3.3 LTE系统架构

3.3.1 3GPP定义LTE系统架构的基本原则

定义E-UTRAN架构及E-UTRAN接口的工作主要遵循以下基本原则。

（1）信令与数据传输在逻辑上是独立的。

（2）E-UTRAN与演进后的分组交换核心网在功能上是分开的。E-UTRAN 与EPC的寻址方案与传输功能的寻址方案不能绑定。

（3）RRC连接的移动性管理完全由 E-UTRAN进行控制。使得核心网对于无线资源的处理不可见。

（4）E-UTRAN接口上的功能，应定义得尽量简化，选项应尽可能少。

（5）多个逻辑节点可以在同一个物理网元上实现。

3.3.2 影响LTE系统架构形成的决定性因素

1.控制平面中间节点

在LTE系统架构中，仍然考虑控制面与用户面的分离处理，因而提出的系统架构有多种可能。如在控制面，E-UTRAN可以设计为存在中间控制节点。该节点主要处理基站之间的资源协调，如物理资源、测量、系统信息广播的管理、切换决策及接纳控制等，以及处理寻呼、逻辑操作维护等。存在中间控制节点最大的缺陷在于，相比扁平架构，中间控制节点增加了控制面路径上网元的数量，不利于满足LTE系统控制面时延需求，因此将LTE的接入网系统最终定义为如图3-7所示的扁平架构。

2.上行宏分集

LTE系统架构还需要考虑宏分集功能对架构的影响。宏分集需要在激活集内的多个小区接收数据并进行合并，对于软切换，这些小区属于不同的基站。宏分集特性能够使得系统在覆盖和容量方面得到增益。然而，如果在定义系统架构时考虑上行宏分集这一特性，将存在如下一些不利的因素。

（1）不可避免地需要定义协议功能来支持UE的行为，如RRC层需要对激活集进行管理，并且信令的长度会随着激活集大小的增加而增加。

（2）无线资源管理的复杂度提高。

（3）上行宏分集潜在地将会引入新的网络单元，随之接口数量也会增加。

（4）上行宏分集将在基站与上行宏分集功能节点之间引入并行的业务量传输，激活集内的基站由于在用户面接收重复的数据还会带来硬件的处理负担。

（5）由于选择性合并的需要，宏分集节点还需要对上行数据进行必要的缓存。同时也将会在上行方向引入用户面的时延。

（6）不利于满足LTE的降低成本与复杂度的需求。

3.无线资源管理的实现方式

无线资源管理的实现方式也对系统架构产生影响。集中方式的无线资源管理需要集中控制节点，用以进行切换的决策、小区间的负载共享、无线资源管理数据库的更新等。分布式的实现方式下，无线资源管理功能分布在eNB实现，不需要集中控制节点。

3.3.3 LTE系统架构

从整体上说，LTE系统架构与3GPP已有系统类似，仍然分为两部分，如图3-7所示，包括演进后的核心网EPC（即图中的MME/S-GW）和演进后的接入网E-UTRAN。演进后的系统仅存在分组交换域。

LTE接入网仅由演进后的节点B（evolved NodeB，eNB）组成，提供到UE的E-UTRA控制面与用户面的协议终止点。eNB之间通过X2接口进行连接，并且在需要通信的两个不同eNB之间总是存在X2接口，如为了支持LTE_ACTIVE状态下不同eNB之间的切换，源eNB与目标eNB之间会存在X2接口。LTE接入网与核心网之间通过S1接口进行连接，S1接口支持多-多连接方式。

与3G系统的网络架构相比，接入网仅包括eNB一种逻辑节点，网络架构中节点数量减少，网络架构更加趋于扁平化。这种扁平化的网络架构带来的好处是降低了呼叫建立时延以及用户数据的传输时延，并且由于减少了逻辑节点，也会带来运营成本（OPEX）与资本支出（CAPEX）的降低。

由于eNB与MME/S-GW之间具有灵活的连接（S1_flex），UE在移动过程中仍然可以驻留在相同的MME/S-GW上，这将有助于减少接口信令交互数量及MME/S-GW的处理负荷。当MME/S-GW与eNB之间的连接路径相当长或进行新的资源分配时，与UE连接的MME/S-GW也可能会改变。