LTE X2口和S1口介紹_高興航

1、LTE X2口口/S1口介紹口介紹系統(tǒng)架構(gòu)研發(fā)部系統(tǒng)架構(gòu)研發(fā)部高興航高興航2Http:/整體架構(gòu)整體架構(gòu)123Http:/目錄目錄12X2口介紹S1口介紹4Http:/X2口部分口部分基于基于X2接口控制平面切換流程接口控制平面切換流程X2接口技術(shù)規(guī)范接口技術(shù)規(guī)范X2接口協(xié)議結(jié)構(gòu)接口協(xié)議結(jié)構(gòu) X2接口功能接口功能 X2接口概要介紹接口概要介紹5Http:/X2接口的一般原則接口的一般原則1X2接口是兩個(gè)eNB之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接口，實(shí)現(xiàn)了eNBs間的互通2支持兩個(gè)eNBs之間信令信息的交互，支持兩個(gè)eNBs間進(jìn)行數(shù)據(jù)前轉(zhuǎn)3支持不同廠商eNBs之間的互連互通4X2接口無線網(wǎng)絡(luò)功能和傳輸網(wǎng)絡(luò)功能的分離有

2、利于未來技術(shù)的演進(jìn) 6Http:/X2接口的功能（接口的功能（36.420）v 激活激活狀態(tài)下狀態(tài)下UE的移動(dòng)性的移動(dòng)性支持支持 eNB間上下文傳遞 eNB間用戶面隧道控制 切換取消v 負(fù)載管理負(fù)載管理v 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)v 錯(cuò)誤處理功能錯(cuò)誤處理功能 錯(cuò)誤指示v 跟蹤功能跟蹤功能7Http:/X2接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)（接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)（36.420） X2-AP Transport Network Layer User Transport Network Plane Control Plane User Plane Transport User Network Plane Radio Ne

3、twork Layer GTP-U UDP IP Data link layer Physical layer User Plane PDUs SCTP IP Data link layer Physical layer 8Http:/X2接口的技術(shù)規(guī)范接口的技術(shù)規(guī)范vX2接口物理層協(xié)議(TS 36.421) vX2接口信令傳輸協(xié)議(TS 36.422) vX2接口應(yīng)用協(xié)議(TS 36.423) vX2接口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(TS 36.424) 9Http:/X2AP TS 36.423 Transport Layer X2 Layer 1 TS 36.421 Radio Network Laye

4、r Radio Network Control Plane X2 Signalling Transport TS 36.422 User Plane X2 Data Transport TS 36.424 X2接口技術(shù)規(guī)范間的關(guān)系接口技術(shù)規(guī)范間的關(guān)系10Http:/X2接口應(yīng)用協(xié)議接口應(yīng)用協(xié)議X2APvX2AP的功能的功能 移動(dòng)性管理：eNB將UE的控制功能轉(zhuǎn)移到另一個(gè)eNB 用戶面數(shù)據(jù)前轉(zhuǎn) 狀態(tài)傳輸 上下文釋放 負(fù)載管理：eNB之間互相指示資源狀態(tài)及負(fù)載狀況 報(bào)告通用錯(cuò)誤狀況 X2建立：eNB間為建立X2接口交互必要的數(shù)據(jù) X2復(fù)位：完成X2接口的復(fù)位 eNB配置更新：更新eNB通過X2接口

5、傳輸?shù)谋匾獢?shù)據(jù)11Http:/FunctionElementary Procedure (s)Mobility Managementa) Handover Preparation（1，1）b) SN Status Transfer（2，1）c) UE Context Release（2，1）d) Handover Cancel（2，1）Load Managementa) Load Indication（2，2）b) Resource Status Update Initiation (1，2)c) Resource Status Reporting（2，2）Reporting of Gener

