X2接口切换专题分析.docx
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X2接口切换专题分析
X2切换专题分析
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
2．1LTE系统架构
从上图可以看出，eNodeB之间的接口就为X2接口，S1接口是MME/SGW与eNodeB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。
2．2X2接口简介
X2接口实现了eNodeB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SNStatusTransfer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12X2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RRCConnectionReconfigration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RRCConnectionReconfigrationComplete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HANDOVERREQUEST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OldeNodeBUEX2APID，MME分配的MMEUES1APID，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HANDOVERREQUEST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NeweNodeBUEX2APID、OldeNodeBUEX2APID、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RRCConnectionReconfigration消息命令UE执行切换动作；
9）UE向目标eNodeB发送RRCConnectionReconfigrationComplete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PATHSWITCHREQUEST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MMEUES1APID、目标侧侧分配的eNodeBUES1AP、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PATHSWITCHREQUESTACKNOWLEDGE消息，表示可以在新的SAEbearers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UECONTEXTRELEASE消息；
13）源eNodeB释放该UE的上下文，包括空口资源和SAEbearers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HANDOVERREQUEST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HANDOVERREQUIRED消息发起切换请求，MME向目标eNodeB发送HANDOVERREQUEST消息。
2）HANDOVERREQUESTACKNOWLEDGE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HANDOVERREQUESTACKNOWLEDGE消息，再由MME发送HANDOVERCOMMAND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切换明显减少，分母减少明显，导致成功率有所下降，但总切换成功率变化不大。
7、总结
本次对南朗127个LTE站点手动配置了X2接口链路，通过对路测及后台指标的分析，可以发现，eNodeB之间配置X2接口链路后，对各项重要指标没有太大的影响，同时X2切换成功率都维持在较高水平；X2切换相对S1切换来看，可以节省S1接口资源，节省对核心网节点的影响，降低信令负荷,虽然目前4G用户尚少，用S1切换也对核心网影响不大，但将来巨大的4G用户将会产生巨大的信令负荷量，X2切换会成为LTE的主要切换方式。
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