT): 处理所有的通信功能

  • 终端设备 (TE): 这将终止数据流.

  • 通用集成电路卡 (UICC): 这也被称为LTE设备的SIM卡设置。它运行的通用用户识别模块(USIM)的应用程序

一张USIM存储用户特定的数据非常相似的3G SIM卡。这使用户的电话号码,家庭网络身份和安全密钥等信息

E-UTRAN(接入网)

演进UMTS地面无线接入网(E-UTRAN)的体系结构已被如下所示。

E-UTRAN的处理移动和演进分组核心,只是有一个组件中,演进式基站,称为的eNodeB或eNB之间的无线通信。每个基站的基站,控制移动台在一个或多个单元格。被称为它的服务eNB与移动通信的基站。

LTE的移动通信只用一个基站和一个单元格的时间,并有以下两个基站所支持的主要功能:

  • EBN发送和接收无线电传输到所有移动台,使用LTE空中接口的模拟和数字信号处理功能

  • 基站控制低层次的操作,所有的手机,通过发送信令消息,如切换命令

每个EBN通过S1接口与EPC连接,它也可以连接到附近的基站通过X2接口,它主要用于在越区切换过程中的信令和数据包转发

已购买由用户提供家庭内的毫微微蜂窝覆盖的家庭基站(家庭基站)是基站。一个归属eNB属于一个封闭订户组(CSG),并且只能访问与USIM卡的移动台,也属于封闭订户组

演进分组核心(EPC)(核心网络)

演进分组核心(EPC)的体系结构已被如下所示。有几个没有被图中所示的,以保持它的简单的组件。这些组件是像地震和海啸预警系统(ETWS),设备标识寄存器(EIR),策略控制和计费规则功能(PCRF)

下面是在上述架构中的每一个所示的组件的简要说明:

  • 归属用户服务器(HSS)组件已结转UMTS和GSM是一个中央数据库包含所有网络运营商的用户信息

  • 分组数据网络(PDN)网关(P-GW)与外界,即连通。分组数据网络PDN,使用SGI接口。每个分组数据网络的接入点名称(APN)确定。该PDN网关GPRS支持节点(GGSN)和服务GPRS支持节点(SGSN),UMTS和GSM相同的作用

  • 作为一台路由器,基站和PDN网关间的数据转发的服务网关(S-GW)

  • 移动性管理实体(MME)控制的高级别操作的移动通过信令消息和家庭用户服务器(HSS)

  • 策略控制和计费规则功能(PCRF)是一个组件,它在上面的图中未示出,但它是负责策略控制决策,以及用于控制基于流的计费功能,在策略控制执行功能(PCEF)系指位于在P-GW

被称为S5/S8的服务和PDN网关之间的接口。如果这两个装置是在同一网络中,和S8,如果它们是在不同的网络中,这两个略有不同的实施方式中,即S5

E-UTRAN和EPC之间的功能分割

下图显示了E-UTRAN和EPC的LTE网络之间的功能分割:

2G/3G Vs LTE

下表比较了各种重要的网络元素和使用的信令协议在2G/3G和LTE。

2G/3G LTE
GERAN and UTRAN E-UTRAN
SGSN/PDSN-FA S-GW
GGSN/PDSN-HA PDN-GW
HLR/AAA HSS
VLR MME
SS7-MAP/ANSI-41/RADIUS Diameter
DiameterGTPc-v0 and v1 GTPc-v2
MIP PMIP

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