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
s1ap协议
S1AP协议1. 简介S1AP（EIA-301）是3GPP（第三代合作伙伴计划）定义的一种协议，用于在LTE（Long Term Evolution，长期演进）网络中的eNB（evolved NodeB，演进基站）之间传输信令消息。
S1AP协议扮演着关键的角色，用于控制和管理LTE网络中的用户数据传输、呼叫控制以及移动性管理。
2. S1AP协议的功能S1AP协议具有以下主要功能：a) 建立和释放UE（User Equipment，用户设备）的控制路径在LTE网络中，UE需要与eNB建立控制路径以进行信令和控制消息的传输。
S1AP协议定义了建立和释放UE控制路径的过程，确保正确稳定地传输控制信息。
b) 资源分配和管理S1AP协议负责分配和管理LTE网络中的资源，包括控制信道和传输信道资源。
它确保信道资源的合理分配，以满足不同UE的通信需求，并最大程度地提高网络的效率和容量。
c) 切换和重定向当UE在LTE网络中移动时，需要进行切换和重定向以保持连接的稳定性。
S1AP协议定义了切换和重定向的过程，确保UE在移动时能够无缝地切换到新的eNB，并保持通信的连续性。
d) 错误处理和恢复S1AP协议具备错误处理和恢复机制，能够识别和处理网络中的错误情况，并采取相应的措施进行恢复。
这有助于确保网络的稳定性和可靠性。
3. S1AP协议的消息结构S1AP协议的消息结构是基于ASN.1（Abstract Syntax Notation One，抽象语法表示法一）定义的。
每个S1AP消息都由特定的消息类型标识和消息体组成。
消息类型标识指示了消息的目的和内容，而消息体包含了与该类型消息相关的参数和值。
下面是S1AP协议中常见的一些消息类型：•E-RABSetupRequest：用于请求建立E-RAB（Evolved Radio Access Bearer，演进无线接入承载）。
•E-RABSetupResponse：用于回复E-RAB建立请求，并包含建立成功的E-RAB信息。
中国联通LTE数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求第一分册VoLTE终端技术要求v1.1..
中国联通LTE数字蜂窝移动通信⽹终端设备技术要求第⼀分册VoLTE终端技术要求v1.1..QB/CU 中国联通公司企业标准中国联通LTE数字蜂窝移动通信⽹终端设备技术要求第⼀分册：VoLTE终端技术要求Technical Specification for China Unicom LTE Digital Cellular Mobile Telecommunication Network Mobile Station Volume I: VoLTE Mobile StationV1.12016-xx-xx发布2016-xx-xx实施⽬次⽬次................................................................................. I 前⾔................................................................................ II 中国联通LTE数字蜂窝移动通信⽹终端设备技术要求第⼀分册VoLTE终端技术要求v1.1 (1)1 范围 (2)2 规范性引⽤⽂件 (2)3 缩略语 (3)4 概述 (4)4.1 VoLTE终端设备在接⼊系统逻辑结构中的位置 (4)5卡槽要求 (5)6 VoLTE终端基本配置要求 (5)7 VoLTE终端功能要求 (5)7.1 基本功能要求 (5)7.1.1 ⽆线功能要求 (5)7.1.2 IMS控制⾯要求 (7)7.1.3 IMS媒体⾯要求 (8)7.1.4 SRVCC (9)7.1.5 语⾳⽅案选择策略要求 (10)7.2 VoLTE业务要求 (10)7.2.1 语⾳业务要求 (10)7.2.2 视频业务要求 (11)7.2.3 短消息要求 (11)7.2.4 补充业务要求 (12)7.2.5 并发业务能⼒要求 (13)7.2.6 互通要求 (13)7.2.7 IMS紧急呼叫要求 (13)7.2.8 ⼈机界⾯要求 (13)7.2.9 APN参数设置要求 (14)附录A（资料性附录）修订记录 (14)前⾔本标准的制定是为保证中国联通公司VoLTE终端能满⾜中国联通VoLTE⽹络需求，并为终端设备的开发⽣产提供依据。
LTE简介
UE的IP地址分配 QoS保证 计费 IP数据包过滤
所有IP数据包均通 过S-GW UE在小区间切换 时，作为移动性控 制锚点 下行数据缓存 LTE与其他3GPP 技术互联时作为移 动性锚点
无线接口协议
无线接口协议根据用途分为用户面(User plane) 协议栈和控制面(Control plane)协议栈。
传统FDM频谱
OFDM频谱
多载波技术
LTE下行链路采用正交频分多址(OFDMA)技术。 LTE上行链路采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术，避免 OFDM调制中因高PARA(峰均比)带来的对功放的线性化要求。
OFDM与SC-FDMA的频谱结构
OFDM系统框图
OFDM调制
h( , t )
PDCP
PDCP
GTP-U
RLC
RLC UDP/IP
MAC
L1 UE
LTE-Uu
MAC
L1
L2
L1
S1-U
L2
L1
L2
L1
S5/S8
L2
L1 PDN GW
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱeNodeB
Serving GW
用户面协议栈
E-UTRAN控制面
NAS Relay RRC PDCP RLC
NAS NAS S1-AP RRC PDCP RLC S1-AP SCTP IP SCTP IP
控制面协议
用户面协议
LTE网络结构
LTE采用 “扁平”的无线访问网络结构，取消RNC节点， 简化网络设计。实现了全IP路由，各个网络节点之间与 Internet没有什么太大的区别，网络结构趋近于IP宽带网 络结构。
