LTE 網路架構
高層次的網路架構，LTE是由以下三個主要元件：
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使用者裝置 (UE).
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進化UMTS地面無線接入網 (E-UTRAN).
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分組核心演進 (EPC).
演進分組核心網與分組資料網路諸如因特網，專用企業網路或IP多媒體子系統在外界連通。系統不同部分之間的介面，Uu，S1和SGI表示，如下所示：
1 使用者裝置 (UE)
用於LTE的使用者裝置的內部結構是相同的使用UMTS和GSM中的一項，它實際上是一個移動裝置（ME）。以下重要模組的移動裝置包括：
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移動終端 (MT): 處理所有的通訊功能
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終端裝置 (TE): 這將終止資料流.
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通用積體電路卡 (UICC): 這也被稱為LTE裝置的SIM卡設定。它執行的通用使用者識別模組（USIM）的應用程式
一張USIM儲存使用者特定的資料非常相似的3G SIM卡。這使使用者的電話號碼，家庭網路身份和安全金鑰等資訊
2 E-UTRAN（接入網）
演進UMTS地面無線接入網（E-UTRAN）的體系結構已被如下所示。
E-UTRAN的處理移動和演進分組核心，只是有一個元件中，演進式基站，稱為eNodeB或eNB之間的無線通訊。每個基站的基站，控制移動臺在一個或多個單元格。被稱為它的服務eNB與行動通訊的基站。
LTE的行動通訊只用一個基站和一個單元格的時間，並有以下兩個基站所支援的主要功能：
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EBN傳送和接收無線電傳輸到所有移動臺，使用LTE空中介面的模擬和數字訊號處理功能
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基站控制低層次的操作，所有的手機，通過傳送信令訊息，如切換命令
每個EBN通過S1介面與EPC連線，它也可以連線到附近的基站通過X2介面，它主要用於在越區切換過程中的信令和資料包轉發
已購買由使用者提供家庭內的毫微微蜂窩覆蓋的家庭基站（家庭基站）是基站。一個歸屬eNB屬於一個封閉訂戶組（CSG），並且只能訪問與USIM卡的移動臺，也屬於封閉訂戶組
3 演進分組核心（EPC）（核心網路）
（1）EPC體系結構：
演進分組核心（EPC）的體系結構已被如下所示。有幾個沒有被圖中所示的，以保持它的簡單的元件。這些元件是像地震和海嘯預警系統（ETWS），裝置標識暫存器（EIR），策略控制和計費規則功能（PCRF）
下面是在上述架構中的每一個所示的元件的簡要說明：
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歸屬使用者伺服器（HSS）元件已結轉UMTS和GSM是一箇中央資料庫包含所有網路運營商的使用者資訊
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分組資料網路（PDN）閘道器（P-GW）與外界，即連通。分組資料網路PDN，使用SGI介面。每個分組資料網路的接入點名稱（APN）確定。該PDN閘道器GPRS支援節點（GGSN）和服務GPRS支援節點（SGSN），UMTS和GSM相同的作用
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作為一臺路由器，基站和PDN閘道器間的資料轉發的服務閘道器（S-GW）
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移動性管理實體（MME）控制的高級別操作的移動通過信令訊息和家庭使用者伺服器（HSS）
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策略控制和計費規則功能（PCRF）是一個元件，它在上面的圖中未示出，但它是負責策略控制決策，以及用於控制基於流的計費功能，在策略控制執行功能（PCEF）係指位於在P-GW
被稱為S5/S8的服務和PDN閘道器之間的介面。如果這兩個裝置是在同一網路中，和S8，如果它們是在不同的網路中，這兩個略有不同的實施方式中，即S5。
（2）EPC主要網元功能
a. EPC網元從功能角度可以分為控制面網元、使用者面網元、使用者資料管理網元、策略和計費控制網元等。
（1）控制面網元為MME（Mobility Management Entity，移動性管理裝置），主要用於使用者接入控制和移動性管理。
（2）使用者面網元為SAE—GW，包括S—GW（Serving—Gateway，服務閘道器），P—GW（PDN—Gateway，PDN—Packet Data Network—閘道器）， 主要用於承載資料業務。
（3）服務資料管理網元為HSS（Home Subscriber Server，歸屬簽約使用者伺服器），EPC的HSS是融合的HLR/HSS，用於儲存2G/3G、LTE使用者數 據、鑑權資料等。
（4）策略控制網元為PCRF（Policy and Charging Rules Function，策略和計費控制功能），主要用於服務質量（QoS）的策略控制和計費控制。
b. EPC各網元功能詳解
