LTE_TDD问题定位指导书-切换篇-2013(案例后面很经典)6633.pdf
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1、修正版 产品名称Product name 密级Confidentiality level LTE TDD 内部公开 产品版本Product version Total 61 pages 共61页 LTE TDD问题定位指导书-切换篇 目 录 1 免责说明.错误!未定义书签。2 概述.4 3 切换原理.4 3.1 切换相关参数.5 3.1.1 切换门限.5 3.2 同频切换.6 3.2.1 站内切换信令交互.7 3.2.2 跨X2的站间切换信令交互.8 3.2.3 跨S1的站间切换信令交互.8 3.3 异频/异系统切换.9 3.3.1 异频切换.9 3.3.2 异系统切换.10 3.3.3 门限
2、值应用.11 3.4 切换用户面交互.13 4 切换相关KPI指标.14 4.1 切换成功率.14 4.2 切换信令面时延.14 4.3 切换用户面中断时延.14 4.3.1 上行应用层中断时延.15 4.3.2 下行应用层中断时延.15 4.3.3 网络侧上行RLC层中断时延.16 4.3.4 网络侧下行RLC层中断时延.16 修正版 4.3.5 终端侧上行RLC层中断时延.16 4.3.6 终端侧下行RLC层中断时延.16 5 切换问题定位方法.16 5.1 切换失败问题定位.16 5.1.1 UU接口信令异常.16 5.1.2 X2接口信令异常.18 5.1.3 S1接口信令异常.20
3、5.2 切换时延问题定位.22 5.2.1 切换信令时延问题定位.22 5.2.2 切换用户面时延问题定位.23 6 切换问题定位的相关操作.23 6.1 信令观察方法.23 6.1.1 网络侧观察方法.24 6.1.2 终端侧观察方法.24 6.1.3 切换相关信令的确认.24 6.2 用户面时延观察方法.26 6.2.1 应用层切换时延观察方法.26 6.2.2 RLC层切换中断时延观察方法.27 6.3 建议的解决措施.29 7 案例参考.31 7.1 切换失败问题.31 7.1.1 UE发多条测量报告仍没有收到切换命令.31 7.1.2 切换过程随机接入失败.错误!未定义书签。7.1.
4、3 加密及完整性配置问题导致消息解析失败.32 7.1.4 测量报告丢失.33 7.1.5 切换命令丢失.36 7.1.6 下行信道质量差导致发送preamble达最大次数仍未收到RAR.36 7.1.7 UE DSP切换失败,收到切换命令后不回切换完成.38 7.1.8 eNB下发RRC信令等待UE反馈,不处理切换命令.40 7.1.9 X2_IPPATH配置错误导致切换失败为例进行分析.41 修正版 7.1.10 切换点离目的小区较远 超出了Ncs_Index相应的最大理论接入半径.42 7.1.11 X2切换,源侧发出切换请求,没有收到切换响应.43 7.1.12 X2切换,目标侧发送S
5、1AP_PATH_SWITCH_REQ未收到响应.43 7.1.13 X2切换准备时间过长错过最佳切换时间.44 7.1.14 UE侧处理系统消息及切换命令流程冲突.错误!未定义书签。7.1.15 核心网功能问题导致的S1切换失败.46 7.1.16 S_RSRP、N_RSRP都比较高的站内切换,用较小的HO_TTT(64ms),可以在信号恶化之前及时进行切换.47 7.1.17 信号交迭区,快速触发切换容易造成频繁的切入切出,信号陡降造成切换失败 50 7.1.18 切换门限改小后乒乓切换次数增多,但是由于切换更加及时,切换失败次数减少.错误!未定义书签。7.1.19 外部小区配置错误导致无
6、法切换.53 7.2 切换用户面时延大问题.54 7.2.1 X2 IPPATH配置错误导致切换大时延.54 7.2.2 切换命令重传导致切换大时延.55 7.2.3 源侧数据包CRC连续错导致切换大时延.56 7.2.4 随机接入Preamble重传导致切换大时延.57 7.2.5 UE未发/晚发PDCP状态报告.58 7.2.6 UE侧处理系统消息及切换命令流程冲突.59 8 参考文档.错误!未定义书签。修正版 1 概述 无线通讯的最大特点在于其移动性控制,对于终端在不同小区间的移动,网络侧需要实时监测UE并控制在适当时刻命令UE做跨小区的切换,以保持其业务连续性。在切换的过程中,终端与网