EPS概述
LTE致力于无线接入网的演进（ E-UTRAN ）。 系统架构演进（SAE）则致力于分组网络的演进（演进型 分组核心网EPC）。 LTE和SAE共同组成演进型分组系统（EPS）。
4G-LTE通信技术简介
中国联通2014年投资规模规模约800亿，中国联通市场营销部总经理熊昱对笔 者称，其中无线网络投资预计200亿元，但3G与4G具体投资比例还要看具体 情况决定。业内预计，联通4G网络投资今年为50-100亿元。与之相比，中国 移动与中国电信4G投资更为明确，前者今年预计超过500亿元，后者约417亿 元。 中国联通目前全国开通4G网络城市25个，5月17日电信日将开通56个重点城 市，年内将实现300个以上城市4G网络覆盖。中国移动目前开通4G商用城市 20余个，计划上半年达100个，年底前达340个。中国电信因其CDMA EVDO rev.A制式向下演进有限，从2012年底新建的大部分基站上就要求应标厂商必 须支持向LTE FDD的平滑演进，目前国内开通4G商用城市30多个。“最重要 的还是要看FDD的发牌时间”，一位中国电信内部相关员工强调称。 中国联通预计年内4G基站超过5万个，中国移动为50-55万个，中国电信预计 约为20万个。
智能天线技术
智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。智能天线具有抑制信号干扰 、自动跟踪及数字波束调节等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。
基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝 互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有 的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心 网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。IP与多种无线接入协议相兼容,因 此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式 和协议。
LTE定位
• 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是 宽带无线接入标准
定位：
LTE系统及关键技术
LTE系统及关键技术随着移动通信技术的发展,全球微波互联接入技术（World interoperability Microwave Access，WiMAX）也得到了迅速的发展。
在2004 年,第三代合作伙伴计划(3Rd Generation Partnership Project , 3GPP ）组织提出了通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS）的长期演进技术（Long Term Evolution,LTE）。
3GPP组织提出LTE 技术的目的是为了与WiMAX技术进行竞争，同时改善通信系统的性能。
LTE 系统的基本结构与性能要求LTE 系统的基本结构3GPP 组织启动LTE技术的直接原因好像是为了与WiMAX 技术竞争，但是其主要原因是移动通信技术与宽带无线接入技术（Broadband Wireless Access,BWA）之间的相互融合。
宽带无线接入技术是对传统的宽带有线接入技术进行的改进，它的发展过程是:从固定的无线局域网（IEEE 802.11x）发展到固定的无线城域网（IEEE 802。
16d),然后再向无线广域网（IEEE 802。
11e）发展。
宽带无线接入技术具有较高的无线接入数据速率，并且它的发展方向是从固定技术发展到游牧技术，最终发展到可以实现广域网络的移动性。
这个发展过程主要体现了宽带无线接入技术移动化的趋势。
然而无线移动通信技术则与之不同，因为移动通信技术的主要优势在于移动性和漫游性，并且随着移动通信技术的继续发展，它的主要发展方向是高速化和宽带化。
所以3GPP组织和3GPP2组织分别提出了向高速分组接入技术（High Speed Packet Access,HSPA）和高速分组数据技术（High Rate Packet Data，HRPD)演进,即在能够保持蜂窝移动通信能力的同时，进一步提高移动通信网络的接入能力，提高数据的传输速率。
LTE-M系统总体架构及系统功能规范
5 业务与功能 ........................................................................ 4
6 系统总体架构 ...................................................................... 4
CZJS/T 0062—2016
目次
前言 ............................................................................... III
1 范围 .............................................................................. 1
2 规范性引用文件 .................................................................... 1
3 术语、定义和缩略语 ................................................................ 1
7 接口要求 .......................................................................... 9
