LTE-X2接口原理介绍

1、精选优质文档-倾情为你奉上LTE协议原理课程目标：l 了解LTE协议架构l 了解LTE系统帧结构l 了解LTE系统各层功能专心-专注-专业目 录第1章 缩略语& 知识点LTE缩略语1.1 LTE整体架构为了便于说明，本文使用如下缩写词。DLDownlinkEARFCNE-UTRA Absolute Radio Frequency Channel NumbereNBE-UTRAN NodeBEPElementary ProcedureEPCEvolved Packet CoreE-RABE-UTRAN Radio Access BearerE-UTRANEvolved UTRANGUMM

2、EIGlobally Unique MME IdentifierHFNHyper Frame NumberIEInformation ElementMMEMobility Management EntityPDCPPacket Data Convergence ProtocolPLMNPublic Land Mobile NetworkS-GWServing GatewaySNSequence NumberTACTracking Area CodeUEUser EquipmentULUplink第2章 X2AP功能& 知识点移动性管理负载管理X2接口管理2.1 X2AP功能X2AP 协

3、议提供如下功能：移动性管理。此功能允许eNB将对特定UE的承载转移到另一个eNB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。负载管理。此功能允许eNB互相通知资源状态，过载以及传输负载。X2复位。此功能用于重置X2接口。配置X2。 此功能用于为eNB交换必要数据，以便于配置X2接口以及执行X2的复位。eNB 配置更新。此功能允许更新两个eNB需求的应用层数据，以保证X2接口上的正确交互。上述功能与X2 EP之间的对应关系见下表。表 2.11 X2AP功能与X2AP EP的对应关系FunctionElementary Procedure(s)Mobility M

4、anagementa) Handover Preparationb) SN Status Transferc) UE Context Released) Handover CancelLoad Managementa) Load Indicationb) Resource Status Reporting Initiationc) Resource Status ReportingReporting of General Error SituationsError IndicationResetting the X2ResetSetting up the X2X2 SetupeNB Confi

5、guration UpdateeNB Configuration Update第3章 X2AP进程& 知识点基本过程移动性过程全局进程3.1 基本过程在下表中，所有的EP都被分为类型1和类型2两种EP。表 3.11 类型1 基本过程Elementary ProcedureInitiating MessageSuccessful OutcomeUnsuccessful OutcomeResponse messageResponse messageHandover PreparationHANDOVER REQUESTHANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGEHANDOVER

6、 PREPARATION FAILUREResetRESET REQUESTRESET RESPONSEX2 Setup X2 SETUP REQUESTX2 SETUP RESPONSEX2 SETUP FAILUREeNB Configuration UpdateENB CONFIGURATION UPDATEENB CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGEENB CONFIGURATION UPDATE FAILUREResource Status Reporting InitiationRESOURCE STATUS REQUESTRESOURCE STATUS

7、 RESPONSERESOURCE STATUS FAILURE表 3.12 类型2 基本过程Elementary ProcedureInitiating MessageLoad IndicationLOAD INFORMATIONHandover CancelHANDOVER CANCELSN Status TransferSN STATUS TRANSFERUE Context ReleaseUE CONTEXT RELEASEResource Status ReportingRESOURCE STATUS UPDATEError IndicationERROR INDICATION3.2

8、 基本移动性过程3.2.1 切换准备综述此进程用于在eNB端建立必要的资源，用于即将开始的切换。此进程使用UE相关的信令。成功操作图 3.21 切换准备，成功运行源eNB通过发送HANDOVER REQUEST 消息到目的eNB来完成进程的初始化。当源eNB发送HANDOVER REQUEST 消息时，应该启动计时器TRELOCprep 。根据Allocation and Retention Priority IE 值进行的资源分配应该遵循E-RAB配置进程定义的准则。源eNB可以在 GUMMEI IE 中包含源MME对应的任意 GUMMEI。如果有至少一个被请求的Non GBR E-RAB准