7、络侧相互配合完成切换信令交互,尽快恢复业务,在LTE系统中,此切换过程是硬切换,业务在切换过程中是中断的,为了不影响用户业务,切换过程需要保证切换成功率、切换中断时延、切换吞吐率三个重要指标,其中最重要的是切换成功率,如果切换出现失败,将严重影响用户感受,切换中断时延和切换吞吐率也会不同程度地影响用户感受。最后对于网络中可能出现的切换问题,本文根据当前积累的LTE系统内切换问题定位经验,给出相应的问题隔离定位指导,以优化相应的网络指标。2 切换原理 切换的过程就是终端在移动过程中与网络连接交互发生变化的过程,简单的图示如下图:图1 切换前UE跟左边的基站联系 图2 切换后UE跟右边的基站联系
8、LTE系统的整个切换过程完全由网络侧(eNB)控制,所以切换UE的行为需要eNB监控,当发现UE处于切换区且存在比当前无线质量更好的小区时,根据情况适时命令UE切换到目标小区。由于eNB并不知道UE所处的位置和无线质量情况,需要控制UE上报相关的无线质量信息来判断,UE上报无线质量信息的方式有周期上报和事件上报两种方式,当前我司eNB是采用事件测量报告的方式来监控UE所处的无线质量变化临界点,当eNB收到测量或切换的事件上报时,会下发切换命令给UE,UE收到切换命令后,中断与源小区的交互,按切换命令要求切换到新的目标小区,并通过信修正版 令交互通知目标小区,以完成整个切换过程。2.1 切换相关
9、参数 为了控制切换信令流程的准确和及时,网络侧通过一些参数来控制切换的触发条件,根据我司的切换算法实现,同频切换采用A3事件来触发切换;异频切换采用A1-A2,A3-A4-A5来触发;异系统切换采用A1-A2,B1-B2来实现。当前最常用的参数有3个:切换门限、延迟触发时间、小区偏置CIO。2.1.1 切换门限 当前我司LTE系统内同频切换算法通过事件A3触发,且事件上报方式采用事件转周期的上报方式。事件A3的触发,即邻区质量高于服务小区一定偏置值。参照3GPP协议36.331规定事件A3的判决公式。触发条件:Mn+Ofn+Ocn-HysMs+Ofs+Ocs+Off 取消条件:Mn+Ofn+O
10、cn+HysThresh 取消条件:Mn+Ofn+Ocn+HysThresh 取消条件:Mn+Ofn+HysThresh B2判决公式:触发条件:Ms+HysThresh2 取消条件:Ms-HysThresh1 或 Mn+Ofn+Ocn+Hys 在UU接口体现为RRC CONNECT RECONFIG信令,UE收到此信令后,回复eNB表示收到此消息并已正确处理 UE回复eNB收到控制消息=-=-=在UU接口体现为RRC CONNECT RECONFIG CMP信令,之后UE将按测量控制要求实时测量,一旦发现满足条件,将触发切换事件测量报告 UE把测量报告发给源eNB=-=-=在UU接口体现为R
11、RC MEASUREMENT REPORT信令 源eNB收到测量报告后,进行相关条件判断,如果决定切换,网络侧将准备的相关切换资源(这个过程对UE侧不可见)网络侧准备切换相关资源,根据不同的切换场景,有不同的切换信令交互 =-=-=站内切换时,没有额外的外部信令交互 =-=-=跨X2接口的站间切换时,X2口体现为HANDOVER REQUEST和HANDOVER REQUEST ACK信令 =-=-=跨S1接口的站间切换时,源eNB侧S1口体现为HANDOVER REQUIRED、HANDVER COMMAND,目标eNB侧S1口体现为HANDOVER REQUEST、HANDOVER REQ
12、 ACK信令 源eNB下发切换命令=-=-=在UU接口体现为RRC CONNECT RECONFIG信令 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)UE在目标小区发MSG3,即切换完成消息=-=-=在UU接口体现为RRC CONNECT RECONFIG CMP信令 后续的网络侧S1接口切换(只涉及站间切换,站内切换不涉及),这个过程不涉及空口,失败的概率较小,通常的切换问题定位关注较少 上面提到的测量控制和切换的交互信令,从消息名称看都相同(均为RRC CONNECT RECO