7.1 LTE-M 系统内部接口 ............................................................. 9 7.2 LTE-M 系统外部接口 ............................................................ 10
LTE业务和基本流程
RRC_CONNECTED
行为
PLMN选择 NAS配置的DRX过程 系统信息广播和寻呼 邻小区测量 小区重选的移动性 UE获取1个TA区内的唯一标识 eNodeB内无终端上下文 网络侧有UE的上下文信息 网络侧知道UE所处小区 网络和终端可以传输数据 网络控制终端的移动性 邻小区测量 存在RRC连接:
网元间控制面整体协议栈
基本概念
协议栈结构
NAS
RRC PDCP RLC MAC L1
UE
LTE-Uu
Relay
RRC PDCP
S1-AP SCTP
RLC
IP
MAC
L2
L1
L1
eNodeB
S1-MME
NAS
S1-AP SCTP
IP L2 L1
MME
控制面协议栈
没有RNC，空中接口的控制平面（RRC）功能由eNB进行管理和控制
UE可以从网络侧收发数据 监听共享信道上指示控制授权的控制信令 UE可以上报信道质量给网络侧 UE可以根据网络配置进行DRX
RRC信令消息简化
Radio Bearer Setup （无线承载建立）
Radio Bearer Release （无线承载释放）
Radio Bearer Reconfiguration （无线承载重配置）
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器接
中国移动统一DPI设备技术规范-LTE信令采集解析服务器接中国移动通信企业标准QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳中国移动统一D P I设备技术规范-L T E信令采集解析服务器接口规范Te c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n o f D e e p P a c k e tI n s p e c t i o n E q u i p m e n t f o r C M C C(L T E S i g n a l l i n g C o l l e c t i o n S e r v e r I n t e r f a c eP a r t)版本号：2.0.9╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施中国移动通信集团公司发布目录1范围 (4)2规范性引用文件 (4)3术语、定义和缩略语 (6)4接口在网络中的位置 (10)5LTE接口XDR数据构成方式 (11)5.1.XDR编号与上报要求126Uu接口XDR数据结构 (13)6.1.公共信息136.2.Uu接口信息166.3.Uu接口Keyword 1字段定义226.4.Uu接口事件流程开始/结束标识247X2接口XDR数据结构 (24)7.1.公共信息247.2.X2接口信息247.3.X2接口事件流程开始/结束标识328UE_MR XDR数据结构 (32)8.1.公共信息328.2.UE_MR信息329Cell_MR XDR数据结构 (37)9.1.公共信息379.2.Cell_MR信息3710S1-MME接口XDR数据结构 (39)10.1.公共信息3910.2.S1-MME接口信息3910.3.S1-MME接口Keyword 1字段定义5510.4.S1-MME接口Keyword 2字段定义5610.5.S1-MME接口事件流程开始/结束标识5711S1-U接口XDR数据结构 (57)12S6a 接口XDR数据结构 (57)12.1.公共信息5712.2.S6a接口信息5713S10、S11接口XDR数据结构 (62)13.1.公共信息6213.2.S10、S11接口信息6214S5/S8-C接口XDR数据结构 (72)14.1.公共信息7214.2.S5/S8-C接口信息7215SGs接口XDR数据结构 (79)15.1.公共信息7915.2.SGs接口信息7916Gn-C接口XDR数据结构 (85)16.1.公共信息8516.2.Gn-C接口信息8517基于XDR的原始码流上报 (90)17.1.原始码流上报功能9017.2.基于XDR上报原始码流的格式9017.3.按帧封装的原始码流要求9117.3.1.通用包头格式9217.3.2.专用包头格式9417.3.3.原始数据9418接口协议 (94)18.1.SDTP协议概述9418.2.消息类型9718.3.消息结构9918.4.连接管理流程10018.5.连接管理消息10218.5.1.版本协商verNego10318.5.1.1.请求10318.5.1.2.应答10318.5.2.链路认证linkAuth10418.5.2.1.请求10418.5.2.2.应答10618.5.3.链路检测linkCheck10718.5.3.1.请求10718.5.3.2.应答10718.5.4.链路数据发送校验linkDataCheck10818.5.4.1.请求10818.5.4.2.应答10918.5.5.链路释放linkRel11118.5.5.1.请求11118.5.5.2.应答11118.6.数据传输消息11218.6.1.XDR数据传输notifyXDRData11218.6.1.1.请求11218.6.1.2.应答11218.6.2.XDR对应原始码流传输XDRRawDataSend (113)18.6.2.1.请求11318.6.2.2.应答11319编制历史 (114)附录A：Uu/X2接口XDR事件流程和关键信令点116附录B：S1-MME接口XDR事件流程和关键信令点116前言本规范对中国移动网内使用的深度包检测（DPI）设备的功能和性能提出要求，是部署统一DPI设备需要遵从的技术文件。
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在一对MME和eNB之间，只建立一个SCTP关联。
eNB应发起建立SCTP关联。由IANA指定的用于S1AP的SCTP目的端口号是36412.
