btc1 lte s1接口原理介紹

LTES1接口基本原理介紹中興通訊學(xué)院課程目標理解S1接口的結(jié)構(gòu)了解S1AP的功能理解S1口相關(guān)的基本處理流程課程內(nèi)容E-UTRAN系統(tǒng)架構(gòu)S1接口架構(gòu)基本處理流程E-UTRAN架構(gòu)_總體結(jié)構(gòu)LTE架構(gòu)功能描述:在E-UTRAN系統(tǒng)中，eNB和EPC通過S1接口連接eNB之間通過X2接口連接S1和X2接口為邏輯接口

E-UTRAN可以分為RNL（無線網(wǎng)絡(luò)層）和TNL（傳輸網(wǎng)絡(luò)層）傳輸網(wǎng)絡(luò)層為用戶面和控制面?zhèn)鬏敹丝谔峁┓?wù)E-UTRAN的功能功能列表：傳輸用戶數(shù)據(jù)無線信道的加密解密完整性保護頭壓縮移動性管理：切換、尋呼、定位小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)連接建立和釋放負載均衡NAS信息的分發(fā)NAS節(jié)點選擇功能同步無線接入網(wǎng)絡(luò)共享MBMS功能設(shè)備的登記和跟蹤RAN消息管理E-UTRAN架構(gòu)-標識符E-UTRAN標識應(yīng)用協(xié)議標識(eNBUES1APID/MMEUES1APID、Old eNBUEX2APID/NeweNBUEX2AP)PLMN標識、GUMMEI、全局eNB編號、ECGI、跟蹤區(qū)域標識UE標識RNTIC-RNTI:RRC連接RA–RNTI:解決爭議S-TMSI:用戶身份加密傳輸端口地址eNB中UE的相關(guān)標識eNB中UE的上下文（UE狀態(tài)信息,安全信息，UE能力信息和UE相關(guān)的邏輯S1連接標識）UE相關(guān)的邏輯S1連接和X2連接UE相關(guān)的信令綜述Uu口和S1口的協(xié)議可以分為兩大類：用戶面協(xié)議完成EPS的承載服務(wù)，如通過非接入層承載用戶數(shù)據(jù)

控制面協(xié)議實現(xiàn)EPS承載和UE與無線網(wǎng)絡(luò)層的連接控制(包括服務(wù)請求,不同的傳輸資源的控制和切換等)，同時也包含NAS消息透傳機制課程內(nèi)容E-UTRAN系統(tǒng)架構(gòu)S1接口架構(gòu)基本處理流程協(xié)議基本結(jié)構(gòu)圖NOTE: 無線傳輸協(xié)議和S1協(xié)議均包含NAS層消息的透傳機制S1和Uu口用戶面S1和Uu口控制面S1接口結(jié)構(gòu)S1接口連接EPC和E-UTRAN系統(tǒng)定義了兩種類型的S1接口：S1-MME指向MME；S1-U指向S-GWS1接口類型S1用戶面接口S1-U接口主要傳輸eNodeB和服務(wù)網(wǎng)關(guān)之間的用戶數(shù)據(jù)。S1-U接口利用“GTPoverUDP/IP”傳輸協(xié)議，該協(xié)議負責(zé)用戶數(shù)據(jù)的封裝。GPRS隧道協(xié)議GTP用在Iu-PS接口上，用在eNodeB和SGSN之間。S1控制面接口S1-C是一個信令接口，支持eNodeB和MME間的信令功能和過程。信令處理過程分為4個主要部分：承載的處理過程切換過程NAS信令傳輸過程尋呼過程S1接口協(xié)議結(jié)構(gòu)S1接口傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)層信令只包含S1AP（S1ApplicationPart）S1AP協(xié)議完成EPC和E-UTRAN之間的所有流程處理S1接口透傳EPC和E-UTRAN之間的NAS層信息S1-MME接口協(xié)議結(jié)構(gòu)S1-U接口協(xié)議結(jié)構(gòu)SCTP協(xié)議SCTP流控傳輸協(xié)議是一種可靠的面向連接的傳輸層協(xié)議，與TCP非常相似。SCTP與TCP的不同SCTP與TCP的比較多流：SCTP中允許在兩個通信對端之間建立多個獨立的流。每一次傳輸錯誤只會影響到一個流，不會影響其他流的傳輸。多穴：允許SCTP節(jié)點使用多個網(wǎng)絡(luò)地址。傳輸錯誤時，重傳的數(shù)據(jù)可以傳遞到另外一個地址，增加正確傳輸概率。支持多流支持多穴（多宿）為什么采用SCTP？與TCP/UDP相比，SCTP具有如下優(yōu)點：多流特征；SCTP面向消息并支持消息成幀方式，TCP面向字符流，沒有預(yù)留數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。SCTP消息整體傳輸，開銷小，傳輸效率高。SCTP防止拒絕服務(wù)攻擊等措施對于TCP來說是無效的，如“SYNflood”攻擊。E-UTRAN傳輸層的SCTPE-UTRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)中的IPS1接口信令承載S1信令承載提供如下功能:在S1-MME接口上提供S1-AP消息的可靠傳輸

