切换成功率是移动保持类的重要指标之一线路检

日期:2019-10-23编辑作者:巴黎人-通讯产品

作者简介 俞锦智 男,1986年出生,毕业于西安通信学院通信工程专业,现在大唐移动通信设备有限公司从事网络优化工作。

目标小区无响应导致切换出准备失败次数

2.4 在S1切换前后UE状态和连接信息

图3描述了在S1切换前后控制面用户面的连接建立情况,和UE/MME的状态。

before S1 handover 
UE在EMM-REgistered和ECM/RRC-connected状态,并保持着E-UTRAN和EPC分配的所有资源。

during S1 handover 
即使在切换阶段,NAS层的UE状态一直保持不变。source eNB和target eNB都通过S1信令连接到MME上。他们也通过indirect tunnel连接到SGW上。在图3中,step-2展示了在切换执行阶段切换中断时的连接和状态。在这个阶段,没有激活的无线连接,但是UE仍保持连接状态。

after S1 handover 
UE保持在EMM-REgistered和ECM/RRC-connected状态。在用户面,E_RAB(DRB+S1承载)转到连接新eNB的路径上,在控制面建立了新的RRC连接。

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一. V2X直通链路传输

相比于传统直通链路传输,V2X直通链路传输还支持以下几点:

  • STCH也用于V2X直通链路传输
  • Non-V2X的业务和V2X是不复用传输资源的,例如Pulic Safty的业务
  • 高层会提供PPPP(ProSe Per-Packet Priority)参数给AS层,用于PC5上面的传输。PDB(Packet Delay Budget)是可以通过PPPP推导出来的。
  • 基于PPPP的现有的LCP流程可用于V2X直通链路传输

V2X直通链路传输支持两种模式

  1. 调度模式(Mode 3)
  • 这时候UE需要在RRC连接态
  • UE首先向eNB进行资源请求,然后eNB会分配V2X直通链路上的控制和数据资源
  • 可支持SPS
  1. UE自主资源选择模式 (Mode 4)
  • UE自己选择传输资源并自主调节V2X直通链路上控制和数据的传输格式
  • 如果UE被配置了“区域”到“传输资源”的映射关系,那么UE根据自己所在的区域选择相应的资源池
  • 在资源池中进行资源选择的时候,UE使用sensing的功能。基于sensing的结果,UE进行资源选择并预定多个资源(允许最多同时有2个资源预定的进程)

关于“区域”相关的操作

为了协助eNB提供V2X直通链路资源,在RRC连接态的UE可以向eNB报告位置信息,这个上报可以使用现有的周期性的测量上报信令和流程

地理区域可以由eNB进行配置,或者是预置的。当地理区域配置了以后,世界将被分成多个区域,这些区域由参考点、长、宽来进行定义。UE在进行区域id确定的时候,会使用区域的长、宽,长度上面的区域数量,宽度上面的区域数量以及参考点进行余的操作。这些信息都是eNB进行配置的或者是预置的

具体来说,对于IC UE,当UE进行资源自主选择的时候,eNB会在SIB21中提供区域和资源的映射关系;对于OOC UE,这个映射关系是预置的。然后UE会选择其所在位置的资源。需要注意的是,这个“区域”的概念不适用于Exceptional资源和Reception资源

移动(切换,小区重选)过程中的操作

传输资源

在切换过程中,传输资源的配置可以在切换命令中携带过来,用来减少切换过程中传输的中断时间。这样的话,在切换流程完成之前,UE就可以使用新的传输资源进行传输了(条件是和同步源进行同步了以后:eNB或GNSS)

  • 如果Exceptional资源包括在切换命令中,在收到切换命令的时刻,UE在Exceptional资源中使用随机资源选择
  • 如果在切换命令中配置了调度的资源,那么在切换过程中,UE使用Exceptional的资源直到相关的timer结束
  • 如果在目标小区中UE配置了自主资源选择,那么UE一直使用Exceptional的资源,直到sensing到自主资源可以使用了
  • 对于Exceptional的情况,UE会暂时使用服务小区SIB21中提供的Exceptional资源并进行随机的资源选择
    • Exceptional的情况包括:RLF;RRC空闲态到连接态的转换;专用V2X直通链路资源池的改变

在小区重选过程中,UE会使用重选目标小区中的Exceptional资源知道sensing到自主资源可以使用了

接收资源

为了减少由于读取目标小区中接收资源时延导致的接收中断时间,同步配置和接收资源配置可以通过切换命令发送给RRC连接态的UE。对于RRC空闲态的UE,这个优化留给了UE实现

资源配置和使用(resource)

