LTE X2接口协议

LTE X2接口协议目录X2接口概述X2接口的功能 X2接口的协议结构 X2接口的规范基于X2接口控制平面的切换流程基站间互发现X2接口概述X2接口实现了eNBs之间的互通，支持两个eNBs之间信令信息的交互，支持将PDUs前转到各自的隧道终结点。从逻辑上说，X2接口在两个eNBs之间是点对点的接口。点对点的连接使得在两个eNBs之间缺少直接物理连接的场景下，依然是可行的。支持不同厂商eNBs之间的互连互通，X2接口无线网络功能和传输网络功能的分离有利于未来技术的演进。X2接口的功能支持支持LTE_ACTIVE 状态下的状态下的UE在在LTE接入系统内的移动接入系统内的移动性性源eNB到目标eNB的上下文传递源eNB和目标eNB之间用户平面隧道的控制切换取消负载管理负载管理小区间干扰协调小区间干扰协调上行干扰负荷管理X2接口综合管理和错误处理功能接口综合管理和错误处理功能错误指示跟踪功能跟踪功能X2接口的协议结构X2接口的规范X2接口物理层协议(TS36.421)X2接口信令传输协议(TS36.422)X2接口应用协议(TS36.423)X2接口数据传输协议(TS36.424)X2接口信令传输协议X2信令承载提供的功能信令承载提供的功能提供了X2接口上可靠的X2-AP消息传输提供了网连（networking）和路由功能提供信令网的冗余 X2接口信令传输协议X2信令承载的协议栈信令承载的协议栈 X2接口信令传输协议X2接口信令传输协议介绍接口信令传输协议介绍数据链路层：支持任何适当的数据链路层协议 IP层：eNB应该支持IPv6和/或IPv4。为了传送X2-AP消息，X2的IP层只能支持点到点传输。eNB支持差分服务标记。传输层：支持SCTP X2接口应用协议X2APX2AP的功能的功能移动性管理：该功能允许eNB将UE的控制功能转移到另一个eNB。用户数据的前转是移动性管理功能的一个组成部分。负载管理：允许eNB之间相互指示过载情况及业务负载状况。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。X2接口应用协议X2AP过程 基本过程基本过程 类型1X2SETUPFAILUREX2SETUPRESPONSEX2SETUPREQUESTX2 建立 RESETRESPONSERESETREQUEST复位HANDOVERCANCEL切换取消HANDOVERPREPARATIONFAILUREHANDOVERREQUESTACKNOWLEDGEHANDOVERREQUEST切换准备响应消息响应消息非成功的输出成功的输出触发消息基本过程X2接口应用协议X2AP过程基本过程基本过程 类型2基本过程基本过程触发消息触发消息负载指示LOAD INFORMATIONSN状态传输SN STATUS TRANSFER资源释放RELEASE RESOURCE错误指示ERROR INDICATIONX2AP基本过程切换准备切换准备 作用 该过程为即将发生的切换在目标eNodeB中建立必要的资源。成功的操作X2AP基本过程切换准备切换准备 不成功的操作X2AP基本过程vSN状态传输 作用 在X2切换过程中，为每一个申请了PDCP SN状态保存的SAE承载，从源eNB到目标eNB，传输上行PDCP-SN接收端状态和下行PDCP-SN发送端状态。成功的操作X2AP基本过程v资源释放 作用 目标eNodeB利用该过程释放源eNodeB。成功的操作X2AP基本过程v切换取消 作用 切换取消过程用于取消已经准备好的切换。成功的操作X2AP全局过程v负载指示 作用 目的是在同频相邻eNodeBs之间，传递上行链路干扰过载指示，从而可以实现干扰协调的作用。成功的操作X2AP全局过程v错误指示 作用 用于同等实体报告在收到的消息中检测到的错误。成功的操作X2AP全局过程vX2建立 作用 通过X2接口为两个eNodeBs交互传输需要的应用层数据。成功的操作非成功的操作X2AP全局过程v复位指示 作用 在发生异常错误时，校准eNB1和eNB2中的资源。