5G优化案例5G移动性站间切换异常分析总结文档格式.docx
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切换主要的目的是保障通话的连续,提高通话质量,减小网内越区干扰,为UE用户提供更好的服务。
【关键字】5GNSA切换
一、5G移动性概述
移动通信从4G发展到5G,网络架构以及所承载的业务种类都发生了很大的变化,因此,5G网络的移动性管理既要适应网络架构的变化,同时还要满足业务多样性。
1.1移动性管理的控制网元/NF
在5G服务化网络架构中,接入和移动性管理功能由AMF来完成;
而在4G网络中,该功能则由MME来实现。
4/5G网络架构如下图:
5G网络为了保证用户的业务体验,系统架构做了固移融合,允许AMF同时为3GPP和非
3GPP接入网提供服务。
在4G网络下,当终端通过非授信的Non-3GPP网络接入核心网时是通过ePDG网元直接连到网关,不通过MME进行接入和移动性管理。
但是当5GUE使用的3GPP和Non-3GPP接入网属于同一个网络(PLMN)时,可由同一个AMF为UE做移动性管理服务,实现UE移动性的无缝衔接。
为实现固移融合,提升用户体验,5G网络在3GPP和非3GPP接入网下为UE分配和使用相同的临时身份标识,并引入新的UE连接管理状态,灵活定义服务请求流程。
1.2UE状态
网络对UE的移动性管理会根据用户状态使用不同方式。
4G网络中用户状态分为用户移动管理状态(EMM)和用户连接管理状态(ECM),在5G网络中相应对的用户状态分为注册管理状态(RM)和连接管理状态(CM)。
4G,5G中两种管理状态间的差异如下图所示:
5G连接管理状态中新增的一个RRCInactive状态,便于网络能在需要传输数据时快速恢复链接,同时兼顾终端省电的需求。
在这种状态下,RAN与核心网侧依然是连接态,UE和RAN间的信令是释放掉的,如下图所示。
1.3移动性管理的流程
在移动通信系统中,用户终端或者移动设备总是处于不断的移动状态,核心网络需要根据用户的业务进行情况来转换UE的状态,并保证在UE移动的时候,能够获取UE位置信息、保证数据传输的连续性,这些都需要通过移动性管理流程来实现。
移动性管理流程对比:
5G流程
4G流程
流程作用
注册
初始化注册
附着
UE成功接入网络
移动注册更新
TAU
网络更新UE的TA及相关参数
周期性注册更新
周期性TAU
UE完成周期性位置更新
ANRelease
S1-Release
UE进入空闲态
服务请求
UE进入连接态
切换
连接态UE成功切换到新小区
去注册
分离
网络中UE位置信息被删除
1.4移动性限制
网络的移动性管理既要保证UE可达和数据传输连续,又要防止UE接入某些受限区域或者请求不该使用的服务。
移动性限制就是指UE的接入访问受限、移动受限等,移动限制只是对3GPP接入来说的,Non-3GPP没有这个说法。
4G中移动性限制通过一些可选特性实现,5G协议中则明确定义了移动性限制有RAT限制、禁止区、服务区限制、核心网类型限制四种:
ForbiddenArea:
在该区域禁止UE的接入,UE不能发任何消息给网络。
RATRestriction:
定义UE不能接入的RAT类型。
ServiceAreaRestriction:
分为AllowedArea和NonAllowedArea。
UE在AllowedArea可正常接入网络,在NonAllowedArea可以发起周期性更新、注册请求,但不能发起SR和任何会话相关信令。
一个服务区域限制会包含一个或多个完整的TrackingAreas。
1.5移动性管理举例
我们日常使用手机的过程中,网络对终端进行移动性管理所涉及到的主要流程如下图所示:
二、问题描述
随着5G非独立组网试验网开始建立,台州电信安装2个5G试验站点,进行站间切换测试验证时发现UE一直上报PCI=1的测量报告,197没有向PCI=1的邻小区发起切换。
三、分析过程
3.1测试log分析
分析UE侧log,在NR释放辅站前LTE首先进行了一次站间切换,然后试图添加NR辅站,具体步骤如下:
1、UE触发A3测量事件;
2、LTE基站判决后,执行同频站间切换;
3、由于NSA组网19A版本暂不支持带辅站站间切换,所以先将NR辅站释放;
4、LTE切换完成后,下发B1测量配置,CPE上报B1测量报告;
5、LTE主站根据B1测量报告,执行辅站添加流程,向NR发起辅站添加请求,2秒后返回NR辅站切换失败。
因此,可以初步判断定位问题发生在添加NR辅站流程。
根据协议规定NR站间切换流程如下图所示:
1、MeNB向UE下发A3测量控制
2、UE向MeNB上报A3测量报告,上报更强NR邻区
3、MeNB将测量信息转发给S-SgNB