当UE能够在V2X直通链路的载波上检测到小区的时候,UE认为在这个载波上是In-Coverage的。此时,UE既可以使用调度的资源,也可以使用UE自主选择的资源,这是由eNB进行配置的。当UE在这个载波上是Out-of-Coverage的时候,传输和接收资源池会预先配置给UE使用。需要注意的是,V2X直通链路的资源是不会给其他非V2X业务来使用的

V2X业务的接收

如果UE有意愿接收V2X业务,在RRC连接态下,UE可给eNB发送”Sidelink UE Information“的消息,用来请求V2X直通链路的资源

如果UE高层指示去接收V2X的的消息且V2X直通链路的资源已经提供了,那么UE就会在这些资源上进行接收

在不同载波上,或者在不同PLMN上的接收依赖于UE的多个Receiver Chain

SPS的支持

V2X直通链路支持多SPS,最多可支持8套SPS的配置,并且8个SPS可以同时被激活。SPS的激活去激活的命令是由eNB的PDCCH来完成的。逻辑信道复用使用现有的LCP流程(基于PPPP)

为了使得SPS的配置更贴近于实际业务的周期,减小时延,UE可以给eNB发送辅助信息。辅助信息中可包括业务特性的参数(例如期望的SPS周期,时间偏移,PPPP,最大TB size等)。该辅助信息的触发留给了UE实现,例如当预期到业务包的到达间隔或者时间偏移发生变化时,UE可触发辅助信息的发送。SR mask在此不适用

同步

服务小区可以发送同步的配置给UE,这时候UE使用这个同步配置就可以。如果UE是Out-of-Coverage的且UE没有收到服务小区的配置,那么UE会使用预置的同步配置。

同步源有三种:eNB,UE,GNSS

  • 当GNSS为同步源时,UE使用UTC时间(从卫星获得)和DFN offset(预置或eNB配置)来计算DFN(Direct Frame Number)和subframe number
  • 当eNB为同步源时,UE使用Pcell或服务小区做同步和下行测量
  • UE可以将正在使用的同步源指示给Pcell

CBR(Channel Busy Ratio)

为了控制信道的使用,网络可指示UE如何根据CBR来调整发送参数。UE会测量所有的发送资源包括Exceptional资源。

  • 当SA池和数据池资源相邻时,仅测量数据池资源即可
  • 若不相邻,则分别进行测量

UE在RRC连接态时可上报CBR测量结果:周期上报或事件上报。

  • 对于事件上报,定义了两个新的事件(Event V1,V2):load大于或小于某个门限
    网络可配置上报哪个发送资源池的CBR测量结果

不管UE是不是在RRC连接态,UE都可以根据CBR来调节发送参数。例如最大发射功率,重传次数,RB数量,MCS,最大信道占用率的限制等。这种调节会应用到所有的发送资源池上包括Exceptional资源

多载频下资源的使用

V2X直通链路在不同载频上的的发送/接收资源包括Exceptional资源可以通过专有信令、SIB21或预配置来提供

  • 服务小区可以指示哪些载频上会有资源配置
  • 如果指示了多个载频,留给UE实现去决定选择哪个频率

如果UE检测到了资源配置/跨载波资源配置,那么UE不再使用预置的资源。那些可能配置资源的载频可以是预置的。当UE做小区重选时,可优先选择有资源配置的载频进行使用

如果UE支持多发送链路(transmission chain),那么其可以在PC5的多个载波上同时进行发送。当V2X支持多个频率的时候,高层负责配置频率和业务的映射关系,UE需要保证特定的业务发送在相关的频率上

UE也可以在其他PLMN上进行接收。相应的资源由服务小区直接指示,或者服务小区指示那些有资源配置的频率。在其他PLMN上的发送是不允许的

与传统上行发送的共存

  • 当传统上行发送和V2X直通链路的传输在相同的载频上发生冲突的时候,UE会优先V2X直通链路的发送(如果PPPP大于配置的门限时)
  • 当传统上行发送和V2X直通链路的传输在相同的时间不同的载频上发生冲突的时候,UE会优先V2X直通链路的发送或降低传统上行发送的功率(如果PPPP小于配置的门限时)
  • 当高层优先传统上行发送,或上行发送为RACH时,UE会优先传统上行发送(无论PPPP是何值)

P-UE(Pedestrian UE)

PUE使用的发送资源可以与V2X直通链路的资源重叠。对于每个发送资源,会配置资源选择机制(包括随机选择,基于部分sensing的选择,或者两者的合集)

  • 当两者的合集配置的时候,UE实现来决定如何选择资源
  • 如果发送资源仅配置了基于部分sensing的选择机制,那么UE不能使用随机选择机制
  • 如果eNB没有提供使用随机选择机制的资源池,那么那些仅支持随机选择机制的PUE是不能进行V2X直通链路的发送的
  • 在Exceptional资源上,PUE使用随机选择机制

