5G优化案例基于信令流程分析处理NR2L问题案例.docx

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5G优化案例基于信令流程分析处理NR2L问题案例

基于信令流程分析处理NR2L问题案例

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基于信令流程分析处理NR2L问题案例

【摘要】

NR网络越来越多的采用SA（Standalone）组网方式。

由于NR网络采用的频段较高（C-Band及以上），导致NR小区整体覆盖受限。

在NR建网初期难以形成连续覆盖，其覆盖连续性差于现有的LTE网络。

因此，需要利用连续覆盖的LTE网络作为基本覆盖，通过顺畅的4G和5G互操作实现5G用户的体验连续性。

但是在目前阶段，NR2L互操作问题不少，严重影响了5G用户感知，本文总结了一些常见的NR2L互操作问题，通过对比正常的互操作流程，详细说明了其分析过程和定位方法。

并总结了一套实用的分析方法论，对NR2L互操作问题的处理和定位具有非常实用的参考价值。

【关键字】NR2L互操作

【业务类别】5G优化方法

一、问题描述

由于目前5G尚处于部署和优化阶段，现网存在较多的L2NR切换或重定向失败，严重影响4G用户的感知。

L2NR的切换和重定向失败较多，举例如下所示，gNodeB已经给AMF发送了handoverrequired消息，但是一直收到AMF的handoverpreparefail消息，导致用户在5G覆盖差时不能及时切换至4G网络。

二、分析过程

为了快速定位L2NR的切换或重定向失败问题，首先需要熟练掌握NR2L的原理和基本信令流程，本文首先对这部分内容做一个简单介绍。

NR2L移动性概述

连接态业务移动性管理是为了保障连接态UE在NG-RAN小区和E-UTRAN小区移动过程中业务不中断，包括数据业务和语音业务。

数据业务移动性管理的基本流程如下图所示。

基于覆盖的NG-RAN至E-UTRAN系统间业务移动性通过NRCellAlgoSwitch.InterRatServiceMobilitySw中的子开关“MOBILITY_TO_EUTRAN_SW”打开，支持切换、基于测量的重定向和盲重定向。

•如果需要支持切换功能，则打开NRInterRatHoParam.HoModeSwitch的子开关“EUTRAN_HO_SWITCH”。

•如果需要支持重定向功能，则打开NRInterRatHoParam.HoModeSwitch的子开关“EUTRAN_REDIRECT_SWITCH”。

如果同时打开上述开关，优先使用切换功能。

如果切换准备失败，则使用盲重定向功能。

当NR小区为多运营商共载频共享时，支持通过小区运营商策略（MONrCellOpPolicy）区分运营商配置切换或重定向功能。

未配置小区运营商策略时，则根据NRInterRatHoParam.HoModeSwitch的配置执行。

•如果需要支持切换功能，同时打开NRInterRatHoParam.HoModeSwitch的子开关“EUTRAN_HO_SWITCH”和NRCellOpPolicy.InterRatHoPolicySwitch的子开关“EUTRAN_HO_SWITCH”。

•如果需要支持重定向功能，同时打开NRInterRatHoParam.HoModeSwitch的子开关“EUTRAN_REDIRECT_SWITCH”和NRCellOpPolicy.InterRatHoPolicySwitch的子开关“EUTRAN_REDIRECT_SWITCH”。

基于覆盖的NR2L切换

gNodeB下发异系统A2事件测量控制给UE。

∙如果收到异系统A2事件测量报告后，下发异系统A1事件测量控制，并根据异系统切换触发事件类型（通过NRInterRatHoParam.InterRatHoTriggerEventType配置）的取值（“EVENT_B1”或“EVENT_B2”），下发异系统B1或B2事件测量控制。

▪如果gNodeB收到异系统A1事件上报，gNodeB通过RRCReconfiguration消息通知UE终止异系统A1/B1/B2事件测量，流程结束。

▪如果gNodeB收到异系统B1/B2事件上报，gNodeB根据小区信号质量顺序生成目标小区列表，选择信号质量最好的小区作为目标LTE小区，通知UE执行到目标LTE小区的切换。

