LTE核心网详解：关键技术和演进

"LTE核心网基本原理及关键技术" LTE（Long Term Evolution）是4G移动通信技术，其核心网络称为EPC（Evolved Packet Core），是2G/3G网络向全IP化、扁平化演进的重要一步。EPC的设计目标是提高数据传输速率、降低延迟，并支持多种接入技术，如2G、3G、LTE以及WLAN。 1. **网络架构和网络组织**： EPC网络架构主要由以下几个关键组件构成：MME（Mobility Management Entity）、SGSN（Serving Gateway Serving Gateway）、PGW（Packet Data Network Gateway）和HSS（Home Subscriber Server）。MME负责接入控制和移动性管理，SGW和PGW分别处理用户面的数据传输和提供连接到外部数据网络的接口，而HSS存储用户身份和签约信息。 2. **接入技术融合**： EPC支持2G/3G/LTE/WLAN等多种接入方式，通过控制面集中设置和用户面按需分布部署，实现2G/3G核心网与LTE的融合组网，提供无缝的移动体验。 3. **2G/3G向SAE演进**： 在从GPRS（General Packet Radio Service）向SAE（System Architecture Evolution）演进的过程中，原有的电路域被取消，只保留分组域，以适应数据业务的需求。同时，LTE引入了控制承载分离，使得网络结构更加扁平。 4. **关键接口和功能**： - S1-U接口连接eNodeB（基站）和SGW，用于用户面数据传输。 - S1-MME接口连接eNodeB和MME，处理控制面信令。 - S6a接口用于MME与HSS之间的通信，进行用户鉴权和移动性管理。 - S11接口连接MME和SGW，处理控制面信息。 - SGi接口是EPC与外部IP数据网络的接口，PGW通过此接口提供互联网访问。 5. **用户数据管理**： HSS是EPC中的关键组件，负责存储用户的永久性信息，如IMSI（International Mobile Subscriber Identity）、鉴权密钥等。 6. **QoS（Quality of Service）**： EPC支持服务质量管理，确保关键业务和服务得到优先保障。 7. **策略控制**： PCRF（Policy and Charging Rules Function）是策略控制服务器，负责制定和执行计费和资源分配策略。 8. **IPv6支持**： EPC设计时考虑到IPv6的发展，能够支持下一代互联网协议。 9. **国际漫游**： EPC通过S10接口实现不同MME间的漫游，允许用户在不同网络间无缝切换。 10. **计费与安全**： EPC中的CG（Charging Gateway）负责计费，而安全机制确保了用户数据的保护和网络的完整性。 11. **演进与试验**： 针对LTE规模试验和试商用初期，EPC的关键技术涵盖了系统结构、网络组织、接口与信令等方面，为高速无线数据服务提供了技术支持。 通过这些关键技术的综合运用，EPC实现了高效、灵活和可扩展的核心网络架构，满足了4G时代数据业务快速增长的需求，同时也为5G网络的演进奠定了基础。