Lte-network-architecture
LTEネットワークアーキテクチャ
LTEの高レベルネットワークアーキテクチャは、次の3つの主要コンポーネントで構成されています。
- ユーザー機器（UE）。
- Evolved UMTS地上無線アクセスネットワーク（E-UTRAN）。
- Evolved Packet Core（EPC）。
進化したパケットコアは、インターネット、企業のプライベートネットワーク、IPマルチメディアサブシステムなど、外の世界のパケットデータネットワークと通信します。 システムのさまざまな部分間のインターフェイスは、以下に示すように、Uu、S1、SGiで示されます。
ユーザー機器（UE）
LTEのユーザー機器の内部アーキテクチャは、実際にモバイル機器（ME）であるUMTSおよびGSMで使用されるものと同一です。 以下の重要なモジュールで構成されるモバイル機器：
モバイルターミネーション（MT）：これはすべての通信機能を処理します。
端末装置（TE）：これにより、データストリームが終了します。
ユニバーサル集積回路カード（UICC）：これは、LTE機器用のSIMカードとしても知られています。 Universal Subscriber Identity Module（USIM）と呼ばれるアプリケーションを実行します。
E-UTRAN（アクセスネットワーク）
進化したUMTS地上無線アクセスネットワーク（E-UTRAN）のアーキテクチャを以下に示します。
E-UTRANは、モバイルと進化したパケットコア間の無線通信を処理し、 eNodeB または eNB と呼ばれる進化した基地局という1つのコンポーネントのみを備えています。 各eNBは、1つ以上のセル内のモバイルを制御する基地局です。 モバイルと通信している基地局は、サービングeNBとして知られています。
LTE Mobileは、一度に1つの基地局と1つのセルのみと通信し、eNBによってサポートされる次の2つの主な機能があります。
- eBNは、LTEエアインターフェースのアナログおよびデジタル信号処理機能を使用して、すべてのモバイルと無線伝送を送受信します。
- eNBは、ハンドオーバーコマンドなどのシグナリングメッセージを送信することにより、すべてのモバイルの低レベルの動作を制御します。
各eBNは、S1インターフェースを介してEPCに接続し、主にハンドオーバー中のシグナリングおよびパケット転送に使用されるX2インターフェースによって近くの基地局に接続することもできます。
ホームeNB（HeNB）は、ホーム内でフェムトセルのカバレッジを提供するためにユーザーが購入した基地局です。 ホームeNBは、クローズドサブスクライバーグループ（CSG）に属し、クローズドサブスクライバーグループにも属しているUSIMを持つモバイルのみがアクセスできます。
Evolved Packet Core（EPC）（コアネットワーク）
Evolved Packet Core（EPC）のアーキテクチャを以下に示します。 シンプルにするために、図には示されていないコンポーネントがいくつかあります。 これらのコンポーネントは、地震および津波警報システム（ETWS）、機器識別登録（EIR）、ポリシー制御および充電ルール機能（PCRF）のようなものです。
以下は、上記のアーキテクチャに示されている各コンポーネントの簡単な説明です。
- Home Subscriber Server（HSS）コンポーネントは、UMTSおよびGSMから引き継がれ、すべてのネットワークオペレーターのサブスクライバーに関する情報を含む中央データベースです。
- パケットデータネットワーク（PDN）ゲートウェイ（P-GW）は、外部と通信します。 SGiインターフェイスを使用したパケットデータネットワークPDN。 各パケットデータネットワークは、アクセスポイント名（APN）によって識別されます。 PDNゲートウェイは、GPRSサポートノード（GGSN）およびUMTSおよびGSMを備えたサービングGPRSサポートノード（SGSN）と同じ役割を果たします。
- サービングゲートウェイ（S-GW）はルーターとして機能し、基地局とPDNゲートウェイ間でデータを転送します。
- モビリティ管理エンティティ（MME）は、シグナリングメッセージとHome Subscriber Server（HSS）によってモバイルの高レベルの動作を制御します。
- ポリシー制御および課金ルール機能（PCRF）は、上記の図には示されていないコンポーネントですが、ポリシー制御の意思決定、およびポリシー制御施行機能（ PCEF）、P-GWに存在します。
サービングゲートウェイとPDNゲートウェイ間のインターフェイスは、S5/S8として知られています。 これには2つのわずかに異なる実装があります。つまり、2つのデバイスが同じネットワークにある場合はS5、異なるネットワークにある場合はS8です。
E-UTRANとEPCの機能分割
次の図は、LTEネットワークのE-UTRANとEPCの機能分割を示しています。
2G/3GとLTE
次の表は、2G/3GおよびLTEで使用されるさまざまな重要なネットワーク要素とシグナリングプロトコルを比較しています。
| 2G/3G | LTE |
|---|---|
| GERAN and UTRAN | E-UTRAN |
| SGSN/PDSN-FA | S-GW |
| GGSN/PDSN-HA | PDN-GW |
| HLR/AAA | HSS |
| VLR | MME |
| SS7-MAP/ANSI-41/RADIUS | Diameter |
| DiameterGTPc-v0 and v1 | GTPc-v2 |
| MIP | PMIP |