9、入Target Cell ID IE 标识的小区，目标eNB应该保留必要资源，并向源eNB发回HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message 。目标小区的目标eNB应该将资源已就绪的E-RAB包含在E-RABs Admitted List IE中。目标eNB应该将未被准入的E-RAB包含在E-RABs Not Admitted List IE 中，并带有适当的表征原因的值（cause value）。当接收到HANDOVER REQUEST 消息时，目标eNB 应该：使用UE Security Capabilities IE 中的信息以及UE Context Infor

10、mation IE 中的AS Security Information IE 进行UE与目标eNB之间的AS安全关系配置准备。对于每个用于源eNB进行下行数据转发的E-RAB，源eNB应该包含HANDOVER REQUEST message 的E-RABs To be Setup Item IE 中的DL Forwarding IE 。对于每个决定进入的R-RAB，目标eNB可能包含HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message 的E-RABs Admitted Item IE 中的DL GTP Tunnel Endpoint IE ，以此来表示此承载的下行数据转发请

11、求已被接受。根据实现选择，此GTP管道端点可能不同于PATH SWITCH REQUEST message 的E-RAB To Be Switched in Downlink List IE 中的对应的GTP TEID IE 。对于每个E-RABs Admitted List IE 中的承载，目标eNB可能包含UL GTP Tunnel Endpoint IE 来表示请求在此承载上执行上行分组数据的转发。接收到HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message以后，源eNB应该停止计时器TRELOCprep，开启计时器TX2RELOCoverall 并终止切换准备进程。

12、则定义源eNB已准备好X2 UE相关信令的切换。如果Trace Activation IE 包含在HANDOVER REQUEST message中，则目标eNB应该，如果支持，开始请求的追逐功能。如果Handover Restriction List IE 包含在HANDOVER REQUEST message中，目标eNB应该将在Handover Restriction List IE 中接收到的信息保存到UE 文本中，并且目标eNB应该使用这些信息在后来的切换尝试中决定UE的目标小区除非任何一个E-RABs 配置了特殊的ARP 值这些情况下这个信息不被采用。 不包含在HANDOVER R

13、EQUEST message中，目标eNB应该认为UE没有漫游，地区及接入限制。如果Location Reporting Information IE 包含在HANDOVER REQUEST message 中，则eNB应该开始请求的位置上报功能。如果SRVCC Operation Possible IE 包含在HANDOVER REQUEST message中，则目标eNB应该将接收到的“SRVCC Operation Possible”保存到UE文本中。如果HANDOVER REQUEST message中的UE Security Capabilities IE只包含 EIA0 algor

14、ithm 并且 EIA0 algorithm 在eNB完整性保护算法的列表中已经包括, eNB将考虑使用该算法并忽略 AS Security Information IE中的key信息。.HANDOVER REQUEST message应该包含Subscriber Profile ID for RAT/Frequency priority IE，如果可用。如果Subscriber Profile ID for RAT/Frequency priority IE ：包含在HANDOVER REQUEST message中，目标eNB应该保存此信息，并且目标eNB应该此信息。在HANDOVER R

15、EQUEST message中接受到UE History Information IE后，只要UE一直停留在其一个小区中，目标eNB应该 强制性收集UE History Information IE中的信息，别且保存此信息用于此后的切换准备。3.2.2 切换未成功操作未成功操作图 3.22 切换准备, 不成功操作如果目标eNB不能接受任何E-RAB中的任何GBR承载，或在切换准备中发生了错误，目标eNB应该向源eNB发送一个HANDOVER PREPARATION FAILURE message 。此消息应该包含具有适当值的Cause IE 。如果目标eNB接收到一个具有RRC Context

16、 IE 的HANDOVER REQUEST message ，并且此RRC Context IE不包含中指定的请求信息，则目标eNB应该向源eNB发送一个HANDOVER PREPARATION FAILURE message 。与切换取消进程之间的交互：如果在源eNB短的计时器TRELOCprep 到期之前，无法接受到目标eNB发出的HANDOVER REQUEST message 响应，则源eNB应该通过开始具有适当Cause IE 值的Handover Cancel procedure来取消到目标eNB的Handover Preparation procedure 。源eNB应该忽略自H

