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）。
進化した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、プライベート企業ネットワーク、IPマルチメディアサブシステムなどの外部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の間のインターフェースは、以下に示すようにUu、S1、および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、実際にはモバイル機器（ME）であるUMTSおよびGSMで使用されているものと同じです。次の重要なモジュールで構成されるモバイル機器：

Mobile Termination (MT) ：これはすべての通信機能を処理します。
Terminal Equipment (TE) ：これにより、データストリームが終了します。
Universal Integrated Circuit Card (UICC)：これは、LTE機器用のSIMカードとも呼ばれます。これは、ユニバーサルサブスクライバーIDモジュール（USIM）と呼ばれるアプリケーションを実行します。

A USIM3GSIMカードと非常によく似たユーザー固有のデータを保存します。これにより、ユーザーの電話番号、ホームネットワークID、セキュリティキーなどに関する情報が保持されます。

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、進化した基地局と呼ばれる1つのコンポーネントのみを備えています。 eNodeB または eNB。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、そのサービングeNBとして知られています。

LTE Mobileは、一度に1つのベースステーションと1つのセルとのみ通信し、eNBでサポートされる主な機能は次の2つです。

eBNは、LTEエアインターフェイスのアナログおよびデジタル信号処理機能を使用して、すべての携帯電話との間で無線送信を送受信します。
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インターフェイスを介してEPCに接続し、X2インターフェイスを介して近くの基地局に接続することもできます。X2インターフェイスは主にハンドオーバー中のシグナリングとパケット転送に使用されます。

ホームeNB（HeNB）は、家庭内でフェムトセル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）に属しており、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を備えたモバイルからのみアクセスできます。

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。単純にするために、図に示されていないコンポーネントが他にもいくつかあります。これらのコンポーネントは、地震津波警報システム（ETWS）、機器IDレジスター（EIR）、ポリシー制御および課金ルール機能（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。

ホームサブスクライバーサーバー（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インターフェー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ゲートウェイの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ホームサブスクライバーサーバー（HSS）を使用して、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実施機能のフローベースの課金機能の制御を担当します（ PCEF）、P-GWに常駐します。

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、わずかに異なる2つの実装があります。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。