6、al Error SituationsError Indication（2，2/1）Resetting the X2Reset（1，2）Setting up the X2X2 Setup（1，2）eNB Configuration UpdateeNB Configuration Update（1，2）（1，1）前一列1代表需要響應(yīng)消息，2代表不需要響應(yīng)消息；后一列1代表UE關(guān)聯(lián)的信令，2代表非UE關(guān)聯(lián)的信令X2AP功能與基本過程的映射功能與基本過程的映射12Http:/X2AP基本過程基本過程v切換準(zhǔn)備切換準(zhǔn)備 作用 用于在一個(gè)eNB中為即將發(fā)生的切換建立必要的資源。 成功的操作 不成功的操作

7、13Http:/X2AP基本過程基本過程vSN狀態(tài)傳輸狀態(tài)傳輸 作用 在X2切換過程中，對(duì)每一個(gè)申請(qǐng)了PDCP SN和HFN狀態(tài)保存的SAE承載，從源eNB到目標(biāo)eNB傳輸上行PDCP-SN和HFN接收端狀態(tài)和下行PDCP-SN和HFN發(fā)送端狀態(tài)。 成功的操作14Http:/X2AP基本過程基本過程v資源釋放資源釋放 作用 目標(biāo)eNB利用該過程釋放源eNB切換UE上下文相關(guān)的控制面資源 成功的操作15Http:/X2AP基本過程基本過程v切換取消切換取消 作用 切換取消過程用于取消已經(jīng)準(zhǔn)備好的切換。 成功的操作16Http:/X2AP全局過程全局過程v負(fù)載指示負(fù)載指示 作用 目的是在同頻相鄰e

8、NBs之間傳遞負(fù)載及干擾協(xié)調(diào)信息。 成功的操作17Http:/X2AP全局過程全局過程v錯(cuò)誤指示錯(cuò)誤指示 作用 用于同等實(shí)體報(bào)告在收到消息中檢測(cè)到的錯(cuò)誤。 成功的操作 eNB2 eNB1 ERROR INDICATION 18Http:/X2AP全局過程全局過程vX2建立建立 作用 用于eNB間交互建立X2接口需要的數(shù)據(jù) 成功的操作 非成功的操作19Http:/X2AP全局過程全局過程v復(fù)位復(fù)位 作用 在發(fā)生異常錯(cuò)誤時(shí)，用于校準(zhǔn)eNB1和eNB2的資源。 該過程復(fù)位整個(gè)X2接口。 成功的操作20Http:/X2AP全局過程全局過程veNB 配置更新配置更新 作用 用于更新eNB間通過X2接口進(jìn)

9、行傳輸需要的數(shù)據(jù) 。 成功的操作 非成功的操作21Http:/X2AP全局過程全局過程v資源狀態(tài)報(bào)告請(qǐng)求資源狀態(tài)報(bào)告請(qǐng)求 作用 用于一個(gè)eNB1向另一個(gè)eNB2請(qǐng)求負(fù)載測(cè)量報(bào)告。 成功的操作 eNB1 eNB2 RESOURCE STATUS REQUEST RESOURCE STATUS RESPONSE 非成功的操作 eNB1 eNB2 RESOURCE STATUS REQUEST RESOURCE STATUS FAILURE 22Http:/X2AP全局過程全局過程v資源狀態(tài)更新資源狀態(tài)更新 作用 用于eNB2向eNB1上報(bào)資源狀態(tài)請(qǐng)求觸發(fā)的測(cè)量結(jié)果。 成功的操作 eNB1 eNB2

10、 RESOURCE STATUS UPDATE 23Http:/基于基于X2接口的控制平面切換流程接口的控制平面切換流程Intra-MMEInter-SGW略略24Http:/目錄目錄12X2口介紹S1口介紹25Http:/S1口部分口部分基于基于S1接口控制面的切換接口控制面的切換流程流程S1接口規(guī)范接口規(guī)范S1接口協(xié)議結(jié)構(gòu)接口協(xié)議結(jié)構(gòu) S1接口功能接口功能 S1接口概要介紹接口概要介紹26Http:/S1接口的架構(gòu)接口的架構(gòu) EPC EUTRAN eNodeB “S1-MME” “S1-U” MME SAE GTW eNodeB MME SAE GTW 27Http:/S1接口的概要介紹接

