伴随着移动互联网的快速发展，高速率无线数据业务的需求日益增多。为进一步发展移动通信网络，3GPP分别对无线接入网与核心网开展了LTE和SAE两大技术的标准化研究工作。LTE主要是研究无线接入网的发展方向和关键技术，而SAE则是研究核心网整体架构的演进。LTE/SAE技术提升了无线网络的性能，实现核心网的全IP化，扁平化的网络架构使得网元数量有所减少。核心网的MME是处理信令的重要网元，其S1-MME接口是E-UTRAN与EPC之间控制面的重要通信接口，使用S1AP协议进行信令消息的传递。论文主要从商用设备原型机的需求出发，对核心网侧的S1-MME接口实现方案进行分析设计，重点关注S1AP协议功能的实现。本文首先分析了LTE网络的架构、MME的功能、SCTP协议、S1AP协议等，讨论了S1-MME接口协议栈的工作原理。在分析协议栈的基础之上，提出S1-MME接口的架构方案以及相应功能在接口模块内的实现方式，并且结合MME的硬件和软件架构，讨论了具体的软件实现方法。最后通过功能测试对实现方案的可行性进行验证。根据信令消息处理方式的不同，论文提出了信令分散式处理和信令集中式处理两种实现方案。通过对比和分析，选择了信令集中式处理方案作为S1-MME接口的实现架构。该方案将接口上所收到的信令消息，重新封装为统一格式的内部消息，放入消息队列中等候信令模块的处理。S1-MME接口模块可以分为SCTP子模块和S1AP子模块两个部分，文中针对这两个子模块在软件上的实现进行了深入的讨论。在论文的最后，根据LTE的基本信令流程，设计了一系列用于S1-MME接口功能测试的测试用例，并且对收集的测试数据进行详细的分析。根据测试结果，说明论文提出的实现方案是可行的。本论文所做的S1-MME接口软件开发工作，具有重要的实际应用价值。