Kiến trúc mạng LTE bao gồm 2 thành phần chính:Phần truy nhập vô tuyến mặt đất và phần hệ thống mạng lõi.Hình 2.1 cho thấy các thành phần chính của một mạng lõi và mạng truy nhập vô tuyến LTE. Các trạm cơ sở LTE được gọi là Enhanced NodeB(eNodeB). Bởi vì không còn phần tử điều khiển ở trung ương trong mạng vô tuyến nữa, nên giờ đây các trạm cơ sở thực hiện chức năng quản lý dữ liệu truyền tải một cách tự lập, và bảo đảm chất lượng dịch vụ.Tuy nhiên, các RNC vẫn điều khiển các kênh truyền tải dành cho dịch vụ thoại chuyển kênh.
Ngoài ra, các trạm cơ sở giờ đây còn chịu trách nhiệm thực hiện các cuộc chuyển giao cho các UE tích cực. Vì mục đích này, giờ đây các eNodeB có thể liên lạc trực tiếp với nhau thông qua các đường giao tiếp X2. Các đường giao tiếp này được dùng để chuẩn bị những cuộc chuyểngiao và cũng có thể được dùng để gửi chuyển tiếp dữ liệu người dùng (các gói IP) từ mạng cơ sở hiện tại sang mạng cơ sở mới để giảm thiểu lượng dữ liệu người dùng thất thoát trong quá trình chuyển giao.
Giao diện S1
Giao diện S1 là giao diện phân cách giữa E-UTRAN và EPC. Nó được chia thành hai phần: S1-U, có thể mang theo dữ liệu giao thông giữa các-
eNode B và các GW phục vụ, và các S1-MME, mà là một giao diện báo hiệu chỉ giữa các-eNode B và các MME
Giao diện X2
Giao diện X2 là giao diện giữa các eNode-B, gồm hai phần:C-X2 là các mặt phẳng điều khiển giao diện giữa eNode-B, trong khi U-X2 là giao diện người dùng máy bay giữa eNode-B. Người ta cho rằng luôn luôn tồn tại một giao diện X2 giữa eNode-B rằng cần phải giao tiếp với nhau, ví dụ, để hỗ trợ bàn giao.
Giao dịên S3
Giao dịên S3 là giao diện giữa S GW và cổng SGSN của mạng 2G,3G .Nó cho phép người sử dụng và trao đổi thông tin ghi tên cho liên mạng di động 3GPP truy cập ở trạng thái nhàn rỗi và / hoặc hoạt động.
Hình 2.1. Kiến trúc mạng LTE cơ bản.
Bởi lẽ các đường giao tiếp X2 không bắt buộc phải có (optional), nên các trạm cơ sở cũng có khả năng liên lạc với nhau thông qua gateway truy cập
để chuẩn bị các cuộc chuyển giao. Tuy nhiên trong trường hợp này, dữ liệu người dùng không được gửi chuyển tiếp trong quá trình chuyển giao. Thế nghĩa là một số dữ liệu đã được mạng gửi đi tới trạm cơ sở hiện tại có thể thất thoát, bởi vì sau khi một quyết định chuyển giao được thực hiện, nó phải được thi hành càng nhanh càng tốt trước khi đường truyền vô tuyến mất đi.Các mạng vô tuyến LTE chỉ thực hiện các cuộc chuyển giao cứng, tức là vào mỗi thời điểm chỉ có một cell liên lạc với UE.
Đường giao tiếp nối các eNodeB với các nút gateway giữa mạng vô tuyến và mạng lõi là đường S1. Nó hoàn toàn dựa trên giao thức IP, và vì vậy không biết gì về công nghệ vận chuyển tầng thấp cả. Trong LTE thì ngay từ đầu đã hoàn toàn dựa trên vận chuyển IP trong mạng vô tuyến. Các trạm cơ sở được trang bị những cổng Ethernet 100 Mbit/s hoặc 1 Gbit/s quen thuộc trong thế giới PC, hoặc các cổng cáp quang Gigabit Ethernet.