在一对MME和eNB之间建立的SCTP关联中，应满足下列条件：
应预留一对流标识，单独用于非UE相关信令使用的S1AP基本过程；
1
2
YDBXXXX-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部分：数据传输
本部分是第3部分，与3GPP TS36.412V9.1.0的技术内容一致。
YDBXXXX-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：
─第7部分：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）YDBXXXX-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
SCTP拥塞控制，根据具体实现机制，可以触发高层协议来降低信令源的信令流量，并对消息进行优先级标记。
参考文献
[1]3GPP TS36.410－E-UTRAN S1接口概述和原理
[2]3GPP TS 36.411－E-UTRAN S1接口层一
[3]3GPP TS 36.413－E-UTRAN S1接口应用协议
25
任何适用于数据链路层的协议都不应被排斥，如PPP、以太网等等。
26
eNB和MME应支持IPv6或IPv4，或同时支持。
S1-MME的IP层在传输S1-AP消息时只支持点对点传输。
eNB和MME应支持差分服务点码标记。
27
应支持SCTP作为S1-MME信令承载的传输层。IANA分配的用于应用层协议S1AP的有效负载协议标识是18。
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
a）YDBXXXX-XXXX《LTE数字蜂窝移动通信网无线接入部分总体技术要求》
b）YDBXXXX-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）YDBXXXX-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
e）YDBXXXX-XXXX《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求》
适用于本部分。
S1：eNB与EPC之间的接口，提供E-UTRAN和EPC之间的互联。这个接口也可被视为参考点。
S1-MME：E-UTRAN和MME之间的控制面协议参考点。
缩略语
下列缩略语适用于本部分。
eNB
E-UTRAN Node B
E-UTRAN基站
EPC
Evolved Packet Core
YDBXXXX-XXXX《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第1部分：概述》
YDBXXXX-XXXX《LTE数字蜂窝移动通信网S1接口技术要求第2部分：层1》
YDBXXXX-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》
YDBXXXX-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》
演进的分组核心网
DiffServ
Differentiated Service
差分服务
IP
Internet Protocol
互联网协议
MME
Mobility Management Entity
移动性管理实体
PPP
Point to Point Protocol
点对点协议
SCTP
Stream Control Transmission Protocol
─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，向中国通信标准化协会反映。
流控制传输协议
24
功能和协议栈
S1信令承载提供下列功能：
为S1-MME接口上的S1-AP消息提供可靠的传输；
提供网络和路由功能；
在信令网络中提供冗余功能；
支持流控制和拥塞控制。
S1信令承载的协议栈见图1所示，每个协议层的细节在以下章节描述。
图1 S1-MME信令承载协议栈
传输网络层基于IP传输，包括IP之上的SCTP。
[4]3GPP TS 36.414－E-UTRAN S1接口数据传输
本部分主要起草人：
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
21
本部分适用于LTE数字蜂窝移动通信网。
本部分规定了LTE数字蜂窝移动通信网S1接口信令传输的标准。
22
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。
至少预留一对流标识，单独用于UE相关信令所使用的S1AP基本过程。但是宜预留多于一对的少量几对的流标识。
一个UE相关信令应使用一个SCTP流，并且在UE相关信令的通信期间不应改变SCTP流。
传输网络冗余可通过两个终端节点之间的SCTP多宿主机制实现，为其中的一个或为这两个都分配多个IP地址。SCTP终端节点应支持一个多宿主的远端SCTP端点。SCTP端点冗余，可在已经建立了SCTP关联后的任何时刻，由MME或eNB发送一个INIT发起。