对于PUE来说,”区域“的功能不是必须的。PUE会在能力中进行指示。如果PUE支持”区域“的功能,那么eNB只能在专用信令中对其进行”区域"相关的配置

PUE需要节省功率,这个由UE实现和高层机制来完成。PUE不进行CBR的测量,但是仍然需要调整发送参数。用于调整发送参数的配置由RRC专用信令来指示。

DSRC与V2X的共存

为了支持CEN DSRC与V2X的共存,当UE在DSRC tolling station的范围内时,UE执行V2X传输的上层会向下层进行指示

2.UE在收到切换命令之后停止在源小区的上行数据发送、接收

1.1.X2切换成功率与站间距关系

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2.1 S1协议栈

S1切换是通过S1接口source和target eNB之间执行的。在控制面eNB和MME通过S1AP信令通信,在用户面eNB和SGW通过GTP隧道通信。图1显示控制面和用户的S1接口上的协议栈。

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当安装一个新eNB时,就需要在eNB和MME之间执行S1 setup过程。eNB通过发送S1 setup request(eNB ID, eNB Name,TAC)给MME通知eNB配置信息。在MME中也会使用相应的MME容量参数用于MME间的负载均衡。这个值被标记为权值,表示每一个MME处理UE连接的相对容量。eNB连接不止一个MME,当选择一个MME建立新的UE连接时使用这个值。eNB和EPC之间的UE连接如下:在控制面,eNB和MME之间每一个用户的信令都是通过S1AP信令连接提供的,并使用{eNB UES1AP ID, MME UE S1AP ID}标识,在用户面,eNB和SGW之间的每一个用户的S1承载都是通过GTP隧道来提供,并使用{DL S1 TEID (S1 eNB TEID), UL S1 TEID (S1 SGW TEID)}标识。

V2X中的X代表不同的通信目标,包括四种:V2V(汽车),V2I(路边设施),V2N(电信网络),和V2P(行人)

2.4 切换用户面交互

Analysis of Low Success Rate of X2 Switching

X2切换目标基站侧信令流程(通信人才网)

原文链接:

V2X的业务可以通过两种方式提供:PC5接口,和Uu接口。其中PC5接口是在side link(直通联路)基础上定义的接口,使用这种接口,UE之间可以直接进行通信传输。PC5接口可以在OOC(Out Of Coverage)和IC(In Coverage)下使用,但只有授权的UE才能使用PC5接口进行传输。

异系统切换实现LTE到GSM(Global System for Mobile

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目标小区回复切换准备失败消息导致切换出准备失败次数

II. Concept of S1 Handover

二. Uu链路传输

SPS的支持

Uu链路支持多SPS,最多可支持8套SPS的配置,并且8个SPS可以同时被激活。SPS的激活去激活的命令是由eNB的PDCCH来完成的。逻辑信道复用使用现有的LCP流程(基于PPPP)

为了使得SPS的配置更贴近于实际业务的周期,减小时延,UE可以给eNB发送辅助信息。辅助信息中可包括业务特性的参数(例如期望的SPS周期,时间偏移,PPPP,最大TB size等)。该辅助信息的触发留给了UE实现,例如当预期到业务包的到达间隔或者时间偏移发生变化时,UE可触发辅助信息的发送。SR mask在此可以使用

QoS控制

对于点对点的传输,V2X的消息既可承载在Non-GBR bearer上,也可以承载在GBR bearer上。为了满足QoS的要求,Non-GBR的QCI值和GBR的QCI值会被使用

多播方式传输

可以使用SC-PTM或者MBSFN来进行V2X消息的多播。为了减少SC-PTM或者MBSFN多播的时延,SC-PTM/MBSFN和MCH调度时期支持modification period

同样的,在多个载波/PLMN上接收V2X的广播消息是通过UE的多接收链路(receiver chain)来完成的

l 基于负载的异频测量由eNodeB触发。当服务小区负载达到异频负载平衡门限时,eNodeB将根据UE的频点支持能力、ARP(Allocation

切换成功率是移动保持类的重要指标之一,按照涉及的网元关系可以分为ENB内切换成功成功率、ENB间(包括X2切换和S1切换)切换成功率。本文对X2切换成功率低的问题进行分析。

1.基站内小区间切换信令流程,如图1所示:

2.2 和切换相关的S1AP过程和消息

表1和2是在GPP TS 36.413中S1AP的基本过程,包含non-UE和UE相关的过程。这个文档是和切换相关的,所以这里只讨论UE相关的过程。表1列出了S1切换相关的S1AP过程和他们相关的S1AP消息。

