发布时间 : 星期二 文章基于S1接口切换失败分析0925更新完毕开始阅读
基于S1接口切换失败分析
2014-09-25
一、概述
广州LTE网络的S1切换性能从9月18日开始，出现HO Prepare Fail“切换出准备失败_目前侧准备失败”次数增加明显，总体切换成功率从98.9%恶化到98.5%左右。失败切换的邻区关系，在小区和TAC维度存在聚类。
二、S1-Based Handover信令流程
LTE网络S1接口的切换流程：
? 源eNodeB决定进行基于S1的切换。S1切换的原因可能是源eNodeB和目标
eNodeB之间不存在X2连接，或者源eNodeB根据其他情况作出的判断。 ? 源eNodeB向源MME发送Handover Required消息，其中Handover Type在
此时是intra-LTE，TargetID包含Target Cell ID和Target TAI两部分，源MME可以根据目标 TAI来选定合适的目标MME。Direct Forwarding Path Avaliability用来指示在源和eNodeB之间是否存在存在直接转发的路径还是需要进行Indirect Tunnel Forwarding。
? 源MME选定合适的目标MME，通过S10接口发送Forward Relocation Request
消息给目标MME。
? 目标MME选定相应的目标SGW，发送Create Session Request消息给目标SGW，
消息中包含每个承载的上下文。目标SGW为数据承载分配上行GTP－U的地址和TEID值，返回Create Session Response消息给源MME。
? 目标MME发送Handover Request消息给目标eNodeB，其中包括要建立的
EPS承载的列表等内容，每个EPS承载的信息包括SGW的地址，上行GTP－U的在SGW侧的TEID值，EPS 承载的QoS等。目标eNodeB收到上述消息
后会建立UE上下文，包括承载的信息，安全上下文等。目标eNodeB也回送Handover Request Ack消息给目标MME，其中包含EPS承载建立结果的信息。对于每个成功建立的EPS承载，其信息包括下行数据在目标eNodeB侧的GTP－U的TEID值。
? 目标MME发送 Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request消息给目标
SGW，将上述数据转发通道的TEID值通知目标SGW，转发通道的从目标SGW到目标eNodeB的部分可以建立。
? 目标MME发送Forward Relocation Response消息给源MME，将EPS Bearers
Setup Result 通知源MME。在Indirect Tunnel的情况下，转发通道在目标SGW侧的地址和TEID值也会在此消息中通知源MME。在Indirect Tunnel的情况下，源MME发送Create Indirect DataForwarding Tunnel Request消息给源SGW，转发通道在目标SGW侧的地址和TEID值通知源SGW。
? 源MME发送Handover Command消息给源eNodeB，将目标eNodeB分配的
需要转发的EPS Bearers的TEID 值和目标eNodeB的地址通知源eNodeB。 ? 源eNodeB发送eNB Status Transfer消息，此消息经源MME，目标MME，最
终到达目标eNodeB。此消息将无损切换的EPS Bearer的PDCP的状态通知目标eNodeB。源eNodeB此时可以经过Indirect Data Forwarding Tunnel 将下行数据转发给目标eNodeB。
? UE与目标eNodeB建立上，下行同步后，发送Handover Confirm消息给目标
eNodeB。目标eNodeB发送Handover Notify消息给目标MME。
? 目标MME发送Forward Relocation Complete Notification消息给源MME。源
MME回应Forward Relocation Complete Acknowledge 消息。目标MME发送Modify Bearer Request消息给目标SGW。
? 目标SGW分配下行EPS Bearer在SGW的TEID值，发送Modify Bearer Request
消息给PGW，这样切换后的下行数据通道在PGW到目标SGW之间的部分建立了起来。这样整个的PGW到目标eNodeB之间的下行通道就建立完毕。 ? 目标SGW收到PGW的回应后，上行通道在SGW到PGW的部分可以建立，
目标SGW返回Modify Bearer Response 消息给目标MME。
? UE可以触发相应的TAU的过程，随后的步骤中，源MME和目标MME将触
发相应的资源释放过程。
UE Source eNodeB Source Target Target MME MME eNodeB Downlink User Plane data Source Serving GW Target Serving GW PDN GW HSS 1. Decision to trigger a relocation via S1 2. Handover Required 3. Forward Relocation Request 4. Create Session Request 4a. Create Session Response 5. Handover Request 5a. Handover Request Acknowledge 6. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request 6a. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response 7. Forward Relocation Response . 8. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request 8a. Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response 9. Handover Command 9a. Handover Command 10. eNB Status Transfer 10a. Forward Access Context Notification 10b. Forward Access Context Acknowledge 10c. MME Status Transfer 11a. Only for Direct forwarding of data 11b. Only for Indirect forwarding of data Detach from old cell and synchronize to new cell 12. Handover Confirm Downlink data Uplink User Plane data 13. Handover Notify 14. Forward Relocation Complete Notification 14b. Forward Relocation Complete Acknowledge 15. Modify Bearer Request 16. Modify Bearer Request 17. Modify Bearer Response Downlink User Plane data 18. Tracking Area Update procedure 19c. Delete Session Request (B) 19b. UE Context Release Complete 19d. Delete Session Response 20a. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 20b. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 21a. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 21b. Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 19a. UE Context Release Command (A) 16a. Modify Bearer Response
三、S1口切换失败分析
3.1、S1口切换成功率
统计09月24日全天时段S1_HO成功率的趋势，在切换请求(HO Required)
次数较少的情况下，切换成功率上升。相反，当白天忙时切换请求次数增多时，切换成功率下降。（以下分析涉及到的数据均采集9月24日全天统计）
S1_HO切换成功率700000060000005000000400000030000002000000100000000:00:001:00:002:00:003:00:004:00:005:00:006:00:007:00:008:00:009:00:0010:00:0011:00:0012:00:0013:00:0014:00:0015:00:0016:00:0017:00:0018:00:0019:00:0020:00:0021:00:0022:00:0023:00:00HO_CountHO_SUCCESS_RATE99.50?.00?.50?.00?.50?.00?.50?.00?.50%
S1_HO切换成功率与切换请求数量存在反比关系，可能与网络容量或干扰，隐性故障等原因有关。 3.2、S1口切换失败分析
在源eNodeB和源MME之间的S1接口切换失败消息有HO Cancel和HO Prepare Fail，在目标eNodeB和目标MME之间的S1接口切换失败消息只有HO Failure。有一种情况是，即使返回Handover Request Acknowledge时，但在没有默认承载建立信息表时也会导致目标MME清除UE在目标MME和eNodeB所预留的信道资源。
统计09月24日全天切换失败消息，目标S1接口失败消息HO Failure会比源S1接口HO Prepare Fail失败消息少，因为有可能切换请求确认后，但由于默认承载