1、 通信标准类技术报告YDB XXXXXXXXLTE 数字蜂窝移动通信网S1 接口技术要求第 1 部分：概述LTE digital cellular mobile telecommunication network S1 Interface Technical Requirement Part 1 : General aspects中国通信标准化协会 200X XX XX 印发YD/T 18492009I目 次目 次I前 言.II1 范围42 规范性引用文件43 术语、定义和缩略语43.1 术语和定义 43.2 缩略语 44 概述54.1 E-UTRAN 架构 .54.2 S1 接口一般原则 5
2、4.3 S1 接口规范目标 64.4 S1 接口能力 64.5 S1 接口特性 65 S1 接口协议功能和功能划分 .65.1 综述 65.2 S1 UE 上下文管理功能 .65.3 E-RAB 管理功能 65.4 S1 链路管理功能 65.5 LTE_Active 状态 UE 的移动性功能 65.6 寻呼功能 75.7 漫游和区域限制支持功能 75.8 S1 接口管理功能 75.9 协调功能 75.10 安全性功能 .75.11 业务和网络接入功能 .75.12 RAN 信息管理功能 .86 S1 接口协议框架 .86.1 综述 86.2 S1-MME .86.3 S1-U 87 其它 S1
3、 接口规范 .107.1 E-UTRAN S1 接口：层 1（3GPP TS 36.411） .107.2 E-UTRAN S1 接口：信令传输（3GPP TS 36.412） 107.3 E-UTRAN S1 接口：S1AP 规范（3GPP TS 36.413) 107.4 E-UTRAN S1 接口：数据传输和传输信令（3GPP TS 36.414) .10参考文献.10YD/T 18492009II前 言YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求分为5个部分： 第 1 部分：概述 第 2 部分：层 1 第 3 部分：信令传输 第 4 部分：应用协议 第 5 部
4、分：数据传输本部分是第 1 部分，与 3GPP TS 36.410 V9.1.0 的技术内容一致。YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求是LTE数字蜂窝移动通信网系列技术报告之一，该系列技术报告的结构和名称预计如下：a） YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 无线接入部分总体技术要求b） YDB XXXX-XXXX TD-LTE数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求 第 1 部分：物理层概述 第 2 部分：物理信道和调制 第 3 部分：物理层复用和信道编码 第 4 部分：物理层过程 第 5 部分：物理层测量 第 6 部分：MAC 协议 第 7 部分
5、：RLC 协议 第 8 部分：PDCP 协议 第 9 部分：RRC 协议 第 10 部分：UE 处于空闲模式下的过程 第 11 部分：UE 无线接入能力c） YDB XXXX-XXXX LTE FDD数字蜂窝移动通信网 Uu接口技术要求 第 1 部分：物理层概述 第 2 部分：物理信道和调制 第 3 部分：物理层复用和信道编码 第 4 部分：物理层过程 第 5 部分：物理层测量 第 6 部分：MAC 协议 第 7 部分：RLC 协议 第 8 部分：PDCP 协议 第 9 部分：RRC 协议d） YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 X2接口技术要求 第 1 部分：概述 第 2
6、部分：层 1 第 3 部分：信令传输 第 4 部分：应用协议 第 5 部分：数据传输YD/T 18492009IIIe） YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第 1 部分：概述 第 2 部分：层 1 第 3 部分：信令传输 第 4 部分：应用协议 第 5 部分：数据传输本部分的附录A、附录B均为规范性/资料性附录。为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部的统一安排下，对于技术尚在发展中，又需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标准类技术报告” ，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通
