5G优化案例5G NSA网络接入失败原因定位四步法.docx

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5G优化案例5GNSA网络接入失败原因定位四步法

5GNSA网络接入失败原因定位四步法

XX

XX年XX月

5GNSA网络接入失败原因定位四步法

XX

【摘要】为推广5G网络建设，让更多用户感受到5G带来的方便快捷，XX电信在顺庆区人民中路55号附近建设了5GNSA基站，对附近电信营业厅的5G体验区进行网络支持；但基站开通后发现测试设备无法顺利接入4G锚点站以及5G网络，经过对测试日志的分析发现，确认是承载网问题，承载网参数添加完成之后设备顺利接入5G网络。

【关键字】5G、用户体验

【业务类别】移动网

一、问题描述

5月11日XX电信5GNSA基站开通后，通过测试设备CPE连接网络时发现无法连接，登陆web浏览器发现设备未接收到4G锚点小区和5G网络信号，发现问题的详细描述，应包含问题现象，时间，范围，地点等。

二、分析过程

2.1、5GNSA原理介绍

2.1.1、定义

基于EPC（EvolvedPacketCore，演进型分组核心网）的NSA组网是具有NSA双连接能力的终端与LTE基站和NR基站连接（LTE-NRNSADC），利用两个基站的无线资源进行传输。

支持数据在两个基站间分流传输，eNodeB侧将最多5个载波进行聚合；gNodeB侧将最多2个载波进行聚合后，再进行双连接，如下图所示:

2.1.2、相关概念

1、MeNB：

MastereNodeB，主基站，是NSADC终端驻留小区所属的LTE基站，本版本仅支持将

LTE基站设置为MeNB。

2、SgNB：

SecondarygNodeB，辅基站，是MeNB通过RRC连接信令配置给NSADC终端的NR基站，本版本仅支持将NR基站设置为SgNB。

3、MCG：

MasterCellGroup，主小区组，是NSADC终端在LTE侧配置的LTE小区组。

4、SCG：

SecondaryCellGroup，辅小区组，是NSADC终端在NR侧配置的NR小区组。

5、PSCell：

PrimarySecondaryCell，SgNB的主小区，是MeNB通过RRC连接信令配置给NSADC终端在SgNB上的一个主小区，PSCell一旦配置成功即保持激活态。

6、PCell：

PrimaryCell，MeNB的主小区，是NSADC终端驻留的小区。

7、CC：

ComponentCarrier，分量载波，是参与载波聚合的不同小区所对应的载波。

8、PCC：

PrimaryCC，MeNB的主载波，是PCell所对应的CC。

9、PSCC：

PrimarySecondaryCC，SgNB的主载波，是PSCell所对应的CC。

10、SCC：

SecondaryCC，MeNB和SgNB的辅载波。

11、SCell：

辅小区，是MeNB通过RRC连接信令配置给NSADC终端的辅小区，工作在SCC上，可以为NSADC终端提供更多的无线资源。

SCell没有PUCCH信道，PCell和PSCell都有PUCCH信道。

12、NSADC相关测量事件

A2事件：

A2事件指“服务小区信号质量变得低于对应门限”。

A3事件：

A3事件指“PCell邻区的信号质量比PCell高一定门限”。

B1事件：

B1事件指“异系统邻区质量高于对应门限”。

B1事件测量门限值=NrScgFreqConfig.NsaDcB1ThldRsrp。

2.1.3、架构

本特性应用在LTE和NR有重叠覆盖区域的场景。

根据eNodeB、gNodeB和EPC核心网的互联方式不同，当前版本支持Option3和Option3x两种网络架构。

协议架构图如下：

如上图所示，LTEeNodeB为主站MeNB，gNodeB为辅站SgNB，用户面数据支持Option3和Option3x两种架构：

Option3架构中，数据分流锚点在eNodeB。

支持用户面数据在eNodeB上承载，即MCG（MasterCellGroup）Bearer；或通过eNodeB分流部分到gNodeB上承载，其余继续在

eNodeB上承载，即MCGSplitBearer。

如下图所示，在MeNB的PDCP进行分流，数据分别分往MeNB的RLC层和SgNB的RLC层，在UE侧的PDCP层进行聚合。

Option3x架构中，数据分流锚点在gNodeB。

支持用户面数据通过gNodeB分流部分到

eNodeB上承载，其余继续在gNodeB上承载，即SCGSplitBearer。

如图下图所示，在SgNB的PDCP进行分流，分别分往MeNB的RLC层和SgNB的RLC层，在UE侧的PDCP层进行聚合。

2.2、LTE和NRNSAX2和S1接口特性概述

2.2.1、概述

3GPPR15协议开始支持E-UTRAN和NR的双连接EN-DC（DualConnectivity）架构，基站一体化部署场景下的EN-DC的逻辑架构如下图所示：

eNodeB和gNodeB网元之间的逻辑接口是X2接口，包括X2控制面（X2-C）接口和X2用户面（X2-U）接口，分别负责eNodeB和gNodeB网元之间控制面和用户面数据转发。

X2控制面采用SCTP承载，X2用户面采用GTP-U承载。

gNodeB与SGW之间的用户面接口是S1-U接口，负责gNodeB与SGW之间的用户面数据的转