11、口的概要介紹1S1口是EPC和E-UTRAN之間的接口界面， EPC側(cè)的接入點(diǎn)是控制平面的MME或用戶平面的S GW2S1是一個(gè)邏輯接口,從任何一個(gè)eNB，可能有多個(gè)S1-MME和S1-U邏輯接口面向EPC3S1-MME接口的選擇由NAS邏輯選擇功能實(shí)體決定; S1-U接口的選擇在EPC中完成，由MME發(fā)給eNB28Http:/S1接口的功能接口的功能v S1 UE上下文管理功能上下文管理功能 v SAE承載管理功能承載管理功能 v S1連接管理功能連接管理功能 GTP-U隧道管理功能 S1信令連接管理功能 v 激活狀態(tài)下激活狀態(tài)下UE移動(dòng)性功能移動(dòng)性功能 Intra-LTE切換 Inter-

12、3GPP RAT切換 尋呼功能 漫游和區(qū)域限制支持功能 v S1接口管理功能接口管理功能 v 協(xié)調(diào)功能協(xié)調(diào)功能 網(wǎng)絡(luò)分享功能 NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能v 安全功能安全功能 數(shù)據(jù)的機(jī)密性 數(shù)據(jù)的完整性 v 服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接入功能服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接入功能 核心網(wǎng)信令數(shù)據(jù)傳遞功能 UE跟蹤及位置報(bào)告功能 29Http:/S1接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)v S1-MME v S1-U User PlanePDUs30Http:/S1接口的技術(shù)規(guī)范接口的技術(shù)規(guī)范vS1接口物理層協(xié)議(TS 36.411) vS1接口信令傳輸協(xié)議(TS 36.412) vS1接口應(yīng)用協(xié)議(TS 36.413) vS1接口數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(TS

13、 36.414) 31Http:/S1接口應(yīng)用協(xié)議接口應(yīng)用協(xié)議 S1AP的功能的功能vS1AP的功能的功能 SAE承載管理功能：承載管理功能： 負(fù)責(zé)SAE承載的建立、修改和釋放，由MME觸發(fā) SAE承載的釋放也可以由eNB觸發(fā) 初始上下文傳輸功能：初始上下文傳輸功能： 在eNB中建立S1 UE上下文，建立默認(rèn)的IP連接建立一個(gè)或多個(gè)MME請(qǐng)求的SAE承載 如果需要，也用于傳輸NAS信令相關(guān)消息給eNB UE能力信息指示功能能力信息指示功能：用于向MME提供UE能力信息。 負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)LTE_ACTIVE狀態(tài)狀態(tài)UE移動(dòng)性的功能移動(dòng)性的功能： 在LTE內(nèi)通過S1接口實(shí)現(xiàn)eNBs間切換 在不同3GPP

14、 RAT間通過S1接口實(shí)現(xiàn)RAT間切換 尋呼功能尋呼功能：為EPC提供尋呼UE的能力。32Http:/S1接口應(yīng)用協(xié)議接口應(yīng)用協(xié)議 S1AP功能功能 S1接口管理功能，包含接口管理功能，包含 ： 復(fù)位功能，確保S1接口良好的初始定義； 錯(cuò)誤指示功能，當(dāng)沒有定義失敗消息時(shí)，允許報(bào)告或處理發(fā)生的錯(cuò)誤； 過載指示功能，指示S1接口控制平面負(fù)載狀況 S1建立功能，對(duì)初始S1接口建立提供配置信息。 UE和和MME間的間的NAS信令傳輸功能信令傳輸功能 ： 傳輸NAS消息，在eNB中建立S1 UE上下文。 當(dāng)eNB中建立了S1 UE上下文，傳輸相關(guān)的NAS消息 S1 UE上下文釋放功能：上下文釋放功能：負(fù)