7、信标准化协会反映。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：工业和信息化部电信研究院、中国移动通信集团、大唐电信科技产业集团、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、南京爱立信熊猫通信有限公司、诺基亚西门子通信（上海）有限公司、新邮通信设备有限公司、上海贝尔股份有限公司、鼎桥通信技术有限公司、中国普天信息产业股份有限公司、诺基亚通信有限公司、北京天碁科技有限责任公司、重庆重邮信科股份有限公司、北京展讯高科通信技术有限公司本部分主要起草人：YD/T 184920094LTE 数字蜂窝移动通信网 S1 接口技术要求 第 1 部分：概述1 范围本部分适用于 LTE 数字蜂窝移动通信网。L
8、TE 数字蜂窝移动通信网的 S1 接口用于 EUTRAN 的 eNB 与 EPS 的 CN 之间互联互通，本部分对 S1 接口作以下介绍。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第2部分：层1YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第3部分：信令传输YDB XXXX
9、-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第4部分：应用协议YDB XXXX-XXXX LTE数字蜂窝移动通信网 S1接口技术要求 第5部分：数据传输3 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.2 缩略语下列缩略语适用于本部分。CMAS Commercial Mobile Alert Service 商用移动警报系统E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer E-UTRAN 无线接入承载eNB E-UTRAN Node B E-UTRAN 节点 BEPC Evolved Packet Core 演进的分组核心网ETWS Eart
10、hquake and Tsunami Warning System 地震和海啸预警系统GTP-U GPRS Tunnelling Protocol GPRS 隧道协议IP Internet Protocol 互联网协议LTE Long Term Evolution 长期演进MME Mobility Management Entity 移动性管理实体O&M Operation and Maintenance 操作维护PWS Public Warning System 公共预警系统QoS Quality of Service 服务质量RAT Radio Access Technology 无线接入
11、技术RIM RAN Information Management RAN 信息管理RNL Radio Network Layer 无线网络层S1-U S1 User Plane Interface S1 用户面接口S1-MME S1 Control Plane Interface S1 控制面接口YD/T 184920095S-GW Serving Gateway 服务网关S1AP S1 Application Protocol S1 应用协议SAP Service Access Point 业务接入点SCTP Stream Control Transmission Protocol 流控制传
12、输协议4 概述4.1 E-UTRAN 架构E-UTRAN 架构分为无线网络层（ RNL）和传输网络层（ TNL）两部分。E-UTRAN 构架，如 E-UTRAN 逻辑节点及它们之间的接口，定义为无线网络层的一部分。E-UTRAN 架构包括一组通过 S1 接口连接到 EPC 的 eNB。整个 LTE 架构和 E-UTRAN 架构的详细描述见 LTE 数字蜂窝移动通信网 无线接入部分总体技术要求 中所述。本节只阐述 S1 接口的架构，不对核心网或无线接入网的架构进行限制。S1 接口在 EPC 与 E-UTRAN 的边界实现。图 1 描述了 S1 接口的逻辑划分。从 S1 看来，E-UTRAN 接入
13、点是一个 eNB， EPC 接入点可以是控制面 MME 逻辑节点也可以是用户面 S-GW 逻辑节点。于是，根据 EPC 接入节点，S1 接口定义为两种类型：面向 MME 的 S1-MME 接口和面向 S-GW的 S1-U 接口。 EPC EUTRAN eNodeB “S1-U” “S1-ME” S-GTW ME eNodeB S-GTW ME 图 1 S1 接口架构于是 E-UTRAN 到 EPC 可能具有多个 S1 接入点。作为最低要求，每个 S1 接入点（在 E-UTRAN或 EPC）将独立满足相关的 S1 规范的要求。S1 是一个逻辑接口。从任何一个 eNB 到 EPC 都可能有多个 S
