主にLTEインフラストラクチャを紹介します：LTEネットワーク構成、各ネットワークエンティティの役割、LTEネットワークプロトコルスタック、LTEデータフローの説明
LTEネットワークモデル：
LTEネットワークアーキテクチャ全体は、次の4つの部分に分かれています
。UE----- E-UTRAN ----- EPC ----- PDN
1. EU
携帯電話またはインターネットデバイス、端末
2.E-TURAN
市内各地のさまざまな基地局（大型タワー基地局、屋内ルーターサイズの小型基地局）
3. EPC
オペレーター（チャイナモバイル、チャイナユニコム、テレコム）のコアネットワークサーバーであるコアネットワークには、シグナリング処理、データ処理、課金ポリシー処理などを含む多くのサーバーが含まれます。
4. PDN
ネットワーク上のサーバー
eNodeB
これはユーザーにエアインターフェースを提供し、ユーザー機器はワイヤレス接続を介してeNBに接続できます。これは、私たちがベースステーションと呼ぶことがよくあります。その後、ベースステーションは有線でオペレーターのコアネットワークに接続されます。ここで話している無線通信は、携帯電話と基地局が無線であるということだけです。基地局とコアネットワーク間の接続、基地局と基地局間の接続、コアネットワーク内のデバイス間の接続などの他の部分はすべてです。有線です。1つのベースステーション（eNB）は多くのUEのアクセスを受け入れる必要があるため、eNBは、リソースの割り当て、スケジューリング、アクセス戦略の管理など、UEの管理を担当します。
夫人
これはMobilityManagement Entityの略であり、コアネットワークで最も重要なエンティティの1つであり、次の機能を提供します。
1. NASシグナリング送信
2.ユーザー認証およびローミング管理（S6a）
3。モビリティ管理4.EPS
ベアラ管理
ここで説明する機能では、NASシグナリングとは、EMM、ESM、NASセキュリティなどのレイヤ3シグナリングを指し、
モビリティ管理には主にページングが含まれ、TAI管理とハンドオーバー
ベアラは主にEPSベアラの確立になります。改造、破壊など
P-GW
PDN Gatewayの略です。PDNはPacketData Networkの略です。素人の言葉で言えば、インターネットと理解できます。これは、LTEアーキテクチャ全体とインターネットの間のインターフェイスです。したがって、UEがインターネットにアクセスする場合は、P-GWエンティティを経由する必要があります。一方、P-GWを介してインターネットにアクセスする場合は、IPアドレスが必要であるため、P-GWはUEのIPアドレスの割り当てを担当すると同時に、IPルーティングと転送の機能を提供します。さらに、インターネットのさまざまなサービスを異なるベアラに割り当てることができるようにするために、P-GWは各SDFおよび各ユーザーにパケットフィルタリング機能を提供します。（つまり、P-GWでは、各着信パケットと発信パケットは、どのレベルのSDFとどのユーザーが一致したかに属します。ここでのSDFは、Service Data Flowの略語です。つまり、P-GWは次のことができます。各ユーザーのさまざまなサービスのデータパケットを区別し、それらをさまざまなベアラにマップします）
さらに、P-GWには、ユーザーやサービスに応じたさまざまな請求やさまざまなポリシーなど、他の機能があります。各オペレーターは異なります
HSS
これは、Home Subscriber Server、home Subscriber Serverの略で、コアネットワークに存在するデータベースサーバーであり、コアネットワークに属するユーザーのすべてのデータ情報を格納します。ユーザーがMMEに接続すると、ユーザーが送信した情報がHSSデータサーバーの情報と比較されて認証されます。
PCRF
これは、ポリシーおよび課金ルール機能、ポリシーおよび課金ルールの略であり、さまざまなサービスに応じてさまざまなPCC課金ポリシーを開発します。
SPR
サブスクライバープロファイルリポジトリ、ユーザープロファイルリポジトリの略語です。このエンティティはPCRFにユーザー情報を提供し、PCRFは提供された情報に基づいて対応するルールを指定します
OCS
これは、Online Charging Systemの略です。オンライン課金システムは、ユーザーがサービスを使用するための課金システムである必要があります。
OFCS
これは、充電記録を保存するオフライン充電システムであるOffline ChargingSystemの略語です。
以下は主にLTEの主なインターフェースについて説明しています。
LTE-Uu
LTE-Uuインターフェースは、ターミナルとベースステーション間のエアインターフェースです。途中で、端末は基地局との信号接続とデータ接続を確立します。信号接続はRRC接続と呼ばれます。対応する信号はSRBで送信されます（ここでは、SRBにはSRB0、SRB1、SRB2の3種類があります。SRBはシグナリングを送信するためのチャネルとして理解され、データ接続は論理チャネルであり、関連データはDRBで送信されます。これらの2つの接続は、端末がネットワークと通信するために必要です。
X2（コントロールサーフェス）