成功的操作X2接口数据传输协议X2接口的传输协议栈接口的传输协议栈 X2接口数据传输协议X2接口数据传输协议介绍接口数据传输协议介绍数据链路层：支持任何适当的数据链路层协议 UDP/IP层：eNB应该支持IPv6和/或IPv4。eNB支持差分服务标记。GTP-U：用于X2接口数据的流传输。基于X2接口的控制平面切换流程基站间互发现机制基站部署后，会构成邻区结构，邻区，就是基站为了终端基站部署后，会构成邻区结构，邻区，就是基站为了终端能顺利切换而设置的目标小区的集合能顺利切换而设置的目标小区的集合发现过程发现过程通过配置或基站间邻区自组织机制（ANR-AutomaticNeighborRelation,等），每个基站有其不同方向邻居机制的ID等信息；终端移动过程中，依据信号可确定邻区方向，并选定一个基站，依据基站的ID，建立X2的连接；在运营商实际管理时，会规划划分基站簇，在簇内，通过基站间通信；簇间，通过S1接口，与核心网MME通信进行切换管理。移动性相关补充移动性管理移动性包括空闲状态下的移动性和连接状态下的移动性。小区选择、重选属于空闲状态下的移动性。基本沿用UMTS系统的原则，仅修改了测量属性、小区选择/重选的准则等。PLMN选择的原则基于UMTS的PLMN选择原则。切换属于连接状态下的移动性。LTE系统内的切换采用网络控制、UE协助的方式。LTE的切换属于后向切换：由源基站发起的切换过程，其特征是源基站主动将UE上下文（context）发送给目标基站。移动性管理是蜂窝移动通信系统必备的机制，能够辅助移动性管理是蜂窝移动通信系统必备的机制，能够辅助LTE系统实现负载均衡、提高系统实现负载均衡、提高用户用户体验以及系统整体性体验以及系统整体性能。能。移动性管理如果移动设备和网络之间的与切换有关的信息通过旧的路径进行交换就称为后向切换。一般由服务基站发起切换，并和目标基站进行信息交互为终端接入目标基站预留资源。在lte系统中使用此方法，与切换过程有关的所有信息通过服务基站交换。后向切换可以理解为网络控制/终端辅助的切换后向切换后向切换后向切换如果移动设备直接将相关信息发送到新基站，该切换就称为前向切换如果移动设备直接将相关信息发送到新基站，该切换就称为前向切换。一般由终端和目的基站发起切换并从原基站获得用户上下文。所以前向切换可以理解为基于终端的切换前向切换前向切换前向切换跟踪区（TA）跟踪区（Tracking Area）是LTE/SAE系统为UE的位置管理新设立的概念。跟踪区设计要求：对于LTE的接入网和核心网保持相同的位置区域的概念当UE处于空闲状态时，核心网能够知道UE所在的跟踪区当处于空闲状态的UE需要被寻呼时，必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼在LTE系统中应尽量减少因位置改变而引起的位置更新信令。周期性TAU计时器：T3412跟踪区(TA)多注册TA多个TA组成一个TA列表，同时分配给一个UE，UE在该TA列表内移动时不需要执行TA更新。当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时，需要执行TA更新，MME给UE重新分配一组TA，新分配的TA也可包含原有TA列表中的一些TA。每个小区只属于一个TA 同一TA下的UEs可分配不同的TA List.多注册TAUE的RRC状态及迁移RRC_IDLERRC_CONNECTED无活动执行注册 搜索网络(PLMN)“驻扎”小区(campon)减少活动，DRX，节电PLMN改变与注销新业务周期TA超时更新DEADUE的RRC状态及迁移空闲状态特征空闲状态指ECM-IDLE状态，其主要特征如下：UE和网络之间没有信令连接，在E-UTRAN中不为UE分配无线资源并且没有建立UE上下文；UE和网络之间没有S1-MME和S1-U连接；UE在有下行数据到达时，数据应终止在S-GW，并由MME发起寻呼；网络对UE位置所知的精度为TA级别；当UE进入未注册的新TA时，应执行TA更新；应使用DRX等具有节省电力的功能。