LTE X2协议研读

LTEX2接口协议研读报告4G项目部胡静目录X2接口的概要介绍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相关提案列表接口的概要介绍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。接口的功能支持LTE_ACTIVE状态下的UE在LTE接入系统内的移动性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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错误指示跟踪功能接口的规范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)接口信令传输协议X2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提供信令网的冗余接口信令传输协议X2信令承载的协议栈SCTPIPDatalinklayerX2-APPhysicallayerRadioNetworkLayerTransportNetworkLayer接口信令传输协议X2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接口应用协议－X2APX2AP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。接口应用协议－X2AP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接口应用协议－X2AP过程基本过程－类型2基本过程触发消息负载指示LOADINFORMATIONSN状态传输SNSTATUSTRANSFER资源释放RELEASERESOURCE错误指示ERRORINDICATION基本过程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sourceeNodeBHANDOVERREQUESTHANDOVERREQUESTACKNOWLEDGEtargeteNodeB基本过程切换准备不成功的操作sourceeNodeBHANDOVERREQUESTHANDOVERPREPARATIONFAILUREtargeteNodeB基本过程SN状态传输作用在X2切换过程中，为每一个申请了PDCPSN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sourceeNodeBSNSTATUSTRANSFERtargeteNodeB基本过程资源释放作用目标eNodeB利用该过程释放源eNodeB。成功的操作[X2AP]ReleaseResourceTargeteNBSourceeNB基本过程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sourceeNodeBHANDOVERCANCELtargeteNodeB全局过程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eNBLOADINFORMATIONeNB全局过程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eNB2eNB1ERRORINDICATION全局过程X2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eNodeBX2SETUPREQUESTeNodeBX2SETUPRESPONSEeNodeBX2SETUPREQUESTeNodeBX2SETUPFAILURE非成功的操作全局过程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eNB1LayerRESETRESPONSERESETREQUESTeNB2Layer接口数据传输协议X2接口的传输协议栈GTP-UUDPIPv6(RFC2460)and/orIPv4(RFC791)DatalinklayerPhysicallayer接口数据传输协议X2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。相关提案切换删除过程提案名称HOCancelProcedure提案出处RANWG3#58，R3-072280概要内容1.关于切换删除过程，现在默认的原则是：-切换删除过程的触发不能在切换准备过程结束之前进行。-不需要HandoverCancelAcknowledge。2.但如果考虑X2切换和RRC过程的交互，也许可以在切换准备之前，进行切换删除过程。可能发生的场景如，在进行PLMN内，同频eNB间切换。切换准备过程中，UE会一直进行测量，如果测量结果是目标小区变差，或是源小区当前频点质量变好，这时，在切换准备过程结束之前，删除切换过程可能会更好些。3.如果可以在切换准备过程结束之前触发切换删除过程，则需要HandoverCancelAcknowledge。因为可能会发生，源eNB发送了HOCancelRequest消息后，收到HORequestAcknowledge消息，为了避免源eNB混乱，需要HandoverCancelAcknowledge消息。相关提案下行NAS消息处理提案名称TextproposalforDLNASmessagehandlingduringX2提案出处RANWG3#58，R3-072081概要内容在进行X2切换过程中，eNB不能传递NASPDU给UE，eNB会返回MME一个下行DownlinkNASTransportFailure消息，没有被传递的NAS消息包含在内。如果X2切换成功，MME收到HANDOVERCOMPLETE消息，MME会重新发送NASPDU给目标eNB。如果X2切换失败，由两种解决办法：-利用MME中的预警定时器：当MME收到指示NAS消息传递失败的拒绝消息时，启动定时器。当受到HANDOVERCOMPLETE消息，定时器取消，MME会重新发送NASPDU给目标eNB。如果切换失败，定时器超时会触发MME重新发送没有传递的NAS消息给源eNB。Pros：执行简易；Cons：设置定时器时间困难。-利用S1-AP中的通知消息：当切换失败，UE返回源eNB，并且源eNB已经拒绝传递NAS消息给UE，源eNB会发送通知消息触发MME重新发送拒绝的NAS消息给源eNB。Pros：比预警定时器更有效。Cons：需要提供新的消息给S1-AP。提议：在S1-AP中添加新的通知消息，在切换失败的场景下，重新触发MME重新传递NAS消息。相关流程请参阅36.413相关提案负载信息提案名称X2LoadInformation提案出处RANWG3#58，R3-072220概要内容提案主要内容如下：1.由于上下行业务的非对称性，建议负载信息上、下行分开定义。2.如果只给出当前的负载状况，如(0-100%)，目标eNB将不知如何对减少源eNB的负载状况作出反映。因此改进关于负载信息的定义十分必要。提议采用剩余资源的方式定义负载状况，并要区分实时和非实时。3.负载信息定义为上行干扰和下行相对传输功率。下行相对传输功率指整个系统带宽的发送功率的总和与最大传输功率的比值的平均。平均的周期可以由OAM配置。相关提案下行数据前转提案名称SpecificationofDLdataforwardingoverX2提案出处RANWG3#58，R3-072230概要内容提案主要为实现eNBs间无损切换，提出了通过X2接口进行下行数据前转的一些原则，主要内容为：1.PDCPSND（源eNB中最后一个处理过的下行数据包的PDCPSN＋1）要包含在STATUSTRANSFER消息中发给目标eNB，如果前转隧道已经建立，目标eNB用SND来标记第一个来自隧道的未标记的数据包，如果隧道没有建立，目标eNB用SND来标记通过新的S1发来的新数据包。但由于PDCPSN只在RLCAM模式下保存，因此，提案建议：只有在RLCAM模式下的数据承载，需要将SND包含在STATUSTRANSFER消息中。2.对于无损的前转方式，UE不能发送收到的断序的数据包给高层，而对于有损方式的前转，UE要立刻将收到的数据包发送给高层。同时对于目标eNB来说，无损方式的前转，目标eNB会发起选择性重传，并通知UE发送状态报告，而有损方式的前转，不需要UE发送状态报告。因此，方案一是：目标eNB通过HOCommand消息通知