▪如果UE切换入目标LTE小区准备失败，则UE在一段时间内不会尝试切换入该目标LTE小区，并且在目标小区列表中选择质量次好的小区尝试切换。

如果所有邻区切换准备失败，则gNodeB根据连接态频率优先级

NRCellEutranNFreq.ConnFreqPriority确定盲重定向目标频点，通知UE执行到目标LTE频点的盲重定向。

▪如果切换执行失败，则本流程结束。

∙

如果未收到异系统A2事件测量报告，则本流程结束。

详细的信令流程如下：

1.UE发起RRCSetupRequest，携带NASPDU：

Registrationrequest。

2.gNodeB发起RRCSetup建立SRB1。

3.RRC连接建立完成。

4.gNodeB通过INITIALUEMESSAGE消息透传NASPDU：

Registrationrequest给5GC。

5.5GC发起INITIALCONTEXTSETUPREQUEST给gNodeB，包含NASPDU：

Registrationaccept。

gNodeB接收到该消息后建立UE上下文。

6.gNodeB发起AS层的安全模式命令。

7.UE发送安全模式命令完成。

8.gNodeB发起UE能力查询。

9.UE上报自身能力信息给gNodeB。

10.gNodeB发起RRCReconfiguration建立SRB2，透传NASPDU：

Registrationaccept给UE。

11.UE回复连接重配置完成。

12.gNodeB给5GC回复UE上下文建立完成。

13.gNodeB下发异系统A2事件测量控制。

14.UE回复测量控制完成。

15.UE上报A2事件测量报告。

16.gNodeB收到A2事件测量报告，下发异系统A1事件测量，并根据异系统切换触发事件类型，下发异系统B1或B2事件测量。

17.UE上报B1或B2事件测量报告。

18.gNodeB收到B1或B2事件测量报告，根据测量报告中上报的小区信号质量排序生成目标小区列表，选择信号质量最好的小区作为目标E-UTRAN小区，向5GC发送切换请求。

19.目标E-UTRAN小区完成切换准备过程，包含如下信息：

a.RELOCATIONREQUEST

b.HANDOVERREQUEST

c.HANDOVERREQUESTACK

d.RELOCATIONRESPONSE

e.HANDOVERCOMMAND

20.gNodeB向UE发起切换控制。

21.UE发送连接重配置完成。

22.eNodeB通知EPC切换完成。

23.EPC通知5GC数据转发隧道已建立。

24.gNodeB收到UE上下文释放消息，并释放UE上下文。

25.5GC向EPC反馈数据转发已完成。

基于覆盖的NR2L重定向

gNodeB下发异系统A2事件和盲A2事件测量控制给UE。

∙如果gNodeB收到异系统A2事件测量报告：

下发异系统A1事件测量控制，并根据NRInterRatHoParam.InterRatHoTriggerEventType配置的取值（“EVENT_B1”或“EVENT_B2”），下发异系统B1或B2事件测量控制。

▪如果gNodeB收到异系统A1事件上报，gNodeB通过RRCReconfiguration消息通知UE终止异系统A1、B1或B2事件测量，本流程结束。

▪如果gNodeB收到异系统B1或B2事件上报，根据小区信号质量顺序生成目标小区列表，选择信号质量最好的小区所在的频点作为目标LTE频点。

gNodeB通知UE执行到目标LTE频点的重定向。

∙如果gNodeB收到异系统盲A2事件上报，根据连接态频率优先级NRCellEutranNFreq.ConnFreqPriority确定盲重定向目标频点，通知UE执行到目标LTE频点的盲重定向。

详细的信令流程如下：

1.UE发起RRCSetupRequest，携带NASPDU：

Registrationrequest。

2.gNodeB发起RRCSetup建立SRB1。

3.RRC连接建立完成。

4.gNodeB通过INITIALUEMESSAGE消息透传NASPDU：

Registrationrequest给5GC。

5.5GC发送INITIALCONTEXTSETUPREQUEST给gNodeB，包含NASPDU：

Registrationaccept。

gNodeB接收到该消息后建立UE上下文。

6.gNodeB发起AS层的安全模式命令。

7.UE发送安全模式命令完成。

8.gNodeB发起UE能力查询。

9.UE上报自身能力信息给gNodeB。

10.gNodeB发起RRCReconfiguration建立SRB2，透传NASPDU给UE：

Registrationaccept。

11.UE回复连接重配置完成。

12.gNodeB给5GC回复UE上下文建立完成。

13.gNodeB下发异系统A2和盲A2事件测量控制给UE。

14.UE回复RRC连接重配置完成。

15.对于基于测量的A2事件：

a.UE上报A2事件测量报告。

b.gNodeB收到A2事件测量报告，下发异系统A1事件测量，并根据异系统切换触发事件类型，下发异系统B1或B2事件测量。

i.如果收到A1事件测量报告，则删除A1/B1/B2事件。

ii.如果收到B1或B2事件测量报告，选择测量报告中信号质量最好的小区对应的频点作为目标频点进行重定向。

16.对于盲A2事件，UE上报盲A2事件测量报告。

17.gNodeB下发RRCRelease，携带目标频点等信息给UE。

18.UE根据目标频点等信息执行到目标LTE小区的随机接入。

19.UE收到目标LTE小区的随机接入响应。

三、解决措施

NR2L切换指标定义

NR2L切换成功率分为两个阶段，即准备阶段和执行阶段，通过对两段的指标分别进行统计，可以快速定界问题发生的阶段。

表-1：

系统间切换成功率：

KPI含义

系统间切换成功率

KPI名称

Inter-RATHandoverOutSuccessRate（NRtoLTE）

计算公式

（N.HO.InterRAT.N2E.ExecSuccOut/N.HO.InterRAT.N2E.PrepAttOut）*100

单位

%

表-2：

系统间切换准备成功率：

KPI含义

系统间切换准备成功率

KPI名称

Inter-RATHandoverOutPreparationSuccessRate（NRtoLTE）

计算公式

（N.HO.InterRAT.N2E.ExecAttOut/N.HO.InterRAT.N2E.PrepAttOut）*100

单位

%

表-3：

系统间切换执行成功率

KPI含义

系统间切换执行成功率

KPI名称

Inter-RATHandoverOutExecutionSuccessRate（NRtoLTE）

计算公式

（N.HO.InterRAT.N2E.ExecSuccOut/N.HO.InterRAT.N2E.ExecAttOut）*100

单位

%

上述定义中涉及的各counter的定义和详细说明如下。

如图中B点所示，执行从gNodeB到E-UTRAN系统的切换，gNodeB向UE发送MobilityFromNRCommand消息时，指标N.HO.InterRAT.N2E.ExecAttOut加1。

如图中C点所示，执行从gNodeB到E-UTRAN系统的切换，UE切入到E-UTRAN系统后，gNodeB收到AMF发送UECONTEXTRELEASECOMMAND消息，并且释放原因值为“Successfulhandover”或“Normalrelease”时，指标N.HO.InterRAT.N2E.ExecSuccOut加1。

如图A点所示，gNodeB收到UE发送的MeasurementReport消息，gNodeB切换判决要切换到E-UTRAN系统时，指标N.HO.InterRAT.N2E.PrepAttOut加1。

切换准备失败

基于覆盖的NR2L切换，频繁出现切换准备失败，从无线侧跟踪看，gNodeB已经给AMF发送了handoverrequired消息，但是一直收到AMF的handoverpreparefail消息，携带的原因值是hofailureintarget5GCngrannodeortargetsystem。

而核心网分析发现是目标eNodeB反馈的切换失败给核心网，所以AMF反馈了失败给5G；查看LTE侧S1信令跟踪发现，MME下发了切换请求给eNodeB，但是eNodeB反馈切换失败，失败原因是语法错误。

进一步排查LTE小区配置和NR侧邻区配置发现，NR侧配置的LTE邻区的cellID与LTE小区实际的cellID不一致，因此被LTE侧校验住了，提示了语法错误。

修改NR侧配置的LTE的外部小区和邻区关系的cellid，确保与LTE小区实际的cellid一致。

邻区漏配导致不能发起切换

SA场景测试，从5G到LTE无法触发切换，5G基站直接发起了重定向。

从流程及配置看，UE上报的PCI没有在邻区配置中。

NR2L切换至次强小区导致切换失败

NR2L互操作切换失败，从信令流程看，GNB已经给UE发了切换命令，UE切换超时失败，重建回源小区。

切换的目标小区是PCI=420。

从测量报告看，该小区不是最强小区,且信号质量较差。

最强小区PCI=479，且信号质量较好。

LTE小区信号太差导致切换失败。

经过核查，从NR基站配置看，没有配置PCI=479的邻区关系。

四、经验总结

路测或者投诉问题基本都是通过信令流程来观察异常点，从而进行问题的隔离定界。

NR2L切换从信令流程上看，通常有以下问题类型：

1、终端不上报A2测量报告，导致B1测量不下发：

检查A2门限是否合理。

2、收到A2测量报告，网络侧不下发B1测量控制：

1）查看NR是否配置了正确的LTE邻频点和邻区。

即使采用基于测量的重定向策略，目标频点也需要配置至少一条邻区。

一条邻区都没有配置的邻频点会被基站过滤掉不下发UE测量。

邻频点核查：

NRCELLEUTRANNFREQ

邻区核查：

GNBEUTRAEXTERNALCELL/GNBEUTRAEXTCELLPLMN/NRCELLEUTRANRELATION

2）终端是否支持NR侧配置的LTE频点。

UU口信令UECapabilityInformation消息中核查。

3）终端是否支持异系统B1能力。

UU口信令UECapabilityInformation消息中核查。

3、网络侧下发了B1测量控制，但是切换准备失败：

NR标口跟踪/LTE标口跟踪/核心网侧跟踪进行联合定位隔离，找到回复错误原因值的网元并分析原因。

4、终端走重定向不走切换：

1）配置核查，网络侧是否已经打开了切换相关开关。

2）对于基于覆盖的NR2L切换，排查是否由于NR信号质量太差，或者盲A2门限配置过高，导致终端容易上报盲A2测量事件，从而发起盲重定向。

盲A2测量事件：

NRCellInterRHoMeaGrp.CovHoToEutranBlindA2Thld

5、切换执行失败：

1）检查B1门限，是否门限过低导致切换至较差的LTE小区。

B1门限：

NRCellHoEutranMeaGrp.CovBasedHoB1RsrpThld

2）是否最强小区邻区漏配，导致gNodeB选择次强小区进行切换，信号较差接入失败。

3）是否最强邻区PCI与另一同频邻区冲突，导致gNodeB选择次强小区进行切换，信号较差接入失败。