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TD-LTE S1口和X2口功能介绍
S1口和X2口功能介绍目录1S1口功能介绍2X2口功能介绍2
S1口部分S1接口的概要介绍S1接口的功能S
1接口的协议结构 S1接口的规范通过S1接口控制平面的切换流程3
S1接口的概要介绍1S1口是EPC和EUTRAN之间的 接口界面， EPC 侧的接入点是控 制平面的MME 或用户平面的S GW2S1是一个逻辑接 口,从任何一个 eNB，可能有多 个S1-MME逻辑 接口面向EPC,多 个S1-U逻辑接口 面向EPC3S1-MME接口的 选择由NAS逻辑 选择功能实体决 定; S1-U接口的 选择在EPC中完 成，由MME传 递到eNB4
S1接口的概要介绍EUTRAN“S1 -U” eNode BEPCSAE GTW SAE GTWeNode B “S1 -MME”MMEMME5
S1接口的功能? UE上下文管理功能 ? SAE承载管理功能 ? S1连接管理功能? GTP-U隧道管理功能 ? S1信令连接管理功能? S1接口管理功能 ? 协调功能? NAS节点选择功能? 网络分享功能? LTE_Active状态的UE的 移动性功能? Intra-LTE切换 ? Inter-3GPP RAT切换 ? 寻呼功能? 漫游和区域限制支持功能? 安全功能? 数据的机密性 ? 数据的完整性? 服务和网络接入功能? 核心网信令数据转移功能 ? UE跟踪 ? 位置报告功能 6S1接口的协议结构? S1-MMEControl PlaneRadio Network Layer S1-APRadio Network Layer? S1-UUser PlaneUser Plane PDUsSCTP Transport Network Layer IP Data link layer Physical layerTransport Network LayerGTP-U UDP IP Data link layer Physical layer7
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)8
S1接口应用协议－ S1AP功能? S1AP的功能? 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。9
S1接口应用协议－ S1AP功能? 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10
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eNB MMESAE BEARER SETUP REQUESTSAE BEARER SETUP RESPONSE11
S1AP基本过程－SAE承载管理过程? 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 。? 成功的操作eNB MMESAE BEARER MODIFY REQUESTSAE BEARER MODIFY RESPONSE12
S1AP基本过程－SAE承载管理过程? 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。? 成功的操作eNB MMEeNBMME1 SAE BEARER RELEASE REQUEST 2 SAE BEARER RELEASE COMMAND 3 SAE BEARER RELEASE COMPLETESAE BEARER RELEASE COMMANDeNB MME 1 SAE BEARER RELEASE REQUEST 2 UE CONTEXT RELEASE COMMAND 3 UE CONTEXT RELEASE COMPLETESAE BEARER RELEASE COMPLETE13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。? 成功的操作eNB MME?非成功的操作eNB MMEINITIAL CONTEXT SETUP REQUESTINITIAL CONTEXT SETUP REQUESTINITIAL CONTEXT SETUP RESPONSEINITIAL CONTEXT SETUP FAILURE14S1AP基本过程－上下文管理过程? 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。? 成功的操作eNB 1 UE CONTEXT RELEASE REQUEST MMEeNBMME1 UE CONTEXT RELEASE COMMAND2 UE CONTEXT RELEASE COMMAND2 UE CONTEXT RELEASE COMPLETE3 UE CONTEXT RELEASE COMPLETE15
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。? 成功的操作source eNodeB HANDOVER REQUIRED HANDOVER COMMAND MMEsource eNodeB?非成功的操作MMEHANDOVER REQUIRED HANDOVER PREPARATION FAILURE16
S1AP基本过程－切换过程? 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。? 成功的操作target eNodeB HANDOVER REQUEST HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE MME? 非成功的操作target eNodeB HANDOVER REQUEST HANDOVER FAILURE MME17
S1AP基本过程－切换过程? 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。? 成功的操作target eNodeB HANDOVER NOTIFY MME18
S1AP基本过程－切换过程? 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。? 成功的操作eNodeB PATH SWITCH REQUEST PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE MME? 非成功的操作eNodeB PATH SWITCH REQUEST PATH SWITCH REQUEST FAILURE MME19
S1AP基本过程－切换过程? 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。? 成功的操作Source eNBMMEHANDOVER CANCEL HANDOVER CANCEL ACKNOWLEDGE20
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? 成功的操作eNB MMEPAGING21
