x2接口切换专题分析

X2 切换专题分析 目录 1、 概述 2 2、 X2 接口概述 .2 21 LTE 系统架构 2 22 X2 接口简介 3 2.1、 X2 接口功能介绍 3 3、 X2 接口切换流程 .3 4、 X2 切换与 S1 切换的区别 5 4.1、X2 与 S1 切换流程上的区别 5 4.2、X2 切换与 S1 切换时延对比 7 5、 配置 X2 接口链路后路测试指标情况 .7 6、 配置 X2 接口链路后台各顶指标情况 .8 7、 总结 10 1、 概述 eNodeB 之间在没有配置 X2 链路之前，eNodeB 之间的切换都是通过 S1 接口实现，如果 eNodeB 之间配置了 X2 链路，且链路可用，eNodeB 之间切换是使用 X2 接口执行的切换，这 种方式能够节省 S1 接口资源，节省对核心网节点的影响，降低信令负荷；本次对南朗 127 个 LTE 站点手动配置了 X2 接口，是否对基站各项指标有得大影响。 2、 X2 接口概述 21 LTE 系统架构 从上图可以看出，eNode B 之间的接口就为 X2 接口，S1 接口是 MME/SGW 与 eNode B 之 间的接口，以系统架构图可以较为直观的了解， X2 切换的为什么在能够节省 S1 接口资源， 节省对核心网节点的影响，降低信令负荷。 22 X2 接口简介 X2 接口实现了 eNode B 之间的互通，支持两个 eNodeB 之间的信令信息交互，支持装 PUDs 前转到各自隧道终结点； 2.1、 X2 接口功能介绍 1）移动性管理。此功能允许 eNodeB 将对特定 UE 的承载转移到另一个 eNodeB 上。用户平 面数据前向传输，状态传输以及 UE 文本发布功能都是移动性管理的一部分。 2）负载管理。此功能允许 eNodeB 互相通知资源状态，过载以及传输负载。 3)小区间干扰协调。些功能负责上行干扰负荷管理。 4）报告通用错误状况：对于没有定义的具体错误消息，该功能报告错误状况 5）跟踪功能。 3、 X2 接口切换流程 X2 切换的前提条件是目标基站和源基站配置了 X2 链路，且链路可用。 在接到测量报告后需要先通过 X2 接口向目标小区发送切换申请（目标小区是否存在接 入资源） ； 得到目标小区反馈后（此时目标小区资源准备已完成）才会向终端发送切换命令，并 向目标侧发送带有数据包缓存、数据包缓存号等信息的 SNStatus Transfer 消息； 待 UE 在目标小区接入后，目标小区会向核心网发送路径更换请求，目的是通知核心网 将终端的业务转移到目标小区，更新用户面和控制面的节点关系； 在切换成功后，目标 eNodeB 通知源 eNodeB 释放无线资源。X2 切换优先级大于 S1 切 换，保证了切换时延更短，用户感知更好。 图 12 X2 切换流程 X2 切换流程说明： 其中步骤 1、2、3、4、5、6、7 为切换准备阶段，步骤 8、9 为切换执行阶段，步骤 10、11、12、13 为切换完成阶段： 1) 源 eNodeB 向 UE 下发测量控制，通过 RRC Connection Reconfigration 消息对 UE 的测量类型进行配置； 2) UE 按照 eNodeB 下发的测量控制在 UE 的 RRC 协议端进行测量配置，并向 eNodeB 发 送 RRC Connection Reconfigration Complete 消息表示测量配置完成； 3) UE 按照测量配置向 eNodeB 上报测量报告； 4) 源 eNodeB 根据测量报告进行判决，判决该 UE 发生 eNodeB 间切换，也有可能负荷 分担的原因触发切换； 5) 源 eNodeB 向目标 eNodeB 发生 HANDOVER REQUEST 消息，指示目标 eNodeB 进行切换 准备，切换请求消息包含源 eNodeB 分配的 Old eNodeB UE X2AP ID，MME 分配的 MME UE S1AP ID，需要建立的 EPS 承载列表以及每个 EPS 承载对应的核心网侧的数据传送的地址。 目标 ENODEB 收到 HANDOVER REQUEST 后开始对要切换入的 ERABs 进行接纳处理。 ； 6) 目标小区进行资源准入，为 UE 的接入分配空口资源和业务的 SAE 承载资源； 7) 目标小区资源准入成功后，向源 eNodeB 发送“切换请求确认”消息，指示切换准 备工作完成， “切换请求确认”消息包含 New eNodeB UE X2AP ID、Old eNodeB UE X2AP ID、新建 EPS 承载对应在 D 侧上下行数据传送的地址、目标侧分配的专用接入签名等参数； 8) 源 eNodeB 将分配的专用接入签名配置给 UE，向 UE 发送 RRC Connection Reconfigration 消息命令 UE 执行切换动作； 9) UE 向目标 eNodeB 发送 RRC Connection Reconfigration Complete 消息指示 UE 已 经接入新小区，表示 UE 已经切换到了目标侧。同时，切换期间的业务数据转发开始进行； 10) 目标 eNodeB 向 MME 发送 PATH SWITCH REQUEST 消息请求，请求 MME 更新业务数据 通道的节点地址，通知 MME 切换业务数据的接续路径，从源 eNodeB 到目标 eNodeB，消息 中包含原侧侧的 MME UE S1AP ID、目标侧侧分配的 eNodeB UE S1AP 、EPS 承载在目标侧 将使用的下行地址； 11) MME 成功更新数据通道节点地址，向目标 eNodeB 发送 PATH SWITCHREQUEST ACKNOWLEDGE 消息，表示可以在新的 SAE bearers 上进行业务通信； 12) UE 已经接入新的小区，并且在新的小区能够进行业务通信，需要释放在源小区所 占用的资源，目标 eNodeB 向源 eNodeB 发送 UE CONTEXTRELEASE 消息； 13) 源 eNodeB 释放该 UE 的上下文，包括空口资源和 SAE bearers 资源。 4、 X2 切换与 S1 切换的区别 4.1、X2 与 S1 切换流程上的区别 S1 切换流程与 X2 切换类似，只不过所有的站间交互信令及数据转发都需要通过 S1 口 到核心网进行转发，时延比 X2 口略大。协议 36.300 中规定 eNodeB 间切换一般都要通过 X2 接口进行，但当如下条件中的任何一个成立时则会触发 S1 接口的 eNodeB 间切换： （1）源 eNodeB 和目标 eNodeB 之间不存在 X2 接口； （2）源 eNodeB 尝试通过 X2 接口切换，但被目标 eNodeB 拒绝。 从 LTE 网络结构来看，可以把两个 eNodeB 与 MME 之间的 S1 接口连同 MME 实体看做是 一个逻辑 X2 接口。相比较于通过 X2 接口的流程，通过 S1 接口切换的流程在切换准备过程 和切换完成过程有所不同。S1 切换的前提条件：目标基站和源基站没有配置 X2 链路，或 是配置的 X2 链路不可用。如果同时配置了 X2 和 S1 链路，优先走 X2 切换。下图中的流程 没有跨 MME 和 SGW，相对简单。即使涉及跨 MME，主流程差异不大，主要在核心网的信令会 更多一点而已。从下面的流程图对比，我们可以直观地看出两者之间的别: 从 上图可以看出区别： 1） 、源 eNodeB 发出的 HANDOVER REQUEST 消息，X2 切换是在 eNodeB 到 eNodB 之间传送， 一步直达，但在 S1 的切换流程是先由源 eNodeB 通过 S1 接口的 HANDOVER REQUIRED 消息发 起切换请求，MME 向目标 eNodeB 发送 HANDOVER REQUEST 消息。 2）HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 消息在 X2 切换中，也是由目标小区直回给源 eNodeB，但要 S1 切换是先由目标 eNodeB 分配后目标侧的资源后，进行切换入的承载接纳 处理，如果资源满足，小区接入允许就给 MME 发送 HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 消息， 再由 MME 发送 HANDOVER COMMAND 到目标小区，获知接纳成功的承载信息以及切换期间业务 数据转发的目标侧地址 。 