LTE学习笔记之组网架构

LTE组网架构

      • EPC的演进
      • EPC和eNodeB职能划分

LET的核心网 EPC(Evolved Packet Core,演进的包交换核心)主要组成:

  • MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)
  • SGW(Serving Gateway,服务网关)
  • PGW(Packet Data Node Gateway,PDN网关或分组数据节点网关)

多个EPC的集合称为EPS(Evolved Packet System,演进的分组交换系统)。

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EPC的演进

EPC中的"Evolved(演进)"表现方面:

  • 将CS域业务承载在PS域
  • 全网IP化
  • 实现用户面和控制面的分离

MME属于控制平面设备,负责控制面信令传输;SGW和PGW两个网关属于用户面设备,负责用户包数据的过滤、路由和转发。

EPCeUTRAN(即核心网和无线接入网)之间的接口为S1接口。由于用户面和控制面的分离,S1接口分为两种:与MME实体的S1-MME控制面接口和与SGW实体的S1-U用户面接口。

最重要的是,LTE的核心网应该支持多网融合。EPC应该支持包括LET在内的多种无线接入技术,不仅要支持UMTS网络的接入,甚至还支持非3GPP制式的网络接入,如GSM、CDMA、WLAN、WiMAX等网络,从而实现无线制式在EPC平台上的大融合。

EPC和各种无线制式中都设计有标准接口,以方便实现业务使用时在不通制式的无线系统中无缝切换。

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其中,LTE制式对应的无线接入网称为eUTRAN;UMTS(WCDMA和TD-SCDMA)对应UTRAN;GSM和EDGE对应GERAN(GSM EDGE Radio Access Network),CDMA对应1xRTT(CDMA 1x Radio Transmission Technology);3G标准的cdma2000对应HRPD(cdma2000 High Rate Packet Data,cdma2000高速分组数据)。

EPC和eNodeB职能划分

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eNodeB是服务UE的地方机构,EPC是负责分组数据交换的中央平台。

eNodeB主要承担基层用户的服务和资源管理功能,即除了提供和管辖区域内的用户的空中接口功能之外,还要提供一些资源管理功能资源调度功能接入控制、承载控制、移动性管理等功能。

MME的主要功能有寻呼、切换、漫游、鉴权,对NAS(Non-Access Stratum,非接入层)信令的加密和完整性保护,对AS(Access Stratum,接入层)安全性控制、空闲状态移动性控制等。其中NAS信令是指UE和核心网EPC直接联系使用的,它是接入网eUTRAN 不做分析,也不直接使用的信令; AS 信令是接入网eUTRAN 分析并使用的信令。

SGW(服务网关)是EPC和eUTRAN的一个边界网关,不和其他系统网关如GGSN 、PDG直接相连,主要功能包括LTE 系统内的分组数据路由及转发、合法监听、计费。

PGW (PDN 网关)是和运营商外部或者内部的分组网络连接的网关,功能类似UMTS 或EGDE 中的GGSN,是所有3GPP系统或者非3GPP系统分组网络的统一出入口。

PGW主要功能包括分组包深度检查、分组数据过滤及筛选、转发、路由选择等。此外, PGW (PDN 网关)还负责UE的IP地址分配,速率限制、上/下行业务级计费等功能。

设立PDN 网关的目的是为了方便引入LTE 系统以外的分组网络,使得多系统引入LTE 的接口数目最小化, EPS 和外界的接口功能简单化、清晰化,从而使LTE/SAE 的核心网真正成为一个多制式融合的平台。

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