LTEEPC 无线网络架构

LTE/EPC

无线网络架构•

LTE/EPC

网络子系统

•

LTE/EPC

网络元素

•

LTE/EPC

网络接口

本章内容•

LTE/EPC

架构的设计目标是为分组数据传输优化系统

•

没有电路交换•

在无线接入网和核心网之间采用新的互联方法

(S1

接口)•

EPS架构由EPC（分组核心网，也称为

SAE）

和eUTRAN

无线接入网（也称为

LTE）组成•

EPC提供到外部分组IP网络的接入，并为

idle（camped）状态和active状态终端执

行一系列CN相关的功能（比如：QoS，安

全，移动性和终端上下文管理）•

eUTRAN执行所有无线接口相关功能eUTRANEPCLTE/EPC

网络架构子系统IMS/PDNEPSLTE-UE演进分组系统

(EPS)

架构

–

子系统

LTE

or

EUTRAN

SAE

or

EPC

本章内容•

LTE/EPC

网络子系统

•

LTE/EPC

网络元素

•

LTE/EPC

网络接口ServingGatewayLTE-UEMMEPDNGatewayS5/S8EvolvedNode

B(eNB)HSSMME:

Mobility

Management

EntitySAEGatewayLTE/EPC

网络元素Evolved

UTRAN

(E-UTRAN)Evolved

Packet

Core

(EPC)S6aS10X2S1-MMES11cellS1-USGiIMS/PDNLTE-Uu无线资源管理

(RRM)连接管理控制：UE状态管理，MME-UE的连接无线接入控制eNode

B

测量收集及评估动态资源分配（调度器）IP头部压缩/解压缩接入层安全：在空中接口加密和完整性保护UE附着时MME的选择用户数据路由到SAE

GW传输来自MME的寻呼消息传输广播信息（系统信息，MBMS）EvolvedNode

B(eNB)•

它替代3G网中原有的Node

B

/

RNC

组合

•

它终止完整的无线接口，包括物理层•

它提供所有的无线管理功能•

一个eNB可以处理几个小区•

为能够有效地进行未连接在相同eNB的小它将可以协调eNB之间的切换，在这个过程

中，无需EPC的直接参与无线承载控制：建立，修改及释放无线资源演进基站

(eNB)