4.2、X2 切换与 S1 切换时延对比 由于 X2 切换的切换请求不需要经过 MME，那么一个正常的 X2 的切换时延应当是 比 S1 切换小，下表为后台统计切换时延（一天的切换平均时延）： 网元名称 小区 X2 切换执行时间(毫秒) S1 切换执行时间(毫秒) 南朗 F-ZLH 1 222 295 南朗 F-ZLH 2 213 217 南朗 F-ZLH 3 218 268 南朗 D-ZLH 1 211 245 南朗 D-ZLH 2 201 295 南朗 D-ZLH 3 222 277 南朗 573 县道 F-ZLH 1 230 284 南朗 573 县道 F-ZLH 2 213 319 南朗 573 县道 D-ZLH 1 275 361 南朗 573 县道 D-ZLH 2 287 603 从上表可以看出，X2 切换时延比 S1 切换小，当然，这是在相同的无线环境，资 源下。 5、 配置 X2 接口链路后路测试指标情况 区域 覆盖率(RSRP=- 100dBm 且 SINR=-3dB) 平均 SINR 掉线 率 下载速率 SERVICE 成功率 切换成功 率 备注 南朗 81.39% 14.02 0.00% 15.0499Mbps 100% 100% 配置 X2 接口前 南朗 85.76% 13.5 0.00% 19.9382Mbps 100% 100% 配置 X2 接口后 从上表情况来看，配置 X2 接口链路前后的路测试的各项指标情况，切换成功率都是 100%， 其它指标也没有出现较大恶化现象。 6、 配置 X2 接口链路后台各顶指标情况 表 6-1 配置 X2 接口前后各项指标情况 日期 无线接通率 无线掉线率 切换成功率 下行流量（MB） 上行流量（MB） 备注 2014-10-5 99.81% 0.12% 99.06% 13449.39 645.34 配置 X2 接口前 2014-10-6 99.80% 0.13% 98.69% 13003.01 602.71 配置 X2 接口前 2014-10-7 99.78% 0.14% 99.03% 13172.04 584.43 配置 X2 接口前 2014-10-8 99.82% 0.11% 98.79% 13417.92 623.41 配置 X2 接口前 2014-10-9 99.88% 0.11% 98.72% 13555.45 608.06 配置 X2 接口前 2014-10-10 99.86% 0.12% 99.05% 15215.10 787.22 配置 X2 接口前 2014-10-25 99.84% 0.28% 99.08% 19248.87 803.48 配置 X2 接口后 2014-10-26 99.84% 0.20% 99.07% 20867.99 818.39 配置 X2 接口后 2014-10-27 99.85% 0.21% 98.91% 17631.92 746.95 配置 X2 接口后 2014-10-28 99.84% 0.75% 98.94% 18684.41 800.31 配置 X2 接口后 2014-10-29 99.85% 0.20% 99.08% 22621.50 967.41 配置 X2 接口后 2014-10-30 99.86% 0.19% 99.04% 19596.06 1019.49 配置 X2 接口后 上表是南朗镇区在配置 X2 接口前后的各项指标情况，从上面可以看出，无线接通率和 切换成功率都变化不大，但无线掉线率有所恶化，只要由于部份小区故障导致。 图 6-1 南朗镇区在配置 X2 接口前后无线接通率变化情况 从上图可以看出，在配置 X2 接口后，无线接通率基本都维持在 99.84%以上，较配置 X2 接口前变化不大。 图 6-2 南朗镇区在配置 X2 接口前后切换成功率变化情况 从上图可以看出，在配置 X2 接口后，切换成功率基本都在 99%左右上，较配置 X2 接口 前变化不大。 图 6-3 南朗镇区在配置 X2 接口前后 s1/x2 切换成功率变化情况 从上图可以看出，在配置 X2 接口后，x2 切换成功率基本都在 99%左右上， s1 切换成功 率有所下降，是由于 S1 切