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列在上表中的这些S1AP消息在下面详细介绍: 
Handover Required message: 这个消息用于切换准备阶段,由eNB发送给MME,包含target eNB的信息和source cell的无线资源。 
Handover Request message: 这个消息在切换准备阶段使用,由MME发送到target eNB,包含UE上下文信息。 
Handover Request Acknowledge message: 这个消息是在切换准备阶段使用的,它是当在target eNB中成功为UE分配资源时由target eNB发送给MME。target eNB分配DL S1 TEID供S1承载在切换后使用,并分配DL S1 TEID供S1承载(indirect tunnel)用于在切换时下行数据包的传送,包含在这个消息中转发他们。 
handover command message:这个消息用于切换准备阶段,是由MME发送给source eNB。它包含了UE接入target eNB需要的信息(e.g. Target C-RNTI, Target eNB AS Security algorithm, DRB ID, etc.),并包含UL S1 TEID供SGW在切换时用于下行数据包传送。 
eNB status transfer message:这个消息是在切换执行阶段使用,由source eNB发送给MME。指示target eNB应该从哪个数据包开始接收或者发送。 
MME Status Transfer message: 这个消息是在切换执行阶段使用,是由MME发送给target eNB。指示target eNB应该从哪个数据包开始接收或者发送。 
Handover Notify message: 这个消息在切换完成阶段使用,是由target eNB发送给MME,指示UE已经完成到target eNB的切换。 
UE Context Release Command message: 这个消息用在切换完成阶段,是由MME发送给source eNB请求UE上下文的释放。 
UE Context Release Complete message: 这个消息是在切换完成阶段使用,是由source eNB发送给MME指示UE上下文已经释放了。

ADD INTRAFREQHOGROUP: LocalCellId=0

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小区eNodeB内切换出成功次数

2.3 S1 Handover Procedure at a Glance

像之前文档看到的,S1切换过程包括准备,执行,完成阶段。在我们详细介绍之前,我们简要预览一下S1切换过程。

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图2描述了在切换前/中/后需要的过程。方便起见,SGW和PGW被标记为SAE-GW,source和target eNB被标记为SeNB和TeNB。

before S1 handover 
在上图中,UE是通过eNB A获得服务的。当UE检测到测量事件时,UE发送measurement report 给eNB A。

S1 handover preparation 
source eNB基于自己保留的邻区列表信息和在measurement report 消息中包含的邻区信号强度信息选择target eNB作为切换目的地。接着,source eNB意识到通过X2连接切换到target eNB是不可能的,所以决定执行S1切换,并通过MME执行。所有的eNB都是通过S1AP信令和MME通信。这时,target eNB提前分配资源来确保source eNB提供的服务在target eNB同样可用。MME提供给source eNB所有的UE接入target cell需要的所有信息。

期间,target eNB和SGW分配创建indirect tunnel需要的资源,通过这个indirect tunnel,到达source eNB的下行数据转发给SGW,最终发送给target eNB。如下所示:

  • source eNB发送target eNB所需要的信息给MME, 包含在handover required消息中。(1)
  • MME发送handover request消息给target eNB,包含target eNB需要的AS安全信息来创建AS安全基础秘钥和UE上下文。
  • target eNB(2) 
    • 使用从MME获得的S1 S-GW TEID建立上行S1承载,通过这个承载在切换后可以转发上行数据包。并为下行S1承载分配S1 target eNB TEID。(3)
    • 为连接SGW和target eNB的indirect tunnel分配S1 target eNB TEID。
    • 配置handover command消息,包含UE接入target cell所需要的所有的信息。
    • 把这些信息包含在handover request ack发送给MME。(4)
  • MME一旦接收到这个消息,在create indirect data forwarding tunnel request消息中包含target eNB为indirect tunnel分配的S1 target eNB TEID,并把这个消息发送给SGW。(5)
  • SGW 
    • 创建indirect tunnel连接target eNB(6)
    • 分配S1 S-GW TEID用于source eNB和SGW之间的indirect tunnel的创建,并通过Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response消息发送给MME。
  • MME包含i)SGW为indirect tunnel分配的S1 S-GW TEID,ii)包含UE接入target cell所需的信息,包含在handover command消息发送给source eNB。
  • 接着,source eNB创建连接SGW的indirect tunnel。