17、andover Cancel procedure开始后接收到的任何HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message或HANDOVER PREPARATION FAILURE message ，并且移除任何参考值，释放任何与相应X2 UE相关信令相关的资源。异常情况如果目标eNB接收到一个包含多个具有相同值的E-RAB ID IE的HANDOVER REQUEST message ，则目标eNB不应该准入对应的E-RAB。如果目标eNB接收到一个包含一个E-RAB Level QoS Parameters IE 的HANDOVER REQUEST message ，此E-

18、RAB Level QoS Parameters IE 包含一个指示GBR承载的QCI IE ，但不包含GBR QoS Information IE ，则目标eNB不应该准入对应的E-RAB。如果在UE Context Information IE 中UE Security Capabilities IE 中的Encryption Algorithms IE 中定义的可支持加密算法加上所有UE中授权支持的EEA0，不与eNB端合法加密算法的配置列表中定义的任何算法匹配，则eNB应该使用HANDOVER PREPARATION FAILURE message拒绝此进程。如果在UE Context

19、 Information IE 中UE Security Capabilities IE 中的Encryption Algorithms IE 中定义的可支持加密算法，并且所有的UE必须支持 EIA0 algorithm ,不匹配eNB端合法加密算法的配置列表中定义的任何算法 或Integrity Protection Algorithms IE 中所有比特位都为0，则eNB应该使用HANDOVER PREPARATION FAILURE message 来拒绝此进程。3.2.3 SN状态传输综述SN状态传输进程的目的是在X2切换期间为各个E-RAB传输源eNB到目标eNB的上行PDCP SN

20、和HFN接收机状态以及下行PDCP SN和HFN发射机状态，PDCP SN和HFN状态保存为E-RAB使用。此进程使用UE相关的信令。成功操作图 3.23 SN状态传输, 成功操作当源eNB认为发射机/接收机的状态冻结时，此源eNB通过停止向下行SDU分配PDCP SN，停止向EPC传递UL SDU，并向目标eNB发送SN STATUS TRANSFER message 来触发此进程。SN STATUS TRANSFER message 中的E-RABs Subject To Status Transfer List IE包含对应于E-RAB的 E-RAB ID，PDCP SN和HFN状态应该

21、保存为E-RAB使用。如果源eNB在SN STATUS TRANSFER message中的Receive Status Of UL PDCP SDUs IE中包含了每个E-RAB丢失的和已接受的上行SDU上的信息，并且对每个E-RAB源eNB已经接收到目标eNB的上行转发请求，则目标eNB可能将此信息包含在Status Report message 中发送给UE。对于每个已经在SN STATUS TRANSFER message 中接收到DL COUNT Value IE 的E-RAB，目标eNB应该按照此IE来将第一个没有PDCP SN分配的下行分组包标记上此IE中PDCP-SN IE 包

22、含的值。对于每个已经在SN STATUS TRANSFER message 中接收到UL COUNT Value IE 的E-RAB，目标eNB不应该传递任何PDCP SN值低于此IE中PDCP-SN IE 中包含的值的上行分组包。异常情况如果目标eNB接收到UE发出的目标eNB不存在任何可用切换的消息，目标eNB应该忽略此消息。3.2.4 UE上下文释放综述UE 文本释放进程由目标eNB触发，用来信令通知源eNB已经成功切换的UE文本占用的无线及控制平面资源允许释放。此进程使用UE相关的信令。成功操作图 3.24 UE 上下文释放, 成功操作UE Context Release proced

23、ure 由目标eNB触发。通过发送UE CONTEXT RELEASE message，目标eNB通知源eNB切换成功，并且触发资源的释放。 在接受到UE CONTEXT RELEASE message后，源eNB释放与UE 文本相关的无线及控制平面资源。对于数据转发已经成功执行的E-RAB，源eNB应该继续转发用户平面数据源eNB接收到EPC的分组数据包或者源eNB的缓冲还没清空（一个执行依赖的机制，决定数据转发是否可以终止）。异常情况如果源eNB端UE Context Release procedure在计时器TX2RELOCoverall到期前未被任何就绪的eNB触发，则源eNB应请求M

