LTE/EPC 架构
LTE/EPC 架构
LTE（长期演进，Long Term Evolution）和 EPC（演进型分组核心网，Evolved Packet Core）是 4G 移动通信系统的核心组成部分，共同实现高速数据传输、低时延和灵活组网，二者分工明确（LTE 负责无线接入，EPC 负责核心网络控制与数据转发）。
基于 3GPP TS 36.300 第 4 章（Overall description of E-UTRAN and EPC） 整理一张 LTE/EPC 架构表格，把关键网元、功能和典型接口梳理出来。
📑 LTE/EPC 架构表格
| 网元名称 | 主要功能 | 典型接口 |
|---|---|---|
| UE (User Equipment) | 用户终端，接入 LTE 网络，发起/接收信令与数据传输 | Uu (→ eNB) |
| eNB (E-UTRAN NodeB) | 无线基站，负责：• 无线资源管理 (RRC 层)• 数据收发与调度 (MAC/PHY)• 与 EPC 交互 | Uu (↔ UE)S1-MME (↔ MME)S1-U (↔ S-GW)X2 (↔ eNB) |
| MME (Mobility Management Entity) | 控制面核心网实体，负责：• NAS 信令处理 (Attach、TAU)• 鉴权、安全控制• 移动性管理（切换控制） | S1-MME (↔ eNB)S6a (↔ HSS)S11 (↔ S-GW) |
| S-GW (Serving Gateway) | 用户面核心网实体，负责：• 承载数据转发 (eNB ↔ P-GW)• 切换过程中缓存和转发数据 | S1-U (↔ eNB)S11 (↔ MME)S5/S8 (↔ P-GW) |
| P-GW (PDN Gateway) | 分组网关，负责：• UE 与外部 PDN（互联网、IMS）的接入• IP 地址分配• QoS 执行、计费 | S5/S8 (↔ S-GW)SGi (↔ PDN/Internet) |
| HSS (Home Subscriber Server) | 用户数据库，存储：• 用户鉴权信息 (IMSI, 密钥)• 用户订阅数据 (QoS 配置, PDN 接入权限) | S6a (↔ MME) |
| PCRF (Policy and Charging Rules Function) | 策略和计费规则控制：• 流量策略 (QoS)• 计费控制 | Gx (↔ P-GW) |
✅ 解释：
- 接入网 (E-UTRAN)：UE + eNB
- 核心网 (EPC)：MME + S-GW + P-GW + HSS + PCRF
- 关键接口：
- Uu（空口）
- S1-MME / S1-U（接入网 ↔ EPC）
- S5/S8、SGi（核心网 ↔ 外部 PDN）
- X2（eNB 间接口）
画一张 LTE/EPC 架构 ASCII 图，直观展示 UE → eNB → EPC → Internet 的关系和关键接口。
📡 LTE/EPC 架构图 (基于 TS 36.300)
+----------------+| Internet |+----------------+^| SGiv
+---------+ +----------------+ +----------------+
| UE |<---> | eNB |<---> | S-GW |
| (终端) | Uu | (基站, E-UTRAN)| S1-U | (Serving GW) |
+---------+ +----------------+ +----------------+^ ^ ^ || | | S1-MME | S5/S8| | v v| | +----------------+ +----------------+| | | MME | | P-GW || | | (Mobility Mgmt)| | (PDN Gateway) || | +----------------+ +----------------+| | || | | S6a| | v| | +----------------+| | | HSS || | | (用户数据库) || | +----------------+|| X2 (eNB ↔ eNB)v
+---------+
| eNB |
+---------+
🔑 说明
- Uu：空口接口（UE ↔ eNB）
- S1-MME：eNB ↔ MME，控制面接口
- S1-U：eNB ↔ S-GW，用户面接口
- S5/S8：S-GW ↔ P-GW（用户面数据转发）
- SGi：P-GW ↔ 外部 PDN (Internet/IMS)
- S6a：MME ↔ HSS（用户鉴权、订阅数据）
- X2：eNB ↔ eNB（切换时的数据转发与信令交互）
认识 LTE 架构 和 3GPP TS 36.300 第 4 章 Overall description 的问答卡片。
📇 LTE 架构 Q&A 卡片
卡片 1
- Q: LTE 接入网（E-UTRAN）的主要组成部分是什么？
- A: E-UTRAN 由 eNodeB（基站）组成，负责用户与核心网之间的无线接入和控制。
卡片 2
- Q: MME 在 EPC 中的主要职责有哪些？
- A: MME 负责 NAS 信令处理、用户鉴权、接入控制和移动性管理，是控制面的核心节点。
卡片 3
- Q: 在 LTE 系统中，用户面数据主要通过哪些接口传输？
- A: 用户面数据通过 S1-U（eNB ↔ S-GW）、S5/S8（S-GW ↔ P-GW）、SGi（P-GW ↔ PDN/Internet）。
卡片 4
- Q: HSS 在 LTE/EPC 架构中的作用是什么？
- A: HSS 是用户数据库，存储鉴权信息和订阅数据，为 MME 提供用户接入与服务策略支持。
卡片 5
- Q: 控制面和用户面的区别是什么？
- A: 控制面负责信令（如 RRC、NAS，走 S1-MME），用户面负责数据传输（走 S1-U、S5/S8、SGi）。
✅ 这 5 张卡片覆盖了 架构组成、关键网元、接口、控制面/用户面区别