通过第8和第6步,连接source eNB,SGW,target eNB三个实体的indirect tunnel创建成功了。

S1 handover execution 
现在两个eNB准备好切换了,是时候命令UE执行了。

  • source eNB 
    • 通过发送handover command消息包含UE接入target cell需要的信息命令UE执行切换到target cell(1)
    • 发送eNB status transfer消息通知MME,eNB应该从哪个上行/下行数据包开始接收/发送。(2)
    • 通过indirect tunnel发送从SGW接收到的下行数据包给target eNB。(4)
  • MME通过发送MME status transfer消息通知target eNB,它应该从哪个UL/DL数据包开始发送/接收。(3)
  • UE从source eNB断开,接入到target eNB。(5)
  • 一旦UE成功接入target eNB,UE就立即有能力发送或接收数据包了。(6)

S1 handover completion 
因为MME已经知道UE执行切换,不像X2切换,target eNB不需要MME进行路径修改。一旦UE连接到target eNB,target eNB给MME发送handover notify消息指示UE已经完成切换。

  • 一旦UE连接,target eNB给MME发送handover notify通知切换完成(1)
  • 接着MME请求SGW做S1承载修改。SGW修改下行S1承载路径连接target eNB。(2)(3)
  • SGW改变承载路径:如下

    • SGW通过连接source eNB的下行S1承载发送end marker(EM)停止下行数据包传输。
    • 接着SGW创建连接target eNB的下行S1承载,并恢复下行数据包传输给target eNB。
  • target eNB给UE发送下行数据包如下:

    • target eNB在EM标记数据包到达之前通过indirect tunnel发送下行数据包
    • 一旦EM标记数据包到达,target eNB通过新路径给UE发送数据包。
  • MME:

    • MME通过发送UE context release command消息请求source eNB释放S1承载资源和UE上下文。(4)
    • MME通过发送delete indirect data forwarding tunnel request消息通过SGW释放和indirect tunnel相关的资源。(5)

after S1 handover 
UE现在可以通过eNB B提供服务。

测量控制重配置消息

关键词:切换成功率、S1切换、X2切换

小区eNodeB内切换出尝试次数

References

[1] Netmanias Technical Document, “LTE EMM Procedure 6 – Part 2. X2 Handover”, March 2014,  
[2] 3GPP TS 36.413, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)” 
[3] Netmanias Technical Document, “LTE EMM Procedure 6 – Part 1. Overview of LTE Handover”, March 2014,  
[4] 3GPP TS 36.331, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification” 
[5] Netmanias Technical Document, “LTE Security II: NAS and AS Security”, August 2013,  
[6] Netmanias Technical Document, “Eleven EMM Cases in an EMM Scenario”, October 2013,  
[7] NMC Consulting Group Confidential Internal Report, “E2E LTE Network Design”, August 2010

0.5 + 2 * 0.5 = Ms + 2dB

分原因的系统内每相邻关系切换出请求次数-总和

2.基站间S1切换测试流程:

III. Procedure of S1 Handover

现在我们详细介绍S1切换过程。图4描述了在S1切换之前的EPS承载和信令连接,并包括S1切换准备阶段详细过程。 
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before handover 
1)【UE->eNB】measurement report
 
一旦测量事件触发,UE测量邻区的信号强度,并给服务小区发送measurement report 消息。

handover preparation 
2)【source eNB】handover decision
 
source eNB根据measurement report消息包含的信息和source eNB自己保留的邻区列表信息中选择target eNB。并且发现在两个eNB之间没有有效X2连接可用,source eNB决定执行S1切换。

3)【source eNB->MME】 requesting handover 
source eNB发送handover required消息给MME,请求切换到target eNB。这个消息包含如下: 
Handover Required (Handover Type, Target eNB ID, Source to Target Transparent Container)

  • Handover Required (Handover Type, Target eNB ID, Source to Target Transparent Container)
  • Target eNB ID: 包含Target Global eNB ID and Selected TAI information
  • Source to Target Transparent Container: is used when forwarding the radio-related information of the source cell to the target cell transparently through EPC (MME)

4) [MME] 产生安全上下文转发给target eNB 
MME生成安全上下文{NCC,NH}, target eNB可用产生AS安全基础秘钥。NCC从初始NCC值开始加1,NH是从初始NH值和Kasme值产生的。 
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5)【target eNB <-MME】请求target eNB切换 
MME给target eNB发送handover request消息,代表 source eNB请求切换。这个消息如下: 
Handover Request (UE-AMBR, E-RAB to be setup (E-RAB ID, QCI, ARP, S1 S-GW TEID), Source to Target Transparent Container, UE Security Capability, Security Context)