24、ME释放此UE文本。 如果在UE CONTEXT RELEASE message 接收之前或者计时器TX2RELOCoverall终止之前，UE返回源eNB，则源eNB应该停止TX2RELOCoverall 并继续服务UE。3.2.5 切换取消综述进程Handover Cancel procedure用于使eNB能够取消一个正在进行的切换准备或退出一个已就绪的切换过程。此进程使用UE相关的信令。成功操作图 3.25 切换取消, 成功操作源eNB通过发送HANDOVER CANCEL message 到目标eNB来触发此进程。源eNB应该通过一个合适的值来表征切换取消的原因。在接受到HANDOV

25、ER CANCEL message后，目标eNB应该移除相关UE文本的参考值，释放任何保留给此UE文本的资源。如果从目标eNB获取了New eNB UE X2AP ID IE ，则应该将其包含。 异常情况如果HANDOVER CANCEL message涉及到了一个不存在的文本，则目标eNB应该忽略此消息。3.3 全局进程3.3.1 负载标示综述进程Load Indication procedure 的目的是为了传输eNB之间用于控制频内相邻小区的负载及冲突协调信息。此进程使用非UE相关的信令。成功操作图 3.31 负载标示,成功操作eNB通过发送LOAD INFORMATION messag

26、e 到控制频内相邻小区的eNB来触发此进程。如果在LOAD INFORMATION message 中接收到 UL Interference Overload Indication IE ，其指示在指定小区上每个PRB的所有资源块的干扰水平。接收端eNB在设定其调度策略时考虑此信息，并且应该认为接收到的UL Interference Overload Indication IE 值为合法的，只到接收到一个携带相同IE更新信息的LOAD INFORMATION message 。如果在LOAD INFORMATION message 中接收到UL High Interference Indica

27、tion IE ，其指示从发送端eNB看来，每个PRB具有高干扰灵敏度。接收端eNB应该尽量避免为涉及的PRB调度其小区边缘的UE。在LOAD INFORMATION message中UL High Interference Information IE 组中接收到的 Target Cell ID IE指示对应UL高干扰指标（UL High Interference Indication）属于的小区。接收端eNB应该认为UL High Interference Information IE 组的值合法只到接收到一个携带更新信息的LOAD INFORMATION message 。如果在LOAD

28、 INFORMATION message 中接收到Relative Narrowband Tx Power (RNTP) IE ，其指示每个PRB的下行传输功率是否低于RNTP Threshold IE 指标的值。接收端eNB在设定其调度策略的时候考虑此信息，并且应该认为接收到的Relative Narrowband Tx Power (RNTP) IE 的值合法，只到接收到一个携带更新信息的LOAD INFORMATION message 。3.3.2 错误指示用于同级节点上报在接受消息中检测到的错误综述进程Error Indication procedure 由eNB触发来上报在传入消息中

29、检测到的错误，假如此错误无法用一个适当的失败消息上报。如果此错误情形是由于接收到一个使用UE相关信令的消息而产生的，则Error Indication procedure 使用UE相关的信令。否则使用非UE相关的信令。成功操作图 3.32 错误指示, 成功操作如果满足条件，则Error Indication procedure由一个检测到错误情况的节点发出的ERROR INDICATION message触发 。ERROR INDICATION message 应该至少包含Cause IE 或者Criticality Diagnostics IE。在Error Indication proce

30、dure 由UE相关的信令触发，则 Old eNB UE X2AP ID IE 和 New eNB UE X2AP ID IE 应该包含在ERROR INDICATION message中。如果Old eNB UE X2AP ID IE 和 New eNB UE X2AP ID IE中的一个或全部不正确，则触发原因应该被置为适当值，例如“unknown Old eNB UE X2AP ID”，“ unknown New eNB UE X2AP ID”或“unknown pair of UE X2AP ID”。3.3.3 X2口配置综述进程X2 Setup procedure 的目的是交换两个e

