LTE技术第2章 LTE体系结构.pptx

安徽邮电职业技术学院 LTE技术第二章 LTE体系结构LTE网络架构及特点1接入网接口与协议栈2主要内容2.1 LTE网络架构及特点 LTE是长期演进的无线通信系统，为了满足3GPP对LTE性能指标的要求，LTE网络在很多方面需要演进。其中对组网能力和系统性能影响最大的演进就是系统架构的变化，简称系统架构演进（System Architecture Evolution，SAE）。 在3GPP协议中，SAE侧重于核心网架构的演进，核心网的系统架构还有一个名称为演进型分组核心网（Evolved Packet Core，EPC）。而无线接入网架构的演进通常用LTE表示，LTE无线接入网部分的另外一个专业名称为演进型通用陆地无线接入网 (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN)。由于不同制式的无线网络最具特色的地方都表现在无线接入网侧，因此通常用LTE代称整个4G网络。2.1.1 LTE网络架构相对于以往的无线制式，LTE/SAE组网架构的变迁可以归纳为：扁平化分组化IP化多制式融合化控制面与用户面的分离。扁平化根据3GPP对4G网络低时延的要求，LTE无线接入网系统架构采用扁平化设计，无线接入网中只有一种网元，即演进型NodeB（Evovled NodeB，eNodeB），取消了3G无线接入网中的无线网络控制器（Radio Network Controller，RNC）。这就使得基站的功能必须大大增强，很多传统RNC的工作都转移到了eNodeB。扁平化的网络结构使无线接入网节点数量减少，降低了用户平面的时延。同时简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程，减少了状态迁移的时间。分组化分组化的另一种说法就是取消电路域（CS域），只保留分组域（PS域）。从而减少相应的网元、简化网络架构，也为网络的IP化奠定基础。但是LTE网络并不是取消语音业务。目前LTE网络的语音业务有三种解决方案：电路交换回落 (Circuit Switched Fallback，CSFB)，有语音业务接入时，终端联网回落至3G或2G,语音结束时重回LTE，这也是目前4G网络中语音业务主流解决方案；VoLTE(Voice over LTE)，即语音IP化，语音业务完全由PS域承载，目前只有部分4G终端支持该功能；SGLTE(Simultaneous GSM and LTE)，即PS域驻留在LTE网络，CS域驻留在3G或2G。全网IP化LTE网络中各网元之间全部使用IP传输，IP化使得网络中数据传输更加简单高效灵活，但是IP协议提供的是尽力而为的服务，缺乏QoS保证，这就使得网络需要通过其他办法满足通信网络对可靠性和稳定性的要求。LTE全网IP化的关键点就是端到端的QoS保障机制。多制式融合化LTE的核心网支持多种无线制式接入，不仅需要支持UMTS网络的接入，还要支持其他非3GPP网络的接入，如GSM、CDMA、WLAN等，真正实现网络的开放性与包容性，从而实现不同无线制式在LTE网络平台上的融合。控制面与用户面分离LTE在核心网的演进过程中实现了控制面与用户面的完全分离，也就是控制面与用户面完全由不同的网络实体完成，从而进一步提高核心网的业务处理效率，降低系统时延。LTE网络架构LTE网络架构系统架构包括演进后的核心网EPC和演进后的接入网E-UTRAN两部分。E-UTRAN无线接入网只有一种设备eNodeB，演进型分组核心网EPC从功能角度可以分为控制面网元、用户面网元、用户数据管理网元、策略和计费控制网元等。LTE网络通过EPC连接到外部Internet网络。LTE无线侧E-UTRAN系统架构E-UTRAN取消RNC节点，目的是简化网络架构和降低延时。E-UTRAN结构中包含了若干个eNodeB，eNodeB之间底层采用IP传输，在逻辑上通过X2接口互相连接，通过S1接口连接到演进分组核心网EPC。这样的设计主要用于支持UE在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。eNodeB功能无线资源管理相关的功能寻呼消息的调度与传输IP头压缩与用户数据流的加密系统广播消息的调度与传输UE附着时的MME选择测量与测量报告的配置提供到S-GW的用户面数据路由射频处理、信道编码、调制与解调核心网侧网元LTE的核心网EPC从功能角度，主要有以下几类网元：移动性管理实体（Mobility Management Entity，MME）服务网关（Serving-Gateway，S-GW）PDN网关（PDN-Gateway，P-GW）归属签约用户服务器（Home Subscriber Server，HSS）策略和计费控制功能网元（Policy and Charging Rules Function，PCRF）M