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LTE的系統(tǒng)架構(gòu)分成兩部分，包括演進后的核心網(wǎng)EPC（MME/S-GW）和演進后的接入網(wǎng)E-UTRAN。演進后的系統(tǒng)僅存在分組交換域。
LTE接入網(wǎng)僅由演進后的節(jié)點B（evolved NodeB）組成，提供到UE的E-UTRA控制面與用戶面的協(xié)議終止點。eNB之間通過X2接口進行連接，并且在需要通信的兩個不同eNB之間總是會存在X2接口。LTE接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間通過S1接口進行連接，S1接口支持多—多聯(lián)系方式。
與3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，接入網(wǎng)僅包括eNB一種邏輯節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中節(jié)點數(shù)量減少，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加趨于扁平化。扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)降低了呼叫建立時延以及用戶數(shù)據(jù)的傳輸時延，也會降低OPEX與CAPEX。
由于eNB與MME/S-GW之間具有靈活的連接（S1-flex），UE在移動過程中仍然可以駐留在相同的MME/S-GW上，有助于減少接口信令交互數(shù)量以及MME/S-GW的處理負荷。當MME/S-GW與eNB之間的連接路徑相當長或進行新的資源分配時，與UE連接的MME/S-GW也可能會改變。