31、NB所需的应用层数据，以实现X2接口上正确的交互。此进程清楚两个节点以存在的任何应用层配置数据，并用接收到的来替换。此进程还会像Reset procedure一样重置X2接口。此进程使用非UE相关的信令成功操作图 3.33 X2 建立, 成功操作eNB通过发送X2 SETUP REQUEST message 到一个候选eNB来触发此进程。备用eNB响应X2 SETUP RESPONSE message。发起eNB传输一个服务小区列表和一个支持的GU分组ID列表（如果可用）给候选eNB。 候选eNB响应一个服务小区列表并且包含一个支持的GU分组ID（如果可用）。发起eNB可能会在X2 SETUP

32、 REQUEST message 中包含Neighbour Information IE 。候选eNB可能也会在X2 SETUP RESPONSE message 中包含Neighbour Information IE 。在上报的eNB的Neighbour Information IE中应只包含与小区直接相邻的E-UTRAN小区。 该临小区可以为eNB2的任意相邻eNB的任意小区，即使UE还没有报告该小区。发起 eNB 可以包含 Number of Antenna Ports IE 于 X2 SETUP REQUEST message当中。候选 eNB 也可包含 Number of Anten

33、na Ports IE 于 X2 SETUP RESPONSE message当中。收到该IE的eNB使用该IE。未成功操作图 3.34 X2 建立, 未成功操作如果候选eNB不能接受此配置，应该响应一个具有适当值的X2 SETUP FAILURE message 。如果X2 SETUP FAILURE messages包含Time To Wait IE ，在重启对同一个eNB的X2 Setup procedure之前此发起eNB应该至少等待一段指示的时间。异常情况如果第一个接收到的与特定TNL关联的消息不是X2 SETUP REQUEST message，在此之后的 X2 SETUP RES

34、PONSE, or X2 SETUP FAILURE，则应该被认为是一个逻辑错误。如果此发起eNB1没有接收到X2 SETUP RESPONSE message 或X2 SETUP FAILURE message ，eNB1可能重启对同一eNB的X2 Setup procedure ，假设新X2 SETUP REQUEST message 的内容与先前未响应的X2 SETUP REQUEST message 一样。如果发起eNB1收到相同X2接口对等实体的 X2 SETUP REQUEST message :如果eNB1 应答 X2 SETUP RESPONSE message，然后

35、收到了 X2 SETUP FAILURE,eNB1将认为该X2接口没有成功建立，该流程依据 3.3.3.3描诉结束。如果eNB1应答 X2 SETUP FAILURE message ，然后收到了X2 SETUP RESPONSE  message, eNB1 将忽略 X2 SETUP RESPONSE message，并认为该X2接口没有成功建立 and consider the X2 。3.3.4 重置综述进程Reset procedure 的目的是在发生异常故障的情况下调整eNB1 与 eNB2中的资源。此进程重置X2

36、 接口，不影响在X2 Setup procedure 期间交换的应用层配置数据。此进程使用非UE相关的信令。成功操作图 3.35 重置, 成功操作此进程由一条从eNB1 发送到eNB2 的RESET REQUEST message 发起。接收到此消息后，eNB2 应该停止NB1 与 eNB2 之间X2上所有正在进行的其他进程。eNB2 应该删除所有与eNB1相关的文本信息，除了在X2 Setup procedure或eNB Configuration Update procedure期间交换的应用层配置数据，并且释放相应的资源。在释放资源完成后，eNB2应该响应一个RESET RESPONSE

37、 message 。异常情况如果接收到RESET REQUEST message，同一个X2 接口上任何其他正在进行的进程都应该被停止（除了其他Reset procedure）。如果Reset procedure 正在进行，eNB2 从同一个X2 接口上接收到来自同层实体的另一个RESET REQUEST message ，eNB2 应该响应一个RESET RESPONSE message 。如果发起eNB没有接收到RESET RESPONSE message，eNB1 可能重启对同一个eNB的Reset procedure ，假设新RESET REQUEST message 的内容与先前未响

38、应的RESET REQUEST message 的内容一样。3.3.5 ENB更新配置综述进程eNB Configuration Update procedure 的目的是更新两个eNB所需的应用层配置数据，以实现在X2接口上的正确交互。此进程使用非UE相关的信令。成功操作图 3.36 eNB更新配置, 成功操作eNB1 通过向同层的eNB2 发送消息ENB CONFIGURATION UPDATE message来触发此进程。在接收到ENB CONFIGURATION UPDATE message后，eNB2 应该按照如下所述来为eNB1更新信息： 服务小区信息的更新： 如果Served C