LTE-UELTE-Uucell•它是EUTRAN中唯一的网络元素eNB

功能区间的无线管理，指定了一个eNB间接口X2。MME

功能非接入层(NAS)信令空闲状态移动性处理跟踪区更新安全（认证，加密，完整性保护）)触发并分发寻呼消息给eNB漫游控制

(到HSS的S6a接口)核心网间结点信令

(S10接口),

可以有效地进行MME间跟踪区更新

和切换为SAE承载建立/释放及切换

进行信令协调用户附着/去附着EPC中的控制平面网元MME移动性管理实体

(MME)EvolvedNode

B(eNB)S1-MMES11S6aHSSS1-UServingGateway•

它是EPC内部一个纯信令实体•

SAE使用跟踪区来跟踪空闲idle模式的UE。基本原理是与2G/3G的LA或RA相同•

MME处理附着和去附着到

SAE系统，以及跟踪区更新•

因此，它具有面向HSS（归属用户服务器）的接口，在HSS的永久数据库中，存储签约的相关信息以及当前分配的MME•

MME的第二个功能是信令协调以为UE建立通过EPC的传输承载（SAE承载）•

多个MME可以通过S10接口互联•

它为UE产生并分配临时标识•

类似VLR功能为空闲模式UE缓冲分组数据，

通告MME在eNB,

PDN

GW

和SGSN之间

路由/转发分组数据它支持合法性监听和计费功能在3GPP系统间移动时，作为移动性锚

点。有时被称为3GPP锚点功能本地移动性锚点：切换时，切换用户平面到一个新的eNB服务网关功能Serving

SAEGatewayPDNGateway服务SAE网关MMENode

B

EvolvedS1-MME(eNB)S11S1-US5/S8•

服务网关是EPC内管理用户数据通路（SAE承载）的网元•

因此它通过S1-U接口连接eNB，从这里接收上行分组数据，传输下行分组数据•

服务网关在EPC中具有某种分发和分组数据锚点功能•

在EPC中，它通过S5/S8接口传播分组数据给/来自PDN网关•

服务网关通过S11接口被一个或多个MME控制•

在一定时间里，UE通过一个服务网关连接到EPCPDN

网关功能策略与计费执行

(PCEF)基于每个用户的分组过滤

(比如：深度分组检查)支持计费为UE分配IP地址在服务网关和外部数据网之间

路由/转发分组数据在3GPP接入系统与非3GPP接入系统间

移动时的移动性锚点。有时被称为SAE

锚点功能分组数据屏蔽

(防火墙功能)支持合法性监听部数据网的连接•

它相当于2G/3G网络中的GGSN•

PDN网关提供的一个主要功能是在外部PDN和EPC

之间，协调QoS•

因此PDN网关必须通过S7接口连接到PCRF

(策略和

计费规则功能)•

如果UE同时连接几个PDN，则可能会连接到多个

PDN-GWPDN

SAEGateway分组数据网络

(PDN)

SAE网关

MMES11S5/S8SGiIMS/PDNServingGateway•

PDN网关

(或P-GW

或

PDN-GW)

提供EPC与一些外HSS

功能永久的中心用户数据库为每个用户存储移动性和服务数据包含认证中心

(AuC)功能•

在LTE/EPC中，HSS将另外获得每个用户移动

性和服务处理的信息•

为适应LTE/EPC，HSS的数据库和HSS协议

（DIAMETER）将有些改变•

HSS可以通过S6a接口被MME访问HSS归属用户服务器

(HSS)

MMES6a•

HSS在

UMTS

release

5时已经引入

本章内容•

LTE/EPC

网络子系统

•

LTE/EPC

网络元素

•

LTE/EPC

网络接口S5/S8S10S6aS1-US11S1-MMESGiServingGatewaySAEGatewayPDNGatewayX2LTE-UuLTE/EPC

网络接口用户平面控制平面控制平面+用户平面Evolved

UTRAN

(E-UTRAN)Evolved

Packet

Core

(EPC)HSSMME:

Mobility

Management

EntityMMEEvolvedNode

B(eNB)LTE-UEcellPDNUser

PDUs•LTE-Uu•EUTRAN的空中接口•下行基于OFDMA

in

downlink

，上行基于SC-FDMA•FDD和TDD双工模式•可扩展频带宽度：从1.4

到20

MHz•数据速率最大

100

Mbps(DL),

50Mbps

(UL)

•MIMO

(多入多出)是主要部件X2•eNB间接口•切换协调，无需牵连EPC•X2AP:

专门的信令协议•切换期间，源eNB通过X2接口将仍旧缓冲或来

自服务网关的下行数据转发给目标eNB

•这将避免在eNB间切换时丢失大量分组数据(E)-RRCUser

PDUsPDCPRLCMACLTE-L1

(FDD/TDD-OFDMA/SC-FDMA)GTP-UUDPIPL1/L2X2-APSCTPIPL1/L2NAS

Protocols控制平面

用户平面TS

24.301TS

36.331TS

36.323TS

36.322

TS

36.300TS

36.321LTE-UueNBX2-CP(控制平面)X2-UP(用户平面)TS

36.423TS

36.422TS

36.421TS

29.281TS

36.424TS

36.421X2TS

36.420[X2

general

aspects

&

principles)eNBS1-U•eNB和服务网关之间的用户平面接口•它是纯用户数据接口

(U=用户平面).•也支持S1flex-U:

单个eNB可以连接几个服务网

关•用户的SAE承载将使用哪个服务网关，由该用户

的MME发信号NAS

ProtocolsUser

PDUsS1-APSCTPIPL1/L2GTP-UUDPIPL1/L2TS

36.410[S1

general

aspects

&

principles]S1-MME•eNB和MME间控制接口•MME和UE将通过这个接口，经由eNB，交换非

接入层信令TS

24.301TS

36.413S1-MME(控制平面)MME•比如：如果UE执行跟踪区更新，TRACKING

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