btc1 lte s1接口原理介绍

LTES1接口基本原理介绍中兴通讯学院课程目标理解S1接口的结构了解S1AP的功能理解S1口相关的基本处理流程课程内容E-UTRAN系统架构S1接口架构基本处理流程E-UTRAN架构_总体结构LTE架构功能描述:在E-UTRAN系统中，eNB和EPC通过S1接口连接eNB之间通过X2接口连接S1和X2接口为逻辑接口

E-UTRAN可以分为RNL（无线网络层）和TNL（传输网络层）传输网络层为用户面和控制面传输端口提供服务E-UTRAN的功能功能列表：传输用户数据无线信道的加密解密完整性保护头压缩移动性管理：切换、寻呼、定位小区间干扰协调连接建立和释放负载均衡NAS信息的分发NAS节点选择功能同步无线接入网络共享MBMS功能设备的登记和跟踪RAN消息管理E-UTRAN架构-标识符E-UTRAN标识应用协议标识(eNBUES1APID/MMEUES1APID、Old eNBUEX2APID/NeweNBUEX2AP)PLMN标识、GUMMEI、全局eNB编号、ECGI、跟踪区域标识UE标识RNTIC-RNTI:RRC连接RA–RNTI:解决争议S-TMSI:用户身份加密传输端口地址eNB中UE的相关标识eNB中UE的上下文（UE状态信息,安全信息，UE能力信息和UE相关的逻辑S1连接标识）UE相关的逻辑S1连接和X2连接UE相关的信令综述Uu口和S1口的协议可以分为两大类：用户面协议完成EPS的承载服务，如通过非接入层承载用户数据

控制面协议实现EPS承载和UE与无线网络层的连接控制(包括服务请求,不同的传输资源的控制和切换等)，同时也包含NAS消息透传机制课程内容E-UTRAN系统架构S1接口架构基本处理流程协议基本结构图NOTE: 无线传输协议和S1协议均包含NAS层消息的透传机制S1和Uu口用户面S1和Uu口控制面S1接口结构S1接口连接EPC和E-UTRAN系统定义了两种类型的S1接口：S1-MME指向MME；S1-U指向S-GWS1接口类型S1用户面接口S1-U接口主要传输eNodeB和服务网关之间的用户数据。S1-U接口利用“GTPoverUDP/IP”传输协议，该协议负责用户数据的封装。GPRS隧道协议GTP用在Iu-PS接口上，用在eNodeB和SGSN之间。S1控制面接口S1-C是一个信令接口，支持eNodeB和MME间的信令功能和过程。信令处理过程分为4个主要部分：承载的处理过程切换过程NAS信令传输过程寻呼过程S1接口协议结构S1接口传输的无线网络层信令只包含S1AP（S1ApplicationPart）S1AP协议完成EPC和E-UTRAN之间的所有流程处理S1接口透传EPC和E-UTRAN之间的NAS层信息S1-MME接口协议结构S1-U接口协议结构SCTP协议SCTP流控传输协议是一种可靠的面向连接的传输层协议，与TCP非常相似。SCTP与TCP的不同SCTP与TCP的比较多流：SCTP中允许在两个通信对端之间建立多个独立的流。每一次传输错误只会影响到一个流，不会影响其他流的传输。多穴：允许SCTP节点使用多个网络地址。传输错误时，重传的数据可以传递到另外一个地址，增加正确传输概率。支持多流支持多穴（多宿）为什么采用SCTP？与TCP/UDP相比，SCTP具有如下优点：多流特征；SCTP面向消息并支持消息成帧方式，TCP面向字符流，没有预留数据结构。SCTP消息整体传输，开销小，传输效率高。SCTP防止拒绝服务攻击等措施对于TCP来说是无效的，如“SYNflood”攻击。E-UTRAN传输层的SCTPE-UTRAN传输网络中的IPS1接口信令承载S1信令承载提供如下功能:在S1-MME接口上提供S1-AP消息的可靠传输

提供网管和路由功能支持流量控制和拥塞控制提供信令网冗余S1AP协议功能-1S1和UE之间的上下文管理S1链路管理 GTP-U通道管理S1信令链路管理处于LTE_ACITVE状态的UE的移动性管理LTE系统内切换LTE系统间切换移动到CDMA2000系统寻呼、漫游和区域接入限制功能S1接口管理RAN信息管理S1AP协议功能-2协调性网络共享NAS节点选择安全性数据加密无线接口加密密钥管理数据完整性完整性检查完整性密钥管理服务和网络接入核心网信令数据传输UE跟踪位置上报S1的灵活组网SGSNSGSNRNCRNCRNCRNCRNCIu1个SGSN连接多个RNCMME服务网关MME服务网关MME服务网关MME服务网关eNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBS1-flex结构S1传统接入核心网和S1-flexS1灵活组网的优势池域：指终端移动时不需要改变它的服务核心网节点的区域。通过核心网节点扩展业务，S1可以减少切换过程或是跟踪区域更新过程所涉及的核心网内节点数1

S1-flex有助于定义由不同运营商共同运营的网络结构2S1-flex使得网络更加健壮，当一个核心网节点出现故障时，可以通过用一个池域内其他节点补偿。1S1-flex在容量升级和网络开销方面也有一定优势2课程内容E-UTRAN系统架构S1接口架构基本处理流程基本处理流程-定义基本流程:S1AP由多个基本处理流程组成。处理流程是eNB和EPC交互的基本单元。系统定义了两种类型的处理流程:

需要反馈操作结果

(成功/失败)Class1

无需反馈操作结果Class2NOTE：无需反馈操作结果的处理流程均视为成功。基本处理流程-Class1基本处理流程-Class2ElementaryProcedureMessageHandoverNotificationHANDOVERNOTIFYE-RABReleaseIndicationE-RABRELEASEINDICATIONPagingPAGINGInitialUEMessageINITIALUEMESSAGEDownlinkNASTransportDOWNLINKNASTRANSPORTUplinkNASTransportUPLINKNASTRANSPORTNASnondeliveryindicationNASNONDELIVERYINDICATIONErrorIndicationERRORINDICATIONUEContextReleaseRequestUECONTEXTRELEASEREQUESTDownlinkS1CDMA2000TunnelingDOWNLINKS1CDMA2000TUNNELINGUplinkS1CDMA2000TunnelingUPLINKS1CDMA2000TUNNELINGUECapabilityInfoIndicationUECAPABILITYINFOINDICATIONeNBStatusTransfereNBSTATUSTRANSFERMMEStatusTransferMMESTATUSTRANSFERDeactivateTraceDEACTIVATETRACETraceStartTRACESTARTTraceFailureIndicationTRACEFAILUREINDICATIONLocationReportingControlLOCATIONREPORTINGCONTROLLocationReportingFailureIndicationLOCATIONREPORTINGFAILUREINDICATIONLocationReportLOCATIONREPORTOverloadStartOVERLOADSTARTOverloadStopOVERLOADSTOPeNBDirectInformationTransfereNBDIRECTINFORMATIONTRANSFERMMEDirectInformationTransferMMEDIRECTINFORMATIONTRANSFEReNBConfigurationTransfereNBCONFIGURATIONTRANSFERMMEConfigurationTransferMMECONFIGURATIONTRANSFERCellTrafficTraceCELLTRAFFICTRACEE-RAB管理：E-RABSetup目的：在CN和eNB上为UE建立业务通道。eNBMMEE-RABSETUPREQUESTE-RABSETUPRESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID建立E-RAB所需的参数列表:E-RABIDE-RAB的QoS等级参数

传输层地址GTP-TEIDNAS-PDUUu口的数据无线承载和无线资源S1口的NAS-PDUIE资源建立成功的SAE承载列表未建立成功的SAE承载列表E-RAB管理：E-RABModify目的:修改在CN和eNB上为UE建立的业务通道。eNBMMEE-RABMODIFYREQUESTE-RAB

MODIFY

RESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID修改E-RAB所需的参数列表:E-RABIDE-RAB的QoS等级参数传输层地址GTP-TEIDNAS-PDUUu口的数据无线承载和无线资源S1口的NAS-PDUIE资源修改成功的SAE承载列表未修改成功的SAE承载列表RAB管理：E-RABRelease目的:释放在CN和eNB上为UE建立的业务通道。eNBMMEE-RABRELEASECOMMANDE-RABRELEASERESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID释放E-RAB所需的参数列表NAS-PDU(可选)Uu口的数据无线承载和无线资源S1口的NAS-PDUIE资源成功释放的SAE承载列表未成功释放的SAE承载列表E-RABRELEASEINDICATIONContext管理：InitialContextSetup目的:在eNB中建立UE的初始上下文eNBMMEINITIALCONTEXTSETUPREQUESTINITIALCONTEXTSETUPRESPONSEUE安全能力密钥切换限制列表UE无线能力…E-RAB配置信息给UE的NAS-PDUIE存储UE上下文信息建立成功的SAE承载列表未建立成功的SAE承载列表INITIALCONTEXTSETUPFAILUREContext管理：UEContextReleaseRequest/UEContextReleaseeNB初始化:由于E-UTRAN的原因，请求MME释放UE相关的S1逻辑信道MME初始化:由于多种原因，请求释放UE相关的逻辑信道eNBMME

UECONTEXTRELEASECOMMANDUECONTEXTRELEASECOMPLETEUE和MME之间的传输切换成功切换取消释放S1链接(UE)相同的S1链接检测建立成功的SAE承载列表未建立成功的SAE承载列表UECONTEXTRELEASEREQUEST用户无效及与UE的无线连接断开Context管理：UEContextModification目的：部分修改已建立的UE上下文信息(如密钥、用户的ProfileID/频率优先级)eNBMME

UECONTEXTMODIFICATIONREQUESTUECONTEXTMODIFICATIONRESPONSE密钥SPIDIEUEAMBRIECSFallbackIndicatorIEUECONTEXTMODIFICATIONFAILURE升级成功升级失败切换信令：HandoverPreparation目标侧通过EPC请求资源准备对某一特定的UE而言，同一时刻只允许执行一个切换准备流程SourceeNBHANDOVERREQUIREDUE历史信息MMEHANDOVERCOMMANDHANDOVERPREPARATIONFAILURE切换信令：HandoverResourceAllocation在目标eNB侧保留UE切换相关资源

TargeteNBHANDOVERREQUESTHandoverRestrictionListIE:roamingareaoraccessrestrictionsMMEHANDOVERREQUESTACKHANDOVERFAILUREACK:ACKKNOWLEGENO:non-GBRE-RABRRCCONTAINER切换信令：HandoverNotification向MME反馈UE已经到达目标小区并且S1切换已经执行成功targeteNBMMEHANDOVERNOTIFYACK:ACKKNOWLEGE切换信令：PathSwitchRequest请求下行链路GTP通道向新的GTP通道端点切换TargeteNBPATHSWITCHREQUESTMMEPATHSWITCHREQUESTACKPATHSWITCHREQUESTFAILURE切换信令：HandoverCancellation使能原eNB取消正在准备或已经准备完成的切换SourceeNBHANDOVERCANCELMMEHANDOVERCANCELACKNOTE:如果