14、1-MME 逻辑接口。对 S1-MME 接口的选择由 NAS 节点选择功能决定，如第五章所描述。从任何一个 eNB 到 EPC 都可能有多个 S1-U 逻辑接口。对 S1-U 接口的选择在 EPC 中完成，并且通过 MME 信令通知 eNB。4.2 S1 接口一般原则S1接口一般原则如下： S1 接口是开放的； S1 接口应支持在 eNB 和 EPC 间交互信令信息；YD/T 184920096 从逻辑角度来看，S1 接口是 E-UTRAN 的 eNB 和 EPC 的 MME 间的点到点接口。一个点到点的逻辑接口在 eNB 和 MME 间没有直接的物理连接的情况下也是可以存在的。4.3 S1
15、接口规范目标S1接口规范的目标： 不同厂商间的 eNB 和 MME 间能互联互通； 将 S1 接口的无线网络功能和传输网络功能分离开来以利于未来技术的引入。4.4 S1 接口能力S1接口支持： 建立、维护和释放 E-UTRAN 无线接入承载的过程； 进行 LTE 内和系统间切换的过程； 在协议层面分离 UE 实现用户特定的信令管理； 在 UE 和 EPC 间传递 NAS 信令； 通过传递 EPC 给 E-UTRAN 的请求和 E-UTRANN 给 EPC 的位置信息实现位置业务； 为分组数据流预留资源的机制。4.5 S1 接口特性4.5.1 SCTP 的使用在eNB和MME间使用SCTP以支持
16、S1AP信令的交互。5 S1 接口协议功能和功能划分5.1 综述下面章节描述S1-MME和S1-U为实现S1接口能力需支持的功能。5.2 S1 UE 上下文管理功能为了支持处于 LTE_ACTIVE 状态的 UE，需要对 UE 上下文进行管理，如通过在 eNodeB 和 EPC中建立和释放上下文来支持 S1 接口上用户各自的信令。这包括安全上下文的管理。S1 UE 上下文管理功能支持在 eNB 中建立所有需要的初始 UE 上下文，包括 E-RAB 上下文、安全性上下文、漫游限制、UE S1 信令连接 ID 等等，以实现空闲到激活状态的快速转换。所有初始 UE 上下文的建立由 MME 触发。S1
17、 UE 上下文管理功能还支持释放先前已在 eNB 中建立的上下文，来实现激活到空闲状态的转换。对上下文的释放可以由 MME 直接触发，也可以在接收到 eNB 的一个请求之后触发。5.3 E-RAB 管理功能E-RAB 服务管理功能是在 eNB 中 UE 上下文可用后，负责对用户数据传输建立、修改及释放相关的 E-UTRAN 资源。 E-UTRAN 资源的建立和修改由 MME 触发并且需要提供给 eNB 的相关 QoS 信息。E-UTRAN 资源的释放可由 MME 直接触发，也可以在接收到一个 eNB 的请求之后触发（可选的）。5.4 S1 链路管理功能5.4.1 GTP-U 隧道管理功能此功能
18、用于在接收到一个 E-RAB 业务请求后，建立和释放 EPC 和 E-UTRAN 之间的 GTP-U 隧道。这涉及到向每个方向分配一个隧道标识符。5.4.2 S1 信令链路管理功能S1信令链路管理功能向E-UTRAN和EPC之间的无线网络信令提供了可靠的传输。5.5 LTE_Active 状态 UE 的移动性功能5.5.1 Intra-LTE 切换Intra-LTE 切换功能支持处于 LTE_ACTIVE 状态的 UE 的移动性，并且这种切换经由 X2 和 S1 接口，并由切换准备、执行和完成三部分组成。5.5.2 Inter-3GPP RAT 切换YD/T 184920097Inter-3G
19、PP RAT 切换功能，支持处于 LTE_ACTIVE 状态的 UE 进出其它 3GPP-RAT，这种切换经由 S1 接口，并由切换准备、执行和完成组成。5.5.3 移动到 CDMA2000 系统到 non-3GPP 无线系统的移动性功能，支持处于 LTE_ACTIVE 状态的 UE 进出其它 non-3GPP 无线技术的移动性，即进出 CDMA2000 系统的移动性。它由 UE 在 CDMA2000 HRPD 网络中预注册的信令，和从 E-UTRAN 切换到 CDMA2000 HRPD/1xRTT 的切换准备信令组成。5.6 寻呼功能寻呼功能支持向一些 eNodeB 发送寻呼请求，这些 eN
20、odeB 中具有一或多个小区关联于 UE 注册所在的 TA。5.7 漫游和区域限制支持功能基于网络对UE TA的限制，S1接口支持将限制信息从EPC传至eNB。5.8 S1 接口管理功能eNB 使用错误指示功能，向 MME 指示逻辑错误的发生；MME 使用错误指示功能，向 eNB 指示逻辑错误的发生。复位功能用于在节点建立以及发生错误事件之后，对对等实体进行初始化。这个过程 eNB 和MME 都可以使用。S1 建立（分别对 eNB 和 MME 配置进行更新）功能允许交互 eNB 和 MME 所需要的应用层数据，以在 S1 接口上能够正确地进行互操作。5.9 协调功能5.9.1 网络共享功能S1