39、ells To Add IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eNB2 应该根据Served Cell Information IE的信息添加小区信息。如果CONFIGURATION UPDATE message 中的Served Cell Information IE 包含了 Number of Antenna Ports IE。如果Served Cells To Modify IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eNB2 应该根据Served Cell Information IE中的信息修改由Old E

40、CGI IE 指示的小区信息。 当服务小区信息和eNB1现有的服务小区的邻区信息两者之一需要更新时，邻区的整个列表都需要包含在Neighbour Information IE 中。eNB2 应该为受影响的服务小区覆盖服务小区信息以及所有邻区信息列表。如果Served Cells To Delete IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eNB2 应该删除Old ECGI IE 标记的小区信息。GU 分组ID列表的更新：如果GU Group Id To Add List IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eN

41、B2 应该添加此 GU 分组Id 到其GU 分组Id 列表中。如果GU Group Id To Delete List IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eNB2 应该从GU分组Id列表中移除GU 分组Id。如果Neighbour Information IE 包含在ENB CONFIGURATION UPDATE message中，eNB2 可能根据此信息更新其邻区关系，或用于其它功能，比如PCI选择。Neighbour Information IE 应该只包含于eNB上报的小区直接相邻的E-UTRAN 小区。在成功更新请求的信息以后，eNB2

42、应该响应一个ENB CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message来通知发起eNB1 请求的应用数据的更新已成功执行。在同层eNB2 接收到一个只有Message Type IE的ENB CONFIGURATION UPDATE时，应该响应一个ENB CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message但不进行任何现有配置的更新。eNB1 只有在先前的eNB Configuration Update procedure 成功执行以后才可能发起另一次eNB Configuration Update procedure 。 未成功操作图

43、 3.37 eNB更新配置, 不成功操作如果eNB2 不能接受此次更新，应该响应一个ENB CONFIGURATION UPDATE FAILURE message 和一个适当的原因值。如果ENB CONFIGURATION UPDATE FAILURE message中包含Time To Wait IE ，eNB1在重新发起对同一个eNB2的eNB Configuration Update procedure之前，应该至少等待一段指示的时间。两个端点都应该继续按照现有的配置数据来操作X2接口。异常情况如果 eNB1 在发起eNB Configuration Update procedure

44、后， ENB CONFIGURATION UPDATE ACKNOWLEDGE message 和ENB CONFIGURATION UPDATE FAILURE message都没有就受到， eNB1 可以重启对同一个eNB2的eNB Configuration Update procedure ，并假设新的ENB CONFIGURATION UPDATE message的内容与先前未响应的ENB CONFIGURATION UPDATE message 的内容一样。3.3.6 资源状态上报初始化综述此进程用于eNB请求到另一个eNB的负载测量上报。此进程使用非UE相关的信令。成功操作图 3

45、.38 资源状态上报初始化,不成功操作此进程由从eNB1 发送到 eNB2 的一个RESOURCE STATUS REQUEST message消息触发。在接收到此消息后，如果Registration Request IE为“start”，则eNB2 应该根据请求中给定的参数开始请求的测量；如果Registration Request IE为“stop，则eNB2 应该终止上报。如果Registration Request IE 置为"start" 则此Report Characteristics IE 应该被包含在RESOURCE STATUS REQUEST messa

46、ge中。Report Characteristics IE 指示eNB2应该执行的测量类型。对于每个请求的小区，eNB2应该包含消息RESOURCE STATUS UPDATE message；Radio Resource Status IE，如果第一个比特位，包含在RESOURCE STATUS REQUEST message中的 Report Characteristics IE 中的“PRB Periodic”置为1，S1 TNL Load Indicator IE，如果第二个比特位，包含在RESOURCE STATUS REQUEST message 中的Report Characteristics IE 中的“TNL Load Ind Periodic”置为0，Hardware Load Indicator IE，如果第三个比特位，包含在RESOURCE STATUS REQUEST message中的Report Char