基于S1接口切换失败分析0925

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HOPrepareFail“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-BasedHandover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HandoverRequired消息，其中HandoverType在此时是intra-LTE，TargetID包含TargetCellID和TargetTAI两部分，源MME可以根据目标TAI来选定合适的目标MME。DirectForwardingPathAvaliability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IndirectTunnelForwarding。源MME选定合适的目标MME，通过S10接口发送ForwardRelocationRequest消息给目标MME。目标MME选定相应的目标SGW，发送CreateSessionRequest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CreateSessionResponse消息给源MME。目标MME发送HandoverRequest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HandoverRequestAck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CreateIndirectDataForwardingTunnelRequest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ForwardRelocationResponse消息给源MME，将EPSBearersSetupResult通知源MME。在IndirectTunnel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IndirectTunnel的情况下，源MME发送CreateIndirectDataForwardingTunnelRequest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HandoverCommand消息给源eNodeB，将目标eNodeB分配的需要转发的EPSBearers的TEID值和目标eNodeB的地址通知源eNodeB。源eNodeB发送eNBStatusTransfer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EPSBearer的PDCP的状态通知目标eNodeB。源eNodeB此时可以经过IndirectDataForwardingTunnel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HandoverConfirm消息给目标eNodeB。目标eNodeB发送HandoverNotify消息给目标MME。目标MME发送ForwardRelocationCompleteNotification消息给源MME。源MME回应ForwardRelocationCompleteAcknowledge消息。目标MME发送ModifyBearerRequest消息给目标SGW。目标SGW分配下行EPSBearer在SGW的TEID值，发送ModifyBearerRequest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ModifyBearerResponse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。UESourceeNodeBSourceMMESourceServingGWPDNGWTargetMMETargetServingGWTargeteNodeBDetachfromoldcellandsynchronizetonewcellHSS16.ModifyBearerRequest17.ModifyBearerResponse15.ModifyBearerRequestDownlinkUserPlanedata2.HandoverRequiredDownlinkUserPlanedata1.DecisiontotriggerarelocationviaS13.ForwardRelocationRequest5.HandoverRequest5a.HandoverRequestAcknowledge7.ForwardRelocationResponse9.HandoverCommand9a.HandoverCommand11a.OnlyforDirectforwardingofdata12.HandoverConfirmDownlinkdata13.HandoverNotify14.ForwardRelocationCompleteNotification14b.ForwardRelocationCompleteAcknowledge16a.ModifyBearerResponse.8a.CreateIndirectDataForwardingTunnelResponse(A)11b.OnlyforIndirectforwardingofdata18.TrackingAreaUpdateprocedure19c.DeleteSessionRequest(B)19a.UEContextReleaseCommandUplinkUserPlanedata8.CreateIndirectDataForwardingTunnelRequest6a.CreateIndirectDataForwardingTunnelResponse6.CreateIndirectDataForwardingTunnelRequest4a.CreateSessionResponse4.CreateSessionRequest19b.UEContextReleaseComplete19d.DeleteSessionResponse20a.DeleteIndirectDataForwardingTunnelRequest20b.DeleteIndirectDataForwardingTunnelResponse21a.DeleteIndirectDataForwardingTunnelRequest21b.DeleteIndirectDataForwardingTunnelResponse10.eNBStatusTransfer10c.MMEStatusTransfer10a.ForwardAccessContextNotification10b.ForwardAccessContextAcknowledge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(HORequired)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HOCancel和HOPrepareFail，在目标eNodeB和目标MME之间的S1接口切换失败消息只有HOFailure。有一种情况是，即使返回HandoverRequestAcknowledge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HOFailure会比源S1接口HOPrepareFail失败消息少，因为有可能切换请求确认后，但由于默95.50%96.00%96.50%97.00%97.50%98.00%98.50%99.00%99.50%010000002000000300000040000005000000600000070000000:00:001:00:002:00:003:00:004:00:005:00:006:00:007:00:008:00:009:00:0010:00:0011:00:0012:00:0013:00:0014:00:0015:00:0016:00:0017:00:0018:00:0019:00:0020:00:0021:00:0022:00:0023:00:00S1_HO切换成功率HO_CountHO_SUCCESS_RATE认承载而导致失败。S1接口FAILURE_MSGCOUNT失败占比源S1接口HOCancel770450.08%源S1接口HOPrepareFail1786450.36%目标S1接口HOFailure645420.13%以下为S1接口消息占比的饼图：3.3、S1口HOPrepareFail原因分析出现HOPrepareFail切换的触发原因，主要触发原因为无线原因正常切换和S1接口间切换触发。HO_CAUSECOUNTCAUSE_RATEcell-not-available30.00%handover-desirable-for-radio-reason9232451.68%s1-intra-system-handover-triggered8631848.32%HOPrepareFail切换消息的失败原因值分布分析，其中unknown-targetID原因占比达32.08%，其次为“no-radio-resources-available-in-target-cell”原因占比达18.46%。原因值分析：Unknown-TargetID：在用户发起切换请请求HandoverRequired消息，其中HandoverType在此时是intra-LTE，TargetID包含TargetCellID和TargetTAI两部分，源MME可以根据目标TAI来选定合适的目标MME。当网络对用户请求的目标源S1接口HOCancel,0.08%源S1接口HOPrepareFail,0.36%目标S1接口HOFailure,0.13%S1接口HO失败消息占比源S1接口HOCancel源S1接口HOPrepareFail目标S1接口HOFailureCELLID和TAI无法识别时，返回此失败原因值。No-Radio-Resources-Available-In-Target-Cell：当用户通过源MME向目标MME请求无线信道资源时，小区存在无线资源不足或拥塞时，网络返回此失败原因值。以下为HOPrepareFail切换消息失败原因值占比的条形图：3.4、S1口HOPrepareFail维度分析能过以上切换失败的FAILURE_CAUSE可以定位到小区级和TAC级的问题，以下通过小区维度分析“no-radio-resources-available-in-target-cell”失