21、接口支持传递UE的服务PLMNN和等价PLMN信息。5.9.2 NAS 节点选择功能LTE/EPS 架构支持 eNB 与多个 MME/S-GW 之间的互相连接。因此 NAS 节点选择功能位于 eNB中，决定与 UE 相关联的 MME。这个功能位于 eNB 中，决定并建立一个在指定 UE 和 MME 节点之间的关联，该 MME 节点是从eNB 所属的、组成 MME 池区域的那些 MME 中选出的。因此这个功能实现了通过 S1-MME 接口进行合理的路由。在 S1 接口上，针对 NAS 节点选择功能没有特定的过程。5.10 安全性功能5.10.1 数据保密5.10.1.1 无线接口加密功能无线接口
22、应在 EPC 的请求下加密。信令和用户数据都可加密。加密应在 E-UTRAN 内部执行。5.10.1.2 加密密钥管理功能加密密钥应由 EPC 提供。5.10.2 数据完整性5.10.2.1 完整性检查完整性检查的目的是确保在相同的单元之间持续的信令都是通过认证的。完整性检查在 E-UTRAN 的内部完成。5.10.2.2 完整性密钥管理完整性密钥由 EPC 提供。5.11 业务和网络接入功能5.11.1 核心网信令数据传输功能NAS EPC 信令应在 EPC 和 UE 之间透明传输。在 S1 接口上，应使用与传输 E-UTRAN 和 EPC 之间的信令相同的 S1 接口信道。YD/T 184
23、9200985.11.2 UE 跟踪UE 跟踪功能允许对于 UE 的多种相关事件及其活动进行跟踪。这是一个 O&M 功能。5.11.3 位置报告功能定位功能完成对 UE 地理位置的确定。位置报告功能允许 MME 要求 eNB 针对给定的 UE，直接报告其当前所在服务小区，或者在改变服务小区的时候进行报告。5.11.4 LPPa 信令传递功能在 E-SMLC 和 eNB 间透明地传递 LPPa 信令数据。5.11.5 告警消息发送该功能提供开始或停止告警通知消息发送的能力，告警如地震、海啸等，该消息属于两个独立的告警业务（ETWS 和 CMAS）之一。在 ETWS 中，该消息可以是主通知消息，也
24、可以是辅通知消息，其中主通知消息有严格发送延迟要求。5.12 RAN 信息管理功能RAN 信息管理功能（RIM）是一个通用的机制，使用该机制可以在两个 RAN 节点之间，通过核心网传递信息（例如传递 GERAN/UTRAN 系统信息）。6 S1 接口协议框架6.1 综述通过S1接口的无线网络信令由S1应用部分（S1AP）组成。S1AP协议由处理EPC和E-UTRAN之间所有过程的机制组成。S1接口还具有在EPC和UE之间透明传输消息的能力，E-UTRAN不解释和处理这样的消息。在S1接口上使用的S1AP协议，用于如下示例功能： 实现一系列来自于 EPC 的通用 E-UTRAN 过程，例如由通知
25、 SAP 定义的寻呼通知。 在协议层面上区分各个 UE，实现由专用 SAP 定义的与每个 UE 相关的移动特定信令的管理。 透明传输由专用 SAP 定义的 NAS 信令。 通过专用 SAP 请求多种类型的 E-RAB。 执行移动性功能。E-RAB由接入层提供。6.2 S1-MME图2所示为S1-MME的协议结构。 SCTP IP 数 据 链 路 层 S1-AP 物 理 层 无 线 网 络 层 传 输 网 络 层 控 制 面 图 2 S1-MME 的接口协议结构YD/T 184920099其中，传输网络层基于IP传输，由IP以及其上的SCTP组成。6.3 S1-U图3所示为S1-U的协议结构。
26、无 线 网 络 层 UDP IP 数 据 链 路 层 物 理 层 传 输 网 络 层 GTP-U 用 户 面 图 3 S1-U 的接口协议结构YD/T 18492009107 其它 S1 接口规范7.1 E-UTRAN S1 接口：层 1（3GPP TS 36.411）该规范描述了可能用于支持S1接口的物理层技术。7.2 E-UTRAN S1 接口：信令传输（3GPP TS 36.412）该规范描述了用于S1-MME S1AP中的信令承载。7.3 E-UTRAN S1 接口：S1AP 规范（3GPP TS 36.413)该规范描述了用于S1接口的无线网络控制面信令。7.4 E-UTRAN S1 接口：数据传输和传输信令（3GPP TS 36.414)该规范描述了用于S1-U接口用户面的传输承载。参考文献1 3GPP TS 36.411E-UTRAN S1 接口层一2 3GPP TS 36.412E-UTRAN S1 接口信令传输3 3GPP TS 36.413E-UTRAN S1 接口应用协议4 3GPP TS 36.414E-UTRAN S1 接口数据传输