（1）MME:主要負責信令處理及移動性管理，功能包括：NAS信令及其安全；跟蹤區域(Tracking Area)列表的管理；P-GW和S-GW的選擇；跨MME切換時對於MME的選擇；在向2G/3G接入系統切換過程中SGSN的選擇；鑑權、漫遊控制以及承載管理；3GPP不同接入網路的核心網路節點之間的移動性管理(終結於S3節點)；信令面的合法監聽等。 （2）SAE-GW：包括S-GW和P-GW，S-GW作為面向eNodeB終結S1-U介面的閘道器，負責資料處理；P-GW與分組資料網(PDN)連線；S-GW和P-GW接受MME的控制，承載使用者面數據。 S-GW的主要功能包括：當eNodeB間切換時作為本地錨定點並協助完成eNodeB的重排序功能；在3GPP不同接入系統間切換時的移動性錨點(終結在S4介面，在2G/3G系統和P-GW間實現業務路由)；合法偵聽以及資料包的路由和前轉； PDN和QCI的上行鏈路和下行鏈路的相關計費等。 P-GW的主要功能有：分組資料包路由和轉發；3GPP和非3GPP網路間的Anchor功能；UE IP地址分配，接入外部PDN的閘道器功能；基於使用者的包過濾；合法偵聽；計費和QoS策略執行功能；DIP功能；基於業務的計費功能；在上行鏈路中進行資料包傳送級標記；上下行服務等級計費以及服務水平門限的控制；基於業務的上下行速率的控制等。 （3）HSS：用於儲存使用者簽約資訊的資料庫。主要功能包括：儲存使用者相關的資訊；簽約資料管理和鑑權，如使用者接入網路型別限制、使用者APN資訊、計費資訊管理；支援多種卡類和多種方式的鑑權；與不同域和子系統中的呼叫控制和會話管理實體互通等。 （4）PCRF：策略和計費控制單元，主要功能包括：使用者的簽約資料管理功能；使用者、計費策略控制功能；事件觸發條件定製功能；業務優先順序化與衝突處理功能；QOS功能，網路安全性功能；IP-CAN承載與IP-CAN會話相關聯策略資訊的管理功能等。PCRF還可用於：對無限量包月的濫用者限制頻寬；保證高階使用者的流量頻寬；保證高質量業務的服務質量；動態配置計費策略，完成內容計費。 （5）CG：3GPP R8版本EPC架構中計費節點為S-GW和P-GW，S-GW產生的計費資訊類似於SGSN；P-GW產生的計費資訊類似於GGSN。計費點將計費話單送至計費閘道器CG，由CG完成計費話單的檢錯、糾錯和話單的合併，並完成話單格式的轉換，然後將計費話單以標準格式送至運營公司的計費系統。 （6）DNS：為EPC核心網網元和終端提供域名解析功能。c. 介面與協議
EPC核心網基於2G/3G分組域架構演進而來，採用了控制與承載相分離的架構，新增了一些介面，且這些介面均基於IP協議，具體如下： S1-MME介面：eNodeB和MME之間的介面，用於傳送使用者資料和相應的使用者平面控制幀。該介面底層採用SCTP協議，應用層採用S1-AP協議。 S1-U介面：eNodeB和S-GW之間的介面，用於承載使用者面隧道和切換時eNodeB之間的路徑交換。採用GTP-U協議，下層為UDP，其中GTP-U協議用來在eNodeB和S-GW之間進行使用者資料的隧道傳輸，UDP協議封裝使用者資料。 S3介面：SGSN和MME之間的介面，類似於3G系統中SGSN間的Gn介面，實現3GPP網間進行互動，採用GTP-C協議，下層為UDP。 S4介面：SGSN與S-GW之間的介面，類似於3G系統中SGSN與GGSN間的Gn介面。提供GPRS網和S-GW之間的相關控制和移動性管理。S4介面既可以只有信令面介面(GTP-C)，也可以包括使用者面的介面(GTP-U)。S4介面如果只作為信令面的介面，其採用GTPv2-C協議，GTPv2-C協議用來在GSN和S-GW之間傳輸信令訊息。 S5/S8介面：S-GW和P-GW之間的介面，可以分為控制平面和使用者平面。S5介面是網路內部S-GW和P-GW間介面。該介面應能在S-GW和P-GW分設情況下，提供使用者移動過程中的S-GW重定位的功能。S8是跨PLMN的S-GW和P-GW之間的介面，應具備漫遊情況下的S5介面功能。該介面採用GTP協議，下層為UDP。 S6a介面：HSS與MME的介面，完成使用者接入認證、插入使用者簽約資料、對使用者接入PDN進行授權，與非3GPP系統互聯時對使用者的移動性管理訊息的認證等功能。該介面下層採用SCTP，應用層為Diameter協議。 S10介面：MME之間的控制面介面，為MME再分佈和MME之間資訊的傳輸。採用GTPv2協議，下層為UDP。 S11介面：MME和S-GW之間的介面，用於傳輸承載控制與會話控制等資訊。採用GTPv2 的控制面協議GTPv2-C，下層為UDP，其中GTP‑C用於對MME和S-GW間的信令訊息進行隧道化封裝。UDP用於傳送MME和S-GW間的信令訊息。 Gn/Gp介面：MME和3GPP Pre R8版本的SGSN之間的介面，用於傳輸會話控制等資訊。也是2G/3G SGSN與P-GW之間的介面，分為控制平面和使用者平面，基於GTP v1。在非漫遊情況下，Gn提供同一PLMN內2G/3G SGSN與P-GW之間的使用者面和控制面介面功能，P-GW提供2G/3G GGSN功能。在漫遊情況下，Gp提供跨PLMN的2G/3G SGSN與P-GW之間的使用者面和控制面介面功能，P-GW提供2G/3G GGSN功能。 S12介面：UTRAN與S-GW之間的使用者面的介面(GTP-U)。當直接傳輸隧道建立後，S12成為UTRAN和S-GW間使用者平面隧道的介面點。S12介面的使用者面採用GTPv1協議。 Gx介面：PCRF與PCEF間的介面，其中PCEF位於P-GW中，提供QoS準則和計費標準的傳輸。 SGi介面：P-GW和分組資料網路之間的介面，包括IMS核心網、外部公共或私人資料網，類似於Gi介面。 Rx介面：PCRF與AF間的介面，AF功能位於業務平臺。4 E-UTRAN和EPC之間的功能分割
下圖顯示了E-UTRAN和EPC的LTE網路之間的功能分割：
5 2G/3G Vs LTE
下表比較了各種重要的網路元素和使用的信令協議在2G/3G和LTE。