4、S-SgNB向MeNB发起NR变更请求
5、MeNB向T-SgNB发起NR添加请求
6、T-SgNB向MeNB回复NR添加确认
7、MeNB向UE重新配置NR
8、UE向MeNB回复配置完成
9、MeNB向S-SgNB回复NR变更确认
10、MeNB向T-SgNB回复配置完成
11、S-SgNB向MeNB转发SN(仅在RLC模式是AM场景下)
12、MeNB向T-SgNB转发SN(仅在RLC模式是AM场景下)
13、MeNB向核心网发送承载变更指示
14、核心网向MeNB回复承载变更确认
15、MeNB向S-SgNB发起上下文释放请求
16、UE向T-SgNB发起随机接入
3.2测试终端版本核查
现场测试使用终端为HUAWEI5GCPE1.0-LF7880,版本为V100R002C00SPC120T,具体测试如下图:
查阅资料发现CPE120T版本终端不支持站间切换,需要把软件版本升级至160T,升级后终端版本如下图所示:
3.3邻区关系核查
1、核查LTE基站是否添加NR外部小区(LSTNREXTERNALCELL)。
2、核查LTE和NR小区邻区关系(LSTNRNRELATIONSHIP)。
3、核查NR小区间是否存在邻区关系(LSTNRCELLRELATION)。
核查发现NR小区间存在邻区关系,LTE和NR小区只添加本站NR小区,未添加邻站NR;
LTE添加邻站NR小区邻区,对问题区域进行验证测试。
LTE小区添加邻站NR小区邻区,现场验证依然存在添加NR小区失败,说明在其他地方依然存在问题,需要进一步分析。
3.4X2链路核查
添加邻区之后依然无法切换,怀疑X2链路是否也是跟LTE加NR邻区一样只加了本站,检查发现X2链路配置正常,全部X2链路之间都互相配置了。
唯独只有NR基站之间未配置X2链路,所以加上NR基站间的X2链路。
添加NR之间X2链路发现依然无法切换,仔细研究NR切换信令流程发现NR小区之间的切换信令都是经过LTE小区进行转发来完成的,NR小区之间并不直接通信,所以在NR小区之间建立X2链路并不能保证正常切换。
3.5信令跟踪排查
由于前期分析测试数据无法找到最终原因,安排进行现场测试,同时进行后台信令跟踪,观察各接口之间的信令流转情况。
1、CPE在驻留在LTE-943142/NR-943320(PCI195)
2、CPE测量到NR-944029(PCI1)小区的信号满足NR的A3条件上报MRDC消息,触发NR切换
3、LTE-943142转发MR消息给NR-943320
4、NR-943320发送SGNB-change-required消息给LTE-943142,告知NR载波切换到NR-944029(PCI1)
5、LTE-943142回复SGNB-change-Refuse携带原因
“transport-resource-unavailable(272)”,NR切换触发失败
6、LTE-943142回复SGNB-change-Refuse携带原因
“transport-resource-unavailable(272)”,该原因值表示两站之间的传输资源不可用,说明在LTE-943142与NR–944029(PCI1)之间链路不通,而这两个小区之间的通信是借助的X2链路进行,所以怀疑最终原因应该是在这两个站之间的X2链路上。
问题信令如下图所示:
但是前期又确认过LTE-943142和NR–944029(PCI1)之间都互相配置了X2链路,结论有些相冲。
为确保传输是否能通,我们对两站之间进行PING测试,发现确实不通。
核实X2链路实时状态,发现LTE站点和邻站5G(943320)X2链路存在异常。
查询现在5G站点IP地址分布情况如下图:
核查椒江枢纽楼5G路由表发现,5G椒江测试站IP:
7.141.235.2地址段未被发布,导致5G站点和邻站LTE链路不通。
四、解决措施
在5G站点路由表中发布一天0.0.0.0/0的缺省路由信息,使其和LTE小区建立通信。
(实际可以发布7.141.226.0/24的路由信息,只建立和该网段的LTE建立通信,后期添加其他网段的LTE小区需要重新添加路由信息)
在椒江5G测试站LTE基站进行对椒江枢纽楼5G基站地址进行PING包测试,全部为通。
进行问题区域DT验证,UE在LTE发生切换后,能正常重新添加NR辅小区。
在LTE小区未发生切换时,NR小区能正常切换。
五、经验总结
1、5G试验网NSA组网站间切换需要CPE终端版本升级至160T;
2、NSA组网时LTE小区需配置与周围存在切换关系的5G站点锚点关系,并添加LTE和NR的邻区关系,促使LTE信号未切换时,5G小区可以平滑切换。
3、5G新建站点建议发布一条0.0.0.0/0的缺省路由,保持和周围站点的数据交互。