13、NFIG、和RRC CONNECT RECONFIG CMP),但重配置消息中的内容不同:修正版 图3 切换命令重配置消息 图4 测量控制重配置消息 测量控制的过程在UE接入后配置,即使此UE不在切换区或一直不切换。我们关注的切换问题通常处于触发切换(测量报告)后的过程,所以在进行切换问题定位时通常只关注从触发测量报告开始,即从测量报告消息这条信令开始。信令的交互根据切换的不同类型而不同,LTE系统内的切换类型可分为站内切换和站间切换,站间切换又分为跨X2切换和跨S1切换。各信令流程分别如下:2.2.1 站内切换信令交互 站内切换UE与eNB的交互过程如下:修正版 图5 站内切换信令流程 2.
14、2.2 跨X2的站间切换信令交互 跨X2的站间切换信令交互过程如下:Meas_RPRTHandover_RequestHandover_Request ACKRRC_CONN_RECFG(HO_CMD)SN_STATUS_TRANSFERUES_eNBT_eNBCore NetworkS1AP_PATH_SWITCH_REQS1AP_PATH_SWITCH_REQ_ACKRRC_CONN_RECFG_CMP(HO_CMP)UE_CONTEXT_RELEASERRC_CONN_RECFGRRC_CONN_RECFG_CMPUU_interfaceX2_interfaceS1_interface
15、图6 跨X2的站间切换信令流程 2.2.3 跨S1的站间切换信令交互 修正版 跨S1的站间切换信令交互过程如下:Meas_RPRTS1AP_Handover_RequiredS1AP_Handover_CMDRRC_CONN_RECFG(HO_CMD)S1AP_eNB_Status_TransferUES_eNBT_eNBCore NetworkS1AP_Handover_NotifyS1AP_UE_CONTEXT_REL_CMDRRC_CONN_RECFG_CMP(HO_CMP)RRC_CONN_RECFGRRC_CONN_RECFG_CMPUU_interfaceX2_interfaceS
16、1_interfaceS1AP_Handover_REQ_ACKS1AP_MME_Status_TransferS1AP_UE_CONTEXT_REL_CMPS1AP_Handover_Request 图7 跨S1的站间切换信令流程 2.3 异频/异系统切换 2.3.1 异频切换 异频切换实现LTE系统中不同频点的小区间切换过程。在同一个网络,不同的区域可能使用不同的频点,因此eNodeB需要在系统内支持不同频点间的切换。当服务小区存在异频邻区时:基于覆盖的异频测量由 UE 测量触发。UE 离开服务小区的覆盖范围,到达异频邻区的覆盖范围时,UE 测量到服务小区信号质量小于一定门限将触发基于覆盖
17、的异频测量。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 and Retention Priority)以及占用资源情况选择一定数量的UE 进行异频测量。ARP 的相关内容详细请参见 3GPP TS 23.401。基于频率优先级的异频切换只在 900MHz/2600MHz 同站同覆盖情况下进行,在 900MHz/2600MHz同站同覆盖的条件下,UE 测量到服务小区信号质量大于一定门限将触发基于频率优先级的异频测量。基于距离的异频切换由 eNodeB 根据 UE 上报的 TA 值,来估计
18、UE 相对于 eNodeB 的距离。当发现 UE 上报的 TA 值超过门限时,则认为 UE 已经移动到很远的距离,将触发基于距离的异频测量。基于距离的切换需要配置测量目标类型,当基于距离的切换参数DistBasedMeasObjType配置为EUTRAN 时,才可以触发基于距离的异频切换。基于业务的异频测量由 eNodeB 触发。eNodeB 识别拥有某种业务(如语音业务)的 UE,根据业务配置的异频频点,进行基于业务的异频测量。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。修正版 在异频测量过程中,UE发现邻区
19、信号质量大于相应的切换门限时,将触发相应的异频切换。异频切换的流程跟同频切换类似,但在UE执行测量时,需要根据eNB指示的GAP值进行。即在GAP时间内,UE暂停跟源CELL的数据交互,转而进行异频测量。图8 Intra-RAT Handover Procedure 2.3.2 异系统切换 异系统切换实现LTE到GSM(Global System for Mobile communications)/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)/TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Mul