15、責(zé)管理釋放eNB 和 MME中的UE上下文 狀態(tài)傳輸功能：狀態(tài)傳輸功能： 切換過程，源eNB用其傳輸PDCP SN狀態(tài)信息給目標(biāo)eNB，支持按序遞交和副本避免 33Http:/FunctionElementary Procedure (s)SAE Bearer Managementa) SAE Bearer Setup（1，1） b) SAE Bearer Modify（1，1） c) SAE Bearer Release（1，1）d) SAE Bearer Release Request（2，1）Context Managementa) Initial Context Setup（1，1）

16、b) UE Context Release（1，1）c) UE Context Modification（1，1）d) UE Context Release Request（2，1）Handover Signallinga) Handover Preparation（1，1）b) Handover Resource Allocation（1，1）c) Handover Notification（2，1）d) Path Switch（1，1）e) Handover Cancellation（1，1）f) eNB Status Transfer（2，1）g) MME Status Transfer

17、（2，1）NAS transporta) Initial UE Message（2，1）b) Downlink NAS Transport（2，1）c) Uplink NAS Transport（2，1）d) NAS non delivery indication（2，1）S1AP功能與基本過程的映射功能與基本過程的映射34Http:/FunctionElementary Procedure (s)Management proceduresa) Reset（1，2）b) Error Indication（2，2/1）c) S1 setup（1，2）d) eNB Configuration Up

18、date（1，2） e) MME Configuration Update（1，2） f) Overload Start（2，2）g) Overload Stop（2，2）UE Capability Info Indication UE Capability Info Indication（2，1）Paging Paging（2，1）Trace Proceduresa) Trace Start（2，1）b) Trace Failure Indication（2，1）c) Deactivate Trace（2，1）Location Reporting Proceduresa) Location

19、Reporting Control（2，1）b) Location Reporting Failure Indication（2，1）c) Location Report（2，1）S1AP功能與基本過程的映射功能與基本過程的映射（1，2）中前一列代表該過程屬于第一類/第二類基本過程，即是否需要回復(fù)響應(yīng)，后一列代表該過程是采用UE關(guān)聯(lián)的信令還是非UE關(guān)聯(lián)的信令35Http:/S1AP基本過程基本過程SAE承載管理過程承載管理過程 vSAE承載建立承載建立 作用 SAE承載建立的目的是為一個(gè)或多個(gè)SAE承載分配Uu和S1口資源，為特定的UE建立SAE無線承載。 成功的操作 SAE BEARER S

20、ETUP RESPONSE SAE BEARER SETUP REQUEST eNB MME 36Http:/S1AP基本過程基本過程SAE承載管理過程承載管理過程 vSAE承載修改承載修改 作用 SAE修改的目的是能夠?yàn)閁E修改已經(jīng)建立的SAE承載 成功的操作 SAE BEARER MODIFY RESPONSE SAE BEARER MODIFY REQUEST eNB MME 37Http:/S1AP基本過程基本過程SAE承載管理過程承載管理過程 vSAE承載釋放承載釋放 作用 SAE承載釋放操作的目的是為UE釋放已經(jīng)建立的SAE承載，可以由MME觸發(fā)也可以由eNB觸發(fā)。 成功的操作 S

21、AE BEARER RELEASE COMPLETE SAE BEARER RELEASE COMMAND eNB MME 38Http:/S1AP基本過程上下文管理過程基本過程上下文管理過程 v初始上下文建立初始上下文建立 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。 成功的操作 INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST eNB MME INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST eNB MME 非成功的操作39Http:/

22、S1AP基本過程上下文管理過程基本過程上下文管理過程 vUE上下文釋放上下文釋放 作用 UE上下文釋放過程目的是，由于各種原因使MME釋放UE關(guān)聯(lián)的邏輯連接，該過程也可能由eNB發(fā)起的UE上下文釋放請(qǐng)求過程來觸發(fā) 成功的操作40Http:/S1AP基本過程上下文管理過程基本過程上下文管理過程 vUE上下文修改上下文修改 作用 UE上下文修改的作用是修改已建立的UE上下文中的一部分。 成功的操作非成功的操作 UE CONTEXT MODIFICATION RESPONSE UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST eNB MME UE CONTEXT MODIFICATIO