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eNB MMEINITIAL UE MESSAGE22
S1AP基本过程－NAS传输过程? 下行NAS传输eNB MMEDOWNLINK NAS TRANSPORT? 上行NAS传输eNB MME UPLINK NAS TRANSPORT? NAS非传递指示eNB MME NAS NON DELIVERY INDICATION23
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(EUTRAN出错时，初始化EPC)。? 成功的操作eNB MMEeNBMMERESETRESETRESET ACKNOWLEDGERESET ACKNOWLEDGE24
S1AP基本过程－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eNB ERROR INDICATION MMEeNB ERROR INDICATION MME25
S1AP基本过程－管理过程? 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。? 成功的操作eNodeB S1 SETUP REQUEST S1 SETUP RESPONSE MME? 非成功的操作eNodeB S1 SETUP REQUEST S1 SETUP FAILURE MME26
通过S1接口的控制平面切换流程UE T-eNB S-eNB MME DL Data1 测量控制 2 测量报告 3 切换需求 4 切换请求 5 切换响应 6 切换命令 7 切换命令 Data forwarding begin 与目标小区建立同步 8 切换完成 Data forwarding 9 路径转换请求 10 路径转换响应UL DataIntra-MME11 切换通知 12 资源释放27
通过S1接口的控制平面切换流程UE T-eNB S-eNB S-MME T-MME DL Data1 测量控制 2 测量报告 3 切换需求 4 前转切换需求 5 切换请求 6 切换响应 7 前转切换响应 8 切换命令 9 切换命令 Data forwarding begin 与目标小区建立同步 10 切换完成 Data forwarding 11 路径转换请求 12 路径转换响应UL DataInter-MME13 切换通知 14 前转切换通知 15 资源释放28
目录1S1口功能介绍2X2口功能介绍29
X2口部分X2接口的概要介绍X2接口的功能X2接口的协议结构 X2接口的规范通过X2接口控制平面的切换流程30
X2接口的概要介绍1X2接口实现了 eNBs之间的互通2支持两个eNBs之 间信令信息的交 互，支持将 PDUs前转到各 自的隧道终结点3支持不同厂商 eNBs之间的互连 互通31
X2接口的功能? 支持LTE_ACTIVE 状态下的UE在LTE接入系统内的移动 性? 源eNB到目标eNB的上下文传递 ? 源eNB和目标eNB之间用户平面隧道的控制 ? 切换取消? 负载管理 ? 小区间干扰协调? 上行干扰负荷管理? X2接口综合管理和错误处理功能? 错误指示? 跟踪功能32
X2接口的协议结构Radio Network Layer Control Plane X2-AP User Plane User Plane PDUsTransport Network User PlaneTransport Network LayerTransport Network User PlaneGTP-U SCTP IP Data link layer Physical layer UDP IP Data link layer Physical layer33
X2接口的规范? X2接口物理层协议(TS 36.421) ? X2接口信令传输协议(TS 36.422)? X2接口应用协议(TS 36.423) ? X2接口数据传输协议(TS 36.424)34
X2接口应用协议－X2AP? X2AP的功能? 移动性管理：该功能允许eNB将UE的控制功能转移到 另一个eNB。用户数据的前转是移动性管理功能的一个 组成部分。 ? 负载管理：允许eNB之间相互指示过载情况及业务负载 状况。 ? 报告通用错误状况：对于没有定义的具体错误消息， 该功能报告错误状况 。35
X2AP基本过程? 切换准备? 作用该过程为即将发生的切换在目标eNodeB中建立必要的资源。? 成功的操作source eNodeB HANDOVER REQUEST HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE target eNodeB36
X2AP基本过程? 切换准备? 不成功的操作source eNodeB HANDOVER REQUEST HANDOVER PREPARATION FAILURE target eNodeB37
X2AP基本过程? SN状态传输? 作用在X2切换过程中，为每一个申请了PDCP SN状态保存的SAE承载， 从源eNB到目标eNB，传输上行PDCP-SN接收端状态和下行 PDCP-SN发送端状态。? 成功的操作source eNodeB SN STATUS TRANSFERtarget eNodeB38
X2AP基本过程? 资源释放? 作用目标eNodeB利用该过程释放源eNodeB。? 成功的操作Source eNB [X2 AP] Release Resource39 Target eNBX2AP基本过程? 切换取消? 作用切换取消过程用于取消已经准备好的切换。? 成功的操作source eNodeB HANDOVER CANCEL target eNodeB40
X2AP全局过程? 负载指示? 作用目的是在同频相邻eNodeBs之间，传递上行链路干扰过载指示，从而可以实现干扰协调的作用。? 成功的操作eNB eNBLOAD INFORMATION41
X2AP全局过程? 错误指示? 作用用于同等实体报告在收到的消息中检测到的错误。? 成功的操作eNB1 ERROR INDICATION eNB242
X2AP全局过程? X2建立? 作用通过X2接口为两个eNodeBs交互传输需要的应用层数据。? 成功的操作eNodeB X2 SETUP REQUEST X2 SETUP RESPONSE eNodeB? 非成功的操作eNodeB X2 SETUP REQUEST X2 SETUP FAILURE eNodeB43
X2AP全局过程? 复位指示? 作用在发生异常错误时，校准eNB1和eNB2中的资源。? 成功的操作eNB1 LayerRESET REQUEST RESET RESPONSEeNB2 Layer44
基于X2接口的控制平面切换流程UE T-eNB S-eNB MME1 测量控制 2 测量报告 3 切换请求 4 切换响应 5 切换命令 6 SN状态传输 Data forwarding begin 7 切换完成 8 路径转换请求 9 路径转换响应 10 资源释放45