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一、前言
本文将介绍LTE网络的架构，包括LTE网络的构成以及每一部分网络实体的作用。LTE是从3G演进而来，因此也将探讨与3G网络的对比和主要变化。
二、3G网络架构
在3G UMTS协议中，网络架构由四层组成，分别是终端（UE）、基站（NodeB）、无线网络控制器（RNC）和核心网（CN）。RNC在2G中被称为基站控制器（BSC），它不仅与基站节点通信，还直接管理无线接入网络。
LTE网络架构
相比于3G，LTE删除了RNC这一层，简化了基站与核心网之间的信息交互，从而减少了节点数量，降低了系统复杂性。LTE的网络架构更加扁平化，节点数量减少，用户面时延大大缩短。
LTE网络架构优势
扁平化带来的好处：
- 节点数量减小，用户面时延大大缩短。
- 状态迁移过程更简化，时延短小。
- 系统复杂性降低，减少了接口类型。
LTE网络模型：
- 网络分为四个部分：终端（UE）、接入网（E-UTRAN）、核心网（EPC）和公网（PDN）。
- UE包括手机或固定端.large-attachment-point (CPE)。
- E-UTRAN由多个eNB组成，eNB与核心网EPC通过S1接口通信。
LTE网络组件
1. UE（User Equipment）
全称是用户设备，通常指用户的手机或其他支持LTE通信的设备，如CPE（缆通点）。
2. E-UTRAN（Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network）
LTE接入网的核心部分，由多个eNB组成，eNB之间通过X2接口捆绑。
3. EPC（Evolved Packet Core）
LTE核心网由多个网元实体组成，包括：
- MME（Mobility Management Entity）：核心网控制面网元，负责用户和会话管理。
- SGW（Serving Gateway）：用户面接入服务网关，负责会话管理、路由、QoS控制等。
- PGW（Packet Data Network Gateway）：公网网关，负责分组数据路由和转发，做为LTE与互联网的出入口。
4. PDN（Public Data Network）
公用数据网络，即互联网，通过PGW与LTE核心网连接。
LTE核心网功能划分
MME功能
- 用户接入控制
- 移动性管理
- 会话管理
- 服务网关和分组数据网关选择
- 安全认证
HSS（HomeSubscriber Server）
S-GW与P-GW功能
- S-GW：负责LTE系统内部的分组数据路由和转发，执行QoS控制。
- P-GW：连接LTE核心网与公网，负责分组包深度检查、转发、路由选择、IP地址分配等。
PCRF（Policy and Charging Rules Function）
- 制定计费规则
- 优先级排队处理
- 安全保护
- 初始计费方法设置
SPR（Subscriber Profile Repository）
为PCRF提供用户信息，用于制定计费规则。
OCD与OCD系统
LTE与2G/3G网络融合
LTE核心网支持多网融合，可与2G、3G、CDMA、GSM等多种无线技术接入。不同无线技术通过标准接口连接到核心网的服务网关，实现无缝切换。
结论
LTE网络架构通过扁平化设计和对3G架构的简化，使网络更高效、用户时延显著缩短。其核心网和接入网功能划分清晰，支持多网融合，为未来网络发展提供了坚实基础。
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