23、N FAILURE UE CONTEXT MODIFICATION REQUEST eNB MME 41Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程 v切換準(zhǔn)備切換準(zhǔn)備 作用 切換準(zhǔn)備的目的是經(jīng)過EPC，請(qǐng)求目的端準(zhǔn)備切換資源。 成功的操作非成功的操作42Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程v切換資源分配切換資源分配 作用 切換資源分配的目的是在目標(biāo)eNB為切換UE預(yù)留資源。 成功的操作 非成功的操作43Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程v切換通知切換通知 作用 切換通知的目的是通知MME，UE已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)小區(qū)，S1切換已經(jīng)成功完成。 成功的操作44H

24、ttp:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程v路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求 作用 路徑轉(zhuǎn)換請(qǐng)求的目的是進(jìn)行下行GTP隧道終結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。 成功的操作 非成功的操作45Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程v切換取消切換取消 作用 切換取消過程的目的是使源eNB取消正在進(jìn)行的切換。 條件 源eNB仍沒有觸發(fā)執(zhí)行Uu口的切換過程。 已經(jīng)觸發(fā)執(zhí)行切換后，UE返回源eNB。 成功的操作 HANDOVER CANCEL Source eNB MME HANDOVER CANCEL ACKNOWLEDGE 46Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程veNB狀態(tài)傳輸狀態(tài)傳輸 作用

25、 eNB狀態(tài)傳輸過程的目的是，對(duì)申請(qǐng)PDCP-SN狀態(tài)保存的每個(gè)SAE承載，在intra LTE S1切換過程中源eNB通過MME向目標(biāo)eNB傳輸上行PDCP-SN接收狀態(tài)和下行PDCP-SN發(fā)送狀態(tài)。 成功的操作47Http:/S1AP基本過程切換過程基本過程切換過程vMME狀態(tài)傳輸狀態(tài)傳輸 作用 MME狀態(tài)傳輸過程的目的是，對(duì)申請(qǐng)PDCP-SN狀態(tài)保存的每個(gè)SAE承載，在intra LTE S1切換過程中源eNB通過MME向目標(biāo)eNB傳輸上行PDCP-SN接收狀態(tài)和下行PDCP-SN發(fā)送狀態(tài)。 成功的操作48Http:/S1AP基本過程基本過程N(yùn)AS傳輸過程傳輸過程vNAS傳輸傳輸 作用

26、NAS傳輸?shù)哪康氖墙?jīng)過S1接口，傳輸U(kuò)E和MME之間的NAS消息 初始NAS傳輸 INITIAL UE MESSAGE eNB MME 49Http:/S1AP基本過程基本過程N(yùn)AS傳輸過程傳輸過程v 下行NAS傳輸 DOWNLINK NAS TRANSPORT eNB MME v 上行NAS傳輸 UPLINK NAS TRANSPORT eNB MME NAS NON DELIVERY INDICATION eNB MME v NAS非傳遞指示 50Http:/S1AP基本過程管理過程基本過程管理過程 v復(fù)位復(fù)位 作用 復(fù)位過程的目的是在EPC出錯(cuò)時(shí)初始化E-UTRAN，反之亦然。 成功的操

27、作 M M E e N B R E S E T R E S E T A C K N O W L E D G E M M E e N B R E S E T R E S E T A C K N O W L E D G E 51Http:/S1AP基本過程管理過程基本過程管理過程 v錯(cuò)誤指示錯(cuò)誤指示 作用 如果在收到的消息中檢測(cè)到錯(cuò)誤信息，并且沒有適當(dāng)?shù)腇AILURE消息進(jìn)行報(bào)告，則采用Error Indication過程進(jìn)行報(bào)告。 成功的操作 MME eNB ERROR INDICATION MME eNB ERROR INDICATION 52Http:/S1AP基本過程管理過程基本過程管理過程 vS1建立建立 作用 S1建立的目的用于eNB和 MME交互通過S1