  • Handover Request (UE-AMBR, E-RAB to be setup (E-RAB ID, QCI, ARP, S1 S-GW TEID), Source to TargetTransparent Container, UE Security Capability, Security Context)
  • E-RAB to be setup: UE’s E-RAB information stored at Source eNB. Includes E-RAB ID, QoS parameters, UL S1 bearer information
  • Source to Target Transparent Container: is used when forwarding the radio-related information of the source cell (e.g. UE radio access capability, RRC configuration Info, etc.) to the target cell transparently through EPC (MME).
  • UE Security Capability: security algorithms supported by UE (encryption and integrity algorithm)
  • Security Context: includes {NCC, NH} to be used when Target eNB derives the AS Security base key, KeNB*

6) [Target eNB] 准备S1 handover 
一旦接收到handover request消息,target eNB开始准备切换为UE提供无缝服务 
i)新的S1承载资源分配:target eNB基于要建立的E-RAB信息,检查source eNB提供的QoS是否在target eNB中可用。如果可用,target eNB使用存储在source eNB中的上行S1承载信息(S1 SGW TEID)建立上行S1承载连接SGW。接着分配S1 target eNB TEID准备下行S1承载。

ii)indirect tunnel资源分配:在UE执行S1切换时,应该有一个从source eNB到target eNB的indirect tunnel。所以,target eNB分配S1 target eNB TEID,SGW可以建立indirect tunnel连接target eNB。

iii)为UE在无线链路上分配资源:基于E-RAB的QoS信息,target eNB为UE在无线链路上保留RRC资源,并分配C-RNTI。

iv)Kenb*产生:使用从MME中接收到的安全上下文信息(NCC1,NH1)来产生Kenb*,接着获得AS安全秘钥(KRRCint, KRRCenc, KUpenc)。接着,当UE连接到target eNB是,UE和target eNB可以使用这些秘钥来安全的通信。图5显示了Kenb是怎么产生的。我们可以看到Kenb 从NH1,PCI,频点生成。 
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7)【target eNB->MME】通知MME准备完毕 
target eNB给MME发送handover request ack消息,消息中包含了step-6中的所有资源。这些消息如下所示: 
Handover Request Ack (E-RAB Admitted(E-RAB ID, S1 Target eNB TEID, DL S1 Target eNB TEID), Handover Command (Target C-RNTI, Target DRB ID, AS Security Algorithm of Target eNB))

  • E-RAB Admitted

    • E-RAB ID: E-RAB ID allocated by the target eNB
    • S1 Target eNB TEID: DL S1 TEID that the target eNB allocated to S-GW for establishment of S1 bearer connecting to itself.
    • DL S1 Target eNB TEID: DL S1 TEID that the target eNB allocated for establishment of an indirect tunnel for handover through which to deliver DL packets.
  • Handover Command: Transparent Container, delivered by the target eNB to the source eNB, that contains the radio information of the target cell that UE needs to access the target eNB.

    • Target C-RNTI: C-RNTI allocated by the target cell to identify UE.
    • Target DRB ID: ID of DRB that the target eNB set to deliver user packets over the radio link.
    • Target DRB ID: ID of DRB that the target eNB set to deliver user packets over the radio link.

8)【MME->SGW】请求S1承载创建用于下行数据包传输 
MME给SGW发送Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request消息,请求创建indirect tunnel用于交付下行数据包。这个消息包括GTP TEID(S1 Target eNB TEID,target eNB分配的)

9)【MME<-SGW】通知MME S1承载创建完成 
SGW一旦接收到Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request消息,创建一个连接target eNB的indirect tunnel。接着分配S1 SGW TEID,通过Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response消息转发给MME,source eNB可以使用这个TEID穿件indirect tunnel连接SGW。

10)【source eNB<-MME】通知完成切换 
MME发送给source eNB handover command消息包含i)S1 SGW TEID(在step-9从SGW接收到)ii)包含包含handover command消息(在step-7从target eNB接收到的) 
source eNB从handover command消息中知道target eNB和EPC已经准备UE切换了。

handover execution 
图6描述了S1切换的执行阶段。 
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11)【UE<-source eNB】命令UE执行切换 
一旦source eNB准备好切换,source eNB发送handover command消息命令UE执行切换。这个消息是包含在RRC connection reconfiguration消息中的。

12)【UE】执行切换 
一旦UE从handover command消息中获得C-RNTI和DRB ID,并从source eNB detach。现在UE和source eNB之间的所有的数据包交换都停止了,切换中断时间开始了。

13)【UE】AS安全建立 
UE产生AS安全秘钥用于target eNB的无线链路。首先产生Kenb*,接着使用target eNB选择的AS安全算法产生AS安全秘钥 (KRRCint, KRRCenc, KUPenc)。