提供網(wǎng)管和路由功能支持流量控制和擁塞控制提供信令網(wǎng)冗余S1AP協(xié)議功能-1S1和UE之間的上下文管理S1鏈路管理 GTP-U通道管理S1信令鏈路管理處于LTE_ACITVE狀態(tài)的UE的移動性管理LTE系統(tǒng)內(nèi)切換LTE系統(tǒng)間切換移動到CDMA2000系統(tǒng)尋呼、漫游和區(qū)域接入限制功能S1接口管理RAN信息管理S1AP協(xié)議功能-2協(xié)調(diào)性網(wǎng)絡(luò)共享NAS節(jié)點選擇安全性數(shù)據(jù)加密無線接口加密密鑰管理數(shù)據(jù)完整性完整性檢查完整性密鑰管理服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接入核心網(wǎng)信令數(shù)據(jù)傳輸UE跟蹤位置上報S1的靈活組網(wǎng)SGSNSGSNRNCRNCRNCRNCRNCIu1個SGSN連接多個RNCMME服務(wù)網(wǎng)關(guān)MME服務(wù)網(wǎng)關(guān)MME服務(wù)網(wǎng)關(guān)MME服務(wù)網(wǎng)關(guān)eNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBS1-flex結(jié)構(gòu)S1傳統(tǒng)接入核心網(wǎng)和S1-flexS1靈活組網(wǎng)的優(yōu)勢池域：指終端移動時不需要改變它的服務(wù)核心網(wǎng)節(jié)點的區(qū)域。通過核心網(wǎng)節(jié)點擴展業(yè)務(wù)，S1可以減少切換過程或是跟蹤區(qū)域更新過程所涉及的核心網(wǎng)內(nèi)節(jié)點數(shù)1

S1-flex有助于定義由不同運營商共同運營的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2S1-flex使得網(wǎng)絡(luò)更加健壯，當(dāng)一個核心網(wǎng)節(jié)點出現(xiàn)故障時，可以通過用一個池域內(nèi)其他節(jié)點補償。1S1-flex在容量升級和網(wǎng)絡(luò)開銷方面也有一定優(yōu)勢2課程內(nèi)容E-UTRAN系統(tǒng)架構(gòu)S1接口架構(gòu)基本處理流程基本處理流程-定義基本流程:S1AP由多個基本處理流程組成。處理流程是eNB和EPC交互的基本單元。系統(tǒng)定義了兩種類型的處理流程:

需要反饋操作結(jié)果

(成功/失敗)Class1

無需反饋操作結(jié)果Class2NOTE：無需反饋操作結(jié)果的處理流程均視為成功?；咎幚砹鞒?Class1基本處理流程-Class2ElementaryProcedureMessageHandoverNotificationHANDOVERNOTIFYE-RABReleaseIndicationE-RABRELEASEINDICATIONPagingPAGINGInitialUEMessageINITIALUEMESSAGEDownlinkNASTransportDOWNLINKNASTRANSPORTUplinkNASTransportUPLINKNASTRANSPORTNASnondeliveryindicationNASNONDELIVERYINDICATIONErrorIndicationERRORINDICATIONUEContextReleaseRequestUECONTEXTRELEASEREQUESTDownlinkS1CDMA2000TunnelingDOWNLINKS1CDMA2000TUNNELINGUplinkS1CDMA2000TunnelingUPLINKS1CDMA2000TUNNELINGUECapabilityInfoIndicationUECAPABILITYINFOINDICATIONeNBStatusTransfereNBSTATUSTRANSFERMMEStatusTransferMMESTATUSTRANSFERDeactivateTraceDEACTIVATETRACETraceStartTRACESTARTTraceFailureIndicationTRACEFAILUREINDICATIONLocationReportingControlLOCATIONREPORTINGCONTROLLocationReportingFailureIndicationLOCATIONREPORTINGFAILUREINDICATIONLocationReportLOCATIONREPORTOverloadStartOVERLOADSTARTOverloadStopOVERLOADSTOPeNBDirectInformationTransfereNBDIRECTINFORMATIONTRANSFERMMEDirectInformationTransferMMEDIRECTINFORMATIONTRANSFEReNBConfigurationTransfereNBCONFIGURATIONTRANSFERMMEConfigurationTransferMMECONFIGURATIONTRANSFERCellTrafficTraceCELLTRAFFICTRACEE-RAB管理：E-RABSetup目的：在CN和eNB上為UE建立業(yè)務(wù)通道。eNBMMEE-RABSETUPREQUESTE-RABSETUPRESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID建立E-RAB所需的參數(shù)列表:E-RABIDE-RAB的QoS等級參數(shù)