空闲状态特征连接状态连连接状接状态态指指ECM-CONNECTED状状态态，其主要特征如下：，其主要特征如下：UE和网络之间有信令连接，这个信令连接包括RRC连接和S1-MME连接两部分；网络对UE位置所知精度为小区级；UE移动性管理由切换过程控制；S1释放过程将使UE从ECM-CONNECTED状态迁移到ECM-IDLE状态。.连接状态特征小区重选小区重选时机：开机驻留到合适小区即开始小区重选UE通过测量发现有邻近小区满足重选条件；通过测量发现服务小区S值小于0（此时重选列表不包括服务小区）；服务小区系统消息发生变化，指服务小区被BAR（此时重选列表也不包括服务小区）小区重选的原则：UE通过测量服务小区和邻小区的属性来使能小区重选过程服务小区的系统信息指示UE搜索和测量邻小区的信息小区重小区重选选准准则则涉及服涉及服务务小区和小区和邻邻小区的小区的测测量量小区重选参数可以适用于小区中的所有UE，但有可能对某个UE或UE组配置特定的重选参数。通过参数：cellbarred设置小区是否为禁止小区。禁止小区不允许UE驻留。小区重选小区重选过程UE评估基于优先级的所有RAT频率UE用排序的准则并基于无线链路质量来比较所有相关频率上的小区一旦重选目标小区，UE验证该小区的可接入性无接入受限，重选到目标小区小区重选过程切换的目的基于当前网络服务质量的切换：切换的基本目标指示UE可与比当前服务小区信道质量更好的小区通信为UE提供连续的无中断的通信服务同频切换和异频切换基于当前网络覆盖的切换：UE失去当前RAT的覆盖，异系统切换基于当前网络负荷的切换覆盖当前区域小区负载不平衡时资源共享，同频/异频/异系统切换LTE切换目的LTELTE采用采用硬切硬切换换先断开，再先断开，再连连接接LTE采用硬切换切换三步曲测量测量控制 测量的执行与结果的处理 测量报告 主要由主要由UE完成完成判决以测量为基础 资源申请与分配 主要由网主要由网络络端完成端完成执行信令过程 支持失败回退 测量控制更新判决执行测量切换三步曲测量控制通知UE需要测量的对象、小区列表、报告方式、测量标识、事件参数等测量条件改变时，eNB通知UE新的测量条件RRCConnectionReconfigurationRRCConnectionReconfigurationCompleteUEEUTRAN测量控制测量控制测量控制：eUTRAN下发的测量配置参数测量对象：LTE同频或异频、UTRA的一组同频小区、GERAN的一组频率、CDMA2000的一组同频小区测量上报配置：周期或事件报告；报告格式包含测量量和相关信息测量标识：测量ID的列表，Measurement ID测量间隙：UE使用这个间隙执行测量，此时不进行上下行调度测量控制同系统内测量事件同系统内的测量事件采用 AX 来标识，同系统内事件报告种类A1：服务小区比绝对门限好。用于停止正在进行的异频/IRAT测 量，在RRC控制下去激活测量间隙。类似于UMTS里面的2F事件。A2：服务小区比绝对门限差。指示当前频率的较差覆盖，可以开始异频/IRAT测量，在RRC控制下激活测量间隙。类似于UMTS里面的2D事件。A3：邻小区比（服务小区+偏移量）好。满足条件时，源eNodeB启动同频/异频切换请求。A4：异频邻小区比绝对门限好，满足条件时，源eNodeB启动异频切换请求。用于负载平衡。A5：服务小区比绝对门限1差，邻小区比绝对门限2好。可用于负载平衡。类似于UMTS里面的2B事件.同系统内测量事件概述LTE系统内连接状态下的移动性管理，包括EPC节点的重定位和UE切换过程。EPC节点重定位包括MME重定位和S-GW重定位。切换的发起总是由源侧决定，源侧的eNodeB控制并评估UE和eNodeB的测量结果，并考虑UE的区域限制情况，判定是否发起切换。在目标系统中预留切换后所需的资源，待切换命令执行后再为UE分配这些预留的资源。当UE同步到目标系