20、tiple Access)/CDMA2000(Code Division Multiple Access)的小区间切换过程。对于不同区域可能使用不同的系统,LTE支持切换到不同系统,保证通信业务的连续性和无中断性。当服务小区存在异系统邻区时:基于覆盖的异系统测量由 UE 测量触发。UE 离开 LTE 系统的覆盖范围,进入其他系统的覆盖范围时,UE 测量到服务小区信号质量小于一定门限将触发基于覆盖的异系统测量。基于负载的异系统测量由 eNodeB 触发。当服务小区负载达到异系统负载平衡门限时,eNodeB 将根据 UE 能力、当前所进行的业务以及 ARP 选择一定数量的 UE 进行基于负载的异系
21、统测量。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。基于上行链路质量的异系统测量由 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系统测量。基于距离的异系统切换首先由 eNodeB 根据 UE 上报的 TA 值,来估计 UE 相对于 eNodeB 的距离。当发现 UE 上报的 TA 值超过门限时,则认为 UE 已经移动到很远的距离,将触发基于距离的异系统测量。在异系统测量过程中,UE发现邻区信号质量大于相应门限时,将触发相应的异系统切换 修正版 图9 Inter RAT
22、HO procedure 2.3.3 门限值应用 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: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。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;修正版 图10 A3触发机制图示 对于同频切换,服务小区和邻区使用相同的频点,则 Ofn 和
23、 Ofs 均为 0,服务小区的特定小区偏置,一般情况下都为 0(MOD EUTRANINTERFREQNCELL),所以 A3 事件的触发条件可以简化为:Mn-HysMs+Off 即 Mn Ms+Off+Hys 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:MOD INTRAFREQHOGROUP:LocalCellId=0,IntraFreqHoGroupId=0,IntraFreqHoA3Hyst=2,IntraFreqHoA3Offset=2;Mn
24、Ms+Off+Hys=Ms+2*0.5+2*0.5=Ms+2dB 即邻区比当前服务小区的RSRP高2dB则满足测量质量条件。2.3.3.1 延迟触发时间 上图中的“Time To Trigger”即是延迟触发时间,当满足事件触发条件时,为了防止不必要切换的发生,UE不要立即上报满足事件的小区信息,在延迟触发时间内持续满足相应的事件触发条件,才将满足该事件的小区测量信息向eNodeB上报。根据当前配置:ADD INTRAFREQHOGROUP:LocalCellId=0,IntraFreqHoGroupId=0,IntraFreqHoA3TimeToTrig=320ms;即延迟触发时间为320毫
25、秒,表示在320毫秒内一直满足触发条件才上报A3事件报告。2.3.3.2 小区偏置CIO 小区特定偏置CIO(Cell Individual Offset),每个服务小区和目标小区可分别独立配置。当信号波动较大,需要对某个特定小区调节切出或切入的容易程度,根据协议中的对A3触发事件的条件:Mn+Ofn+Ocn-HysMs+Ofs+Ocs+Off 修正版 根据当前我司的实现,去掉式中固定为0的项,为:Mn+Ocn-HysMs+Off 其中Ocn即为小区偏置CIO,CIO在切换中起到移动小区边界的作用。目标小区的CIO越大,切换越容易,反之亦然。我司的MRO算法可以自动调整小区偏置CIO。小区偏置
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