S1接口的协议结构

1、S1接口的规范

S1接口物理层协议(TS 36.411)             S1接口信令传输协议(TS 36.412)

S1接口应用协议(TS 36.413)               S1接口数据传输协议(TS 36.414)

2、S1接口应用协议－ S1AP功能

– SAE承载管理功能：负责SAE承载的建立、修改和释放，由MME触发，SAE承载的释放也可以由eNB触发。

– 初始上下文传输功能：该功能用于在eNB中建立S1UE上下文，建立默认的IP连接，如果MME请求，该功能用于建立一个或多个SAE承载，如果需要，该功能也用于传输相关的NAS信令消息给eNB。

– 寻呼：该功能为EPC提供寻呼UE的能力。

– S1 UE上下文释放功能：该功能负责管理释放eNB和 MME中UE上下文。

– 为LTE_ACTIVE状态的UE负责移动性功能，从而能够

· 在SAE/LTE内(MME/Serving SAE-GW间切换)，通过S1接口(涉及EPC)实现eNBs切换；

· 在不同RAT间(3GPP RAT间切换)，通过S1接口(涉及EPC)实现RAN间切换。

– S1接口管理功能，包含 ：

· 复位功能，确保S1接口良好的初始定义；

· 错误指示功能，当没有定义失败消息时，允许报告或处理发生的错误；

· 指示过载功能，指示S1接口控制平面负载状况

– UE和MME之间的NAS信令传输功能 ：

· 传输NAS消息，在eNB中建立S1 UE上下文。

· 当eNB中建立了S1 UE上下文，传输相关的NAS消息

3、S1AP基本过程－SAE承载管理过程

SAE承载建立

– 作用

–    SAE承载建立的目的是在Uu和S1接口上为一个或多个SAE承载分配资源，并为特定的UE建立SAE无线承载 。

– 成功的操作

SAE承载建立

SAE承载修改

 作用： SAE修改的目的是能够为UE修改已经建立的SAE承载 。

SAE承载修改

SAE承载释放

作用：SAE承载释放操作的目的是为UE释放已经建立的SAE承载。

SAE承载释放成功操作

4、S1AP基本过程－上下文管理过程

初始上下文建立

– 作用

– 初始上下文建立的目的是建立全部必要的初始UE上下文，包括SAE承载上下文，安全性上下文，切换限制列表，UE能力信息，NAS PDU等。

初始上下文建立

UE上下文释放请求

作用

UE上下文释放请求过程的目的是由于EUTRAN的原因(如TX2RELOCOverall超时)，eNB请求MME释放UE的S1逻辑连接。

UE上下文释放请求

5、S1AP基本过程－切换过程

切换准备

作用：切换准备的目的是经过EPC，请求目的端准备切换资源。

切换准备

切换资源分配

作用：切换资源分配的目的是在目标eNodeB为切换的UE预留资源。

切换资源分配

切换通知

作用：切换通知的目的是通知MME，UE已经到达目标小区，S1切换已经成功完成。

切换通知

路径转换请求

作用：路径转换请求的目的是请求将下行GTP隧道转换到新的GTP隧道终结点。

路径转换请求

切换取消

– 作用

切换取消过程的目的是使源eNB取消正在进行的切换。

– 条件

· 源eNB仍没有触发执行Uu口的切换过程。

· 已经触发执行切换后，UE返回源eNB，并通过向eNB传输RRC消息指明UE将源eNB视为服务eNB。

6、S1AP基本过程－寻呼过程

寻呼

– 作用

寻呼的目的是确保MME可以在特定eNB寻呼到UE

寻呼过程

7、S1AP基本过程－NAS传输过程

NAS传输

– 作用

NAS传输的目的是经过S1接口，传输UE和MME之间的信令消息。

– 初始NAS传输

NAS传输过程

8、S1AP基本过程－管理过程

复位

– 作用

复位过程的目的是在EPC出错时初始化E- UTRAN，反之亦然(E-UTRAN出错时，初始化

EPC)。

管理过程

错误指示

– 作用

若收到的消息中包含错误信息，并且不能通过适当的FAILURE消息进行报告，则采用Error Indication过程进行报告。

成功的操作

S1建立

– 作用

S1建立的目的应用层的数据是eNodeB 和MME可以通过S1接口协同工作，交换。

S1建立

9、通过S1接口的控制平面切换流程

 MME内切换信令流程

MME间切换信令流程