S1接口的控制面用以实现eNodeB和MME之间的信令传递,S1接口的用户面用以实现eNodeB和SGW之间的用户数据传输。在NB-IoT技术中,S1接口引入了如下内容:RAT类型上报、UE无线能力指示、控制面优化方案支持和用户优化方案支持等。
RAT类型上报:请求NB-IoT流程的UE,可能从NB-IoT RAT接入,也可能从E-UTRAN接入,为了让核心网能区分当前UE从哪个RAT接入。在S1接口上,eNodeB向MME上报当前UE所接入的RAT类型时,通过TAC来指示TAT类型,不同的RAT所分配的TAC应不一样。
UE无线能力指示:在某些优化场景下,基站需要第一时间知道UE的无线能力信息。在S1接口上,控制面优化方案下,MME可以使用连接指示消息、或下行NAS传输消息向eNodeB发送UE的无线能力。而对于用户面优化方案,MME通过用户初始文本建立请求消息向eNodeB发送UE的无线能力,或者通过下行NAS传输消息向eNodeB发送UE的无线能力。
控制面优化方案支持:如果UE初始附着时,MME没有为UE建立PDN连接,则在S1接口上不会携带无线承载信息,eNodeB也不会为UE建立无线数据正在DRB。当eNodeB建立无线承载时,需要知道该承载是否是非IP类型,从而判断是否需要执行头压缩。因此在用户初始文本建立请求、E-RAN建立请求和S1/X2切换过程中的切换请求消息中增加了承载类型,只是该承载为IP或者非IP类型。在S1接口上,使用初始UE消息或上行NAS传输消息来投递上行小数据包,使用下行NAS传输消息来投递下行小数据包。在S1接口上还引入了链接建立指示消息,在UE有多个上行数据包发送的场景下,通过该消息实现将MME为UE分配的S1-AP接口IP发送给基站,基站可利用上行NAS传输消息来实现后续上行数据的发送。
用户面优化方案支持:在S1接口上,MME通过用户初始文本建立请求消息、S1切换过程中的切换请求消息、X2切换过程中的路径切换请求确认消息,向eNobeB指示UE是否支持用户面优化方案。另外,在S1接口上,引入新了的UE上下文挂起流程和UE上下文恢复流程。eNobeB将UE状态设为RRC空闲态后,eNobeB发起UE上下文挂起流程请求MME在EPC挂起UE上下文以及相应承载上下文。成功完成UE上下文流程后,UE相关的信令链接呗设置为挂起。eNobeB和MME保存恢复UE信令链接必须的所有数据相关上下文,无需再交换信息。后续UE请求RRC链接恢复时,eNobeB向MME发起UE上下文恢复流程,只是UE已经回复了RRC连接,请求MME在EPC回复UE上下文和相关承载上下文。若UE上下文在核心网侧无法恢复,则MME向eNobeB发送用户文本回复失败信息,eNobeB释放RRC连接以清除本地资源。