傳輸層地址GTP-TEIDNAS-PDUUu口的數(shù)據(jù)無線承載和無線資源S1口的NAS-PDUIE資源建立成功的SAE承載列表未建立成功的SAE承載列表E-RAB管理：E-RABModify目的:修改在CN和eNB上為UE建立的業(yè)務(wù)通道。eNBMMEE-RABMODIFYREQUESTE-RAB

MODIFY

RESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID修改E-RAB所需的參數(shù)列表:E-RABIDE-RAB的QoS等級參數(shù)傳輸層地址GTP-TEIDNAS-PDUUu口的數(shù)據(jù)無線承載和無線資源S1口的NAS-PDUIE資源修改成功的SAE承載列表未修改成功的SAE承載列表RAB管理：E-RABRelease目的:釋放在CN和eNB上為UE建立的業(yè)務(wù)通道。eNBMMEE-RABRELEASECOMMANDE-RABRELEASERESPONSEMMEUES1APIDeNBUES1APID釋放E-RAB所需的參數(shù)列表NAS-PDU(可選)Uu口的數(shù)據(jù)無線承載和無線資源S1口的NAS-PDUIE資源成功釋放的SAE承載列表未成功釋放的SAE承載列表E-RABRELEASEINDICATIONContext管理：InitialContextSetup目的:在eNB中建立UE的初始上下文eNBMMEINITIALCONTEXTSETUPREQUESTINITIALCONTEXTSETUPRESPONSEUE安全能力密鑰切換限制列表UE無線能力…E-RAB配置信息給UE的NAS-PDUIE存儲UE上下文信息建立成功的SAE承載列表未建立成功的SAE承載列表INITIALCONTEXTSETUPFAILUREContext管理：UEContextReleaseRequest/UEContextReleaseeNB初始化:由于E-UTRAN的原因，請求MME釋放UE相關(guān)的S1邏輯信道MME初始化:由于多種原因，請求釋放UE相關(guān)的邏輯信道eNBMME

UECONTEXTRELEASECOMMANDUECONTEXTRELEASECOMPLETEUE和MME之間的傳輸切換成功切換取消釋放S1鏈接(UE)相同的S1鏈接檢測建立成功的SAE承載列表未建立成功的SAE承載列表UECONTEXTRELEASEREQUEST用戶無效及與UE的無線連接斷開Context管理：UEContextModification目的：部分修改已建立的UE上下文信息(如密鑰、用戶的ProfileID/頻率優(yōu)先級)eNBMME

UECONTEXTMODIFICATIONREQUESTUECONTEXTMODIFICATIONRESPONSE密鑰SPIDIEUEAMBRIECSFallbackIndicatorIEUECONTEXTMODIFICATIONFAILURE升級成功升級失敗切換信令：HandoverPreparation目標側(cè)通過EPC請求資源準備對某一特定的UE而言，同一時刻只允許執(zhí)行一個切換準備流程SourceeNBHANDOVERREQUIREDUE歷史信息MMEHANDOVERCOMMANDHANDOVERPREPARATIONFAILURE切換信令：HandoverResourceAllocation在目標eNB側(cè)保留UE切換相關(guān)資源

TargeteNBHANDOVERREQUESTHandoverRestrictionListIE:roamingareaoraccessrestrictionsMMEHANDOVERREQUESTACKHANDOVERFAILUREACK:ACKKNOWLEGENO:non-GBRE-RABRRCCONTAINER切換信令：HandoverNotification向MME反饋UE已經(jīng)到達目標小區(qū)并且S1切換已經(jīng)執(zhí)行成功targeteNBMMEHANDOVERNOTIFYACK:ACKKNOWLEGE切換信令：PathSwitchRequest請求下行鏈路GTP通道向新的GTP通道端點切換TargeteNBPATHSWITCHREQUESTMMEPATHSWITCHREQUESTACKPATHSWITCHREQUESTFAILURE切換信令：HandoverCancellation使能原eNB取消正在準備或已經(jīng)準備完成的切換SourceeNBHANDOVERCANCELMMEHANDOVERCANCELACKNOTE:如果