14)~15)【source eNB->MME.MME->target eNB】通知从哪个数据包开始发送/接收 
source eNB发送eNB status transfer 消息,包含DL count和UL count给MME。接着MME通过MME status transfer消息包含相同的信息给target eNB。这是为了让target eNB知道从哪个数据包开始发送/接收数据包。这里这个count值是PDCP PDU计数,每一个count是32bit值,包含HFN超帧号和PDCP序列号SN。这个消息如下: 
eNB Status Transfer (DL Count, UL Count) 
 DL Count: Count of the first packet to send to the UE 
 UL Count: Count of the first packet to receive from the UE

在发送eNB status transfer消息之后,source eNB开始通过indirect tunnel转发从SGW到达的下行数据包给target eNB。target eNB缓存这些数据包,知道UE成功接入到target eNB。

16)-18)【UE,target eNB】UE接入到target eNB 
16)UE检测到target eNB的同步信号并执行同步到target eNB。一旦同步完成,UE发起非竞争的随即接入。17)target eNB给UE发送时间偏移信息和上行授权。18)UE给target eNB发送handover confirm消息包含在RRC connection reconfiguration complete消息中。

现在UE可以从target eNb接收或发送数据包了。切换中断时间结束。

19)【UE~target eNB】无线链路上的安全通信 
UE和target eNB之间的所有的RRC信令消息和用户数据包都是使用AS安全秘钥安全传输的。rrc信令消息是完整性保护和加密的,用户数据是加密的。

20)【target eNB】恢复下行数据包交付给UE 
随着UE成功连接到target eNB,target eNB通过下面的路径恢复发送缓冲的下行数据包给UE。 
S5承载( PGW到SGW)—-S1承载(SGW到source eNB)—–S1承载(source eNB到SGW)—-S1承载(SGW到target eNB)—DRB(target eNB到UE)

对于UE发送的数据包,target eNB检查是否以正确的顺序接收到上行数据包,接着通过下面的路径转发给SGW。 
DRB(UE到target eNB)—S1承载(target eNB到SGW)—S5承载(SGW到PGW)

handover completion 
图7描述了S1切换结束阶段的过程。

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21)【target eNB->MME】请求EPS承载路径转换 
一旦UE成功接入,target eNB通过发送handover notify消息给MME通知UE已经成功完成了S1切换,这个消息中包含ECGI和TAI。

22)~27)修改EPS承载 
MME转发由target eNB分配的S1 target eNB TEID给SGW(通过发送modify bearer request消息)。通过这种方式请求SGW修改承载路径。接着SGW建立下行S1承载连接target eNB。一些SGW,根据UE初始附着时的选项设置,需要报告UE的服务小区是否发生变化。就需要SGW发送modify bearer request消息给PGW(PGW报告给PCRF),根据EPS会话修改过程,表示UE服务小区发生变化了。

28)~29)【SGW】修改S1承载路径 
SGW转换下行数据包转发路径为连接target eNB的下行S1承载。首先SGW发送end marker(EM)来指示发送给source eNB的最后一个数据包。接着它通过连接target eNB的S1承载来发送下行数据包。

30)【target eNB】数据包重新排序 
现在,target eNB接收到从source eNB转发过来的下行数据包,和通过新修改的路径的下行数据包。所以应该以正确的顺序交付给UE。首先target eNB转发从indirect tunnel接收到的数据包,接着当EM到达时,就是知道从indirect tunnel的最后一个数据包,接着发送从新修改的路径上接收到的下行数据包给UE。

31)~32)【source eNB<->MME】释放存储在source eNB中的UE上下文和S1资源 
MME通知source eNB,source eNB可以释放indirect tunnel和S1资源,以及UE上下文了(通过发送UE context release command消息)。

33)~34)【MME<->SGW】MME给SGW发送delete indirect data forwarding tunnel 
request消息请求释放indirect tunnel。一旦接收到这个请求,SGW释放indirect tunnel,并发送delete indirect data forwarding tunnel response消息通知MME释放完成。

用于事件A3评估判决的Mn和Ms测量量类型,由参数IntraFreqHoA3TrigQuan决定,该值由3GPP协议36.331规定在测量控制中的报告配置中给出,可选类型为RSRP或RSRQ,我司当前实现默认为RSRP。

1.X2切换基础分析

1)ENB间切换相关的指标描述如下:

IV. EPS entity information:before/after S1 handover

在intra-LTE环境中,在S1切换前后存储在EPS实体中的信息和X2相同、

  • 切换相关的As安全上下文会根据切换的类型不同俄日变化(S1 or X2)。切换安全在本篇文档范围之外。
  • 在切换过程中,EPS实体中存储的信息十分相同,但是也会根据切换类型而不同。

l 基于业务的异系统测量由eNodeB触发。eNodeB识别拥有某种业务(如语音业务)的UE,进行基于业务的异系统测量。

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小区eNodeB内切换出尝试次数

I. Introduction

之前的文档,我们讨论了X2切换,这篇文档我们关注在EPC干预下的S1切换。这里,我们假设source和target eNB连接在同一个MME/SGW,并且位于UE的TAI列表中的同一个TA下。第二章我们描述S1切换的概念,第三章我们详细描述S1切换,最后第四章我们总结在S1切换前后EPS实体信息的变化。