X2は、2つのベースステーション間のインターフェイスです。X2インターフェイスを使用すると、ベースステーションはPCI競合検出などのSON機能（自己組織化ネットワーク）を実装できます。
S1（コントロールサーフェス）
S1は基地局とMMEの間のインターフェースであり、関連するNASシグナリングの送信は、S1接続の確立に基づいて確立する必要があります。
X2（ユーザープレーン）
X2ユーザープレーンのインターフェイスは、2つのベースステーションを接続し、ベースステーション間でデータを送信するGTP-Uプロトコルに基づいています。（X2ハンドオーバーなど）
S1（ユーザー側）
S1ユーザープレーンのインターフェイスは、ベースステーションとMMEを接続し、ベースステーションとMMEの間でデータを送信するGTP-Uプロトコルに基づいています。（S1ハンドオーバー、インターネットデータフローなど）
LTEプロトコルスタック
ユーザプレーンとコントロールプレーンに分け
てみましょうスタートのプロトコルスタックユーザプレーン：
LTE-Uuインターフェース
PDCP
PDCPプロトコルは、送信されたデータパケットに対して次の操作を実行します
。1。データパケットヘッダー圧縮（ROHC）2。AS
レイヤーセキュリティ（暗号化と整合性チェックを含む）
3。パケットの並べ替えと再送信
RLC
RLCレイヤーは、送信されたデータパケットに対して次の操作を実行します
。1。送信側でデータパケットのセグメンテーションと連結を提供します
。2 。受信側で確認モードと非確認モードの3つの透過モードを提供します
。3。RLCレイヤーも実行します。RLCPDUの並べ替えと再送信
マック
MAC層は、上位層からのMACPDUと下位層からのパケットに対して次の処理を実行します
。1。物理層とRLC層の間に論理チャネル接続を提供します
。2。論理チャネルの多重化と逆多重化
3。 QoSに基づく論理チャネルのスケジューリングと優先順位の割り当て
S1-U / S5 / X2インターフェース
GTP-U
GTP-Uプロトコルは、主にユーザーのIPデータパケットを転送するために使用されます。GTP-Uプロトコルには別の機能があります。データを送信するためにGTP-U接続が確立されている限り、データフローをマークするためにデータの終了後に常にENDマーカーがあります。終わり。
以下は、コントロールプレーンのプロトコルスタックです。
LTE-Uuインターフェース
NAS
モビリティ管理とベアラ管理を提供します。たとえば、eNB情報の更新またはMME構成情報の更新により、構成更新シグナリングの発行またはアップロードがトリガーされ、E-RABの確立、変更、および破棄はNAS管理に属します。以内に
RRC
RRCプロトコルは、NASシグナリングの送信をサポートし、無線リソースの管理も提供します
。1。MIB、SIB1、SIB2などのブロードキャストシステムメッセージ...
2. RRC接続の確立、再確立、再構成、およびリリース
3.無線ベアラー（RB ）確立、変更、リリース
X2インターフェース
X2AP
X2APプロトコルは、ワイヤレスネットワーク（E-UTRAN）のUEモビリティ管理とSON機能をサポートします。たとえば、X2APを介したデータ転送（X2ハンドオーバーでのデータ転送）、SNステータス転送（ハンドオーバー）、またはeNB間のリソースステータスメッセージ交換などです。
S1-MME
S1AP
前述のように、S1APプロトコルは、S1接続が確立されたときにシグナリングを送信するために使用されるプロトコルです。このプロトコルは、S1インターフェイスの管理、E-RABの管理、NASシグナリングの送信、およびUEコンテキストの管理を担当します。
LTEシステムの仕組み
1つ目は、端末からインターネットへの送信方向で、通常は「アップリンク送信」と呼ばれます。
上記の例では、LTEシステムを介してUEからインターネットにパケットを段階的に送信する方法を説明します。
まず、UEがパケットを送信すると、UEのアドレスが送信元アドレスとしてパケットにマークされ、インターネット上のサーバーのアドレスが宛先アドレスとしてマークされてから、ベースステーションeNBに送信されます。次に、ベースステーションはパケットをGTPにカプセル化し、GTPトンネルで送信できます。パケット、各パケットの送信元アドレスはベースステーションのアドレスに置き換えられ、宛先アドレスは到達するサービングゲートウェイに置き換えられます。次に、各パケットには、それらが配置されている伝送トンネルのトンネルIDも含まれます：UL S1-TEID 。パケットがサービングゲートウェイに到着すると、送信元アドレスと宛先アドレスがそれぞれサービングゲートウェイとP-GWのアドレスに置き換えられます。同時に、送信トンネルもS1GTPトンネルからS5GTPトンネルに変更されます。もちろん、トンネルIDもそれに応じて変更されます。最後に、パケットがP-GWに到着すると、P-GWはGTPにロックを解除し、実際の宛先アドレスを確認してから、パケットをインターネットに送信するように指示します。これで、端末のインターネットからのデータパケットのアップロードが完了しました。
以下は「ダウンリンク送信」です。
ダウンリンクの状況はアップリンクの状況とは正反対です。データパケットは、P-GW、S-GW、およびeNBを通過するときにパッケージ化され、eNBでカプセル化が解除されてから、UEに直接送信されます。