1.6 4G LTE核心网EPC&IMS

1.6.1 LTE网络概述

LTE（Long Term Evolution，长期演进）项目是UMTS的演进，从3GPP R8开始，R9和 R10 进一步研究和标准化。LTE 在空中接口方面用频分多址（OFDM/FDMA）替代了UMTS使用的码分多址（CDMA），并大量采用了多输入输出（MIMO）技术和自适应技术提高数据速率和系统性能。借助 LTE，3GPP 标准有望在较长的时间内保持对其他无线通信标准的竞争优势。

LTE定义了LTE-FDD和LTE-TDD两种方式。TD-LTE与FDD-LTE在技术规范上存在较大的共通性和统一性，二者共享相同的二层和三层结构，其物理层主要帧结构相关，关键技术基本一致；二者的区别就在于无线接入部分，空中接口标准不一致。

在网络架构方面，LTE取消了UMTS标准中采用的无线网络设备RNC节点，代之以全新的扁平结构。在核心网方面，只存在分组域EPC。

1.6.2 LTE网络结构

图1-11为LTE网络与UMTS网络。LTE网络由E-UTRAN（Evolved UTRAN）和EPC （Evolved Packet Core）组成，又称为EPS（Evolved Packet System）。E-UTRAN由多个eNodeB组成，eNodeB间存在X2接口。EPC由MME，SGW，PGW和PCRF组成。EPC与E-UTRAN间使用S1接口。

图1-11 LTE网络与UMTS网络

对比UMTS网络，LTE核心网不再具有电路域CS部分，只具有分组域EPC，只提供分组业务。对语音业务的实现，LTE可以通过IMS系统实现VoIP业务。

对比UMTS核心网，在LTE核心网EPC中，MME和SGW一起实现了SGSN功能， PGW实现了GGSN功能。但LTE核心网EPC实现了控制面和用户面分离，MME实现控制面功能，SGW实现用户面功能。

在E-UTRAN中，不再具有3G中的RNC网元，RNC的功能分别由eNodeB、核心网MME及SGW等实体实现。eNodeB间使用X2接口，采用网站（Mesh）的工作方式，X2的主要作用是尽可能减少由于用户移动导致的分组丢失。

HSS可以作为一个共有的中心数据库设备，服务于LTE核心网、UMTS核心网和IMS应用网络。HSS与EPC的接口为S6a，使用Diameter协议；HSS与3G CS核心网的接口是C/D，使用MAP协议；HSS与3G PS核心网的接口是Gc/Gr，使用MAP协议；IMS与HSS也可以有接口，使用Diameter协议。