A3触发机制图示

3)切换失败过早切换出失败次数占比较大(切换开始后短时间内发生无线链路失败、切换失败导致UE重建回源小区 )。

指标

V. closing

目前为止,我们讨论了在SGW和MME都不发生变化时的S1切换过程。不想X2切换,在S1切换中,EPS知道UE的切换。EPC从切换准备阶段参与到切换过程。它和source eNB,target eNb协作共同完成切换。 
在EMM case-6我们讨论了LTE 切换。接下来对我们将讨论小区重选。

事件A3触发机制原理如下图所示,当事件A3在延迟触发时间TimeToTrig内都满足触发条件,则UE对事件A3进行事件转周期的上报;

2)原小区已经将切换命令发给终端,但未收到“UE CONTEXT RELEASE ”切换失败50%在该处。

小区eNodeB间切换出成功次数

MOD INTRAFREQHOGROUP: LocalCellId=0 IntraFreqHoGroupId=0

3)有311个小区切换次数大于1000次,切换成功率低于50%,建议切换成功率低于10%的切换对直接删除,切换成功率在10-50%之间的修改邻区切换偏移,让切换难发生(因为切换失败过早切换出失败次数占比较大)。

ENB内切换成功率= eNB内切换出成功次数/eNB内切换出请求次数*100%,具体统计公式请参见《ENB统计项和计数器说明》

其中Off即为MML配置命令中的IntraFreqHoA3Offset参数(单位0.5dB),Hys即为MML配置命令中的IntraFreqHoA3Hyst(单位0.5dB)按当前配置:

提升4G网络覆盖率、参数调整增加切换难度等方式优化。

切换(Handover)是移动通信系统的一个非常重要的功能。作为无线链路控制的一种手段,切换能够使用户在穿越不同的小区时保持连续的通话。切换成功率是指所有原因引起的切换成功次数与所有原因引起的切换请求次数的比值。切换主要的目的是保障通话的连续,提高通话质量,减小网内越区干扰,为UE用户提供更好的服务。

l 基于上行链路质量的异频测量由eNodeB触发。eNodeB发现UE上行链路质量受限时,进行基于上行链路质量的异频测量。

Handover success rate is one of the important indicators of mobile retention class. According to the network element relationship involved, handover success rate can be divided into within ENB handover success rate, handover success rate between ENB (including X2 handover and S1 handover). This paper analyses the problem of low success rate of X2 handover.

核心网原因导致切换出准备失败次数

当服务小区存在异频邻区时:

某试点区域平均站间距较大,通过数据统计,站间距与X2切换成功率成反比,站间距小于600m时,X2切换成功率98%以上;当站间距大于600m时,整体切换成功率达不到基准值98%;站间距大于2000m是,X2切换成功率仅为93.38%。某试点区域大站间距小区较多,站间距大于1500m的小区占21.83%。如下图所示:

源小区接收到测量报告后不触发切换命令导致切换失败次数

IntraFreqHoGroupId=0 IntraFreqHoA3TimeToTrig=320ms;

2.2.切换失败处理建议

目标小区回复切换准备失败消息导致切换出准备失败次数

在目前商用现网中异频/异系统切换的应用很少,暂不详细说明。下面以最常用的同频切换为例,说明各个参数的用途:

3.总结

1.指标定义

UE收到切换命令后,中断与源eNB(小区)的交互,并尝试接入目标eNB(小区),这个交互过程有3条交互信息,但在标准信令接口仅体现第3条(习惯上称为MSG3)

1)切换请求次数到切换出准备成功次数,成功率99.54%,原小区向目标小区切换,目标小区基本成功响应。

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切换事件上报后转周期上报的周期配置IntraFreqHoRprtInterval参数,当前3.0版本配置为320毫秒,表示UE在上报A3事件测量报告后,如果满足上报A3事件条件,会每隔IntraFreqHoRprtInterval毫秒后上报A3事件测量报告,直到收到切换命令或不满足A3事件条件。此参数配置越小,A3测量报告在空口的发送越快,当前此参数配置较小的320ms是为了加快L3在处理流程中,如果出现丢弃A3测量报告的情况下,尽快处理后续的A3切换测量报告,通常情况下并不会发生L3丢弃A3测量报告的情况,所以此参数对切换的KPI指标影响很小。

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