與2G/3G系統(tǒng)相比,S1接口和X2接口是兩個新增的接口。S1接口是eNB和MME之間的接口,包括控制面和用戶面。X2接口是eNB間相互通信的接口,也包括控制面和用戶面兩部分。
S1接口
S1接口是MME/S-GW網(wǎng)關與eNB之間的接口,S1接口與3G UMTS系統(tǒng)Iu接口的不同之處在于,Iu接口連接包括3G核心網(wǎng)的PS域和CS域,S1接口只支持PS域。
1. S1接口控制面
S1控制平面接口位于E-NodeB和MME之間,傳輸網(wǎng)絡層是利用IP傳輸,這點類似于用戶平面;為了可靠的傳輸信令消息,在IP曾之上添加了SCTP;應用層的信令協(xié)議為S1-AP。S1接口控制面協(xié)議棧如下圖所示:
控制面功能:
1) SAE承載服務管理功能(包括SAE承載建立、修改和釋放);
2) S1 接口UE上下文釋放功能;
3) LTE_ACTIVE狀態(tài)下UE的移動性管理功能(包括Intra-LTE切換和Inter-3GPP-RAT切換);
4) S1接口的尋呼;
5) NAS信令傳輸功能;
6) S1接口管理功能(包括復位、錯誤指示以及過載指示等);
7) 網(wǎng)絡共享功能;
8) 漫游于區(qū)域限制支持功能;
9) NAS節(jié)點選擇功能;
10)初始上下文建立過程;
11) S1接口的無線網(wǎng)絡層不提供流量控制和擁塞控制功能。
2.S1接口用戶面
用戶平面接口位于E-NodeB和S-GW之間,S1接口用戶平面(S1-UP)的協(xié)議棧如下圖所示。S1-UP的傳輸網(wǎng)絡層基于IP傳輸,UDP/IP之上的GTP-U用來傳輸S-GW與eNB之間的用戶平面PDU。
GTP-U協(xié)議具備以下特點:
1) GTP-U協(xié)議既可以基于IPv4/UDP傳輸,也可以基于IPv6/UDP傳輸;
2) 隧道端點之間的數(shù)據(jù)通過IP地址和UDP端口號進行路由;
3) UDP頭與使用的IP版本無關,兩者獨立。
S1用戶面無線網(wǎng)絡層協(xié)議功能:
1) 在S1接口目標節(jié)點中指示數(shù)據(jù)分組所屬的SAE接入承載;
2) 移動性過程中盡量減少數(shù)據(jù)的丟失;
3) 錯誤處理機制;
4) MBMS支持功能;
5) 分組丟失檢測機制;
X2接口
X2接口是eNB與eNB之間的接口。X2接口的定義采用了與S1接口一致的原則,體現(xiàn)在X2接口的用戶平面協(xié)議結構與控制平面協(xié)議結構均與S1接口類似。
X2口用戶面:
X2接口用戶平面提供eNB之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸功能。X2-UP的協(xié)議棧結構如下圖所示,X2-UP的傳輸網(wǎng)絡層基于IP傳輸,UDP/IP協(xié)議之上采用GTP-U來傳輸eNB之間的用戶面PDU。
X2口用戶面協(xié)議棧
X2口控制面:
X2接口控制平面協(xié)議棧如下圖所示,LTE系統(tǒng)X2接口的定義采用了與S1接口一致的原則,其傳輸網(wǎng)絡層控制平面IP層的上面也采用了SCTP,為信令提供可靠的傳輸。應用層信令協(xié)議表示為X2-AP。
X2口控制面協(xié)議棧
X2接口的主要功能有:
移動性管理,包括切換資源的分配、SN Status的遷移、UE上下文的釋放。
負荷管理,用于eNB之間互相傳遞負荷信息、資源狀態(tài)。
錯誤指示,用于指示eNB之間在交互過程出現(xiàn)的一些未定義的錯誤信息。
復位,用于對eNB之間的X2接口進行復位。
X2接口建立,用于eNB之間互相交換小區(qū)信息。
eNB配置更改,為了eNB之間正確交互信息,需要將發(fā)生更改的配置信息發(fā)送給對方,以達到信息的統(tǒng)一。
eNB之間通過X2 Setup過程,來實現(xiàn)eNodeB間的小區(qū)信息交互,建立鄰接小區(qū)關系。在X2間交互的信息主要有兩大類:與負荷和干擾相關的信息,與切換相關的信息
與負荷和干擾相關的信息
此類信息主要用于小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)中,如用于上行ICIC的HII (高干擾指示) 以及 OI(負載指示),用于下行ICIC的RNTP(相對窄帶發(fā)射功率)。
與切換相關的信息
基于X2口切換的目的是達到快速的切換,所以X2口的切換為無縫切換或無損切換。與S1口切換相比,協(xié)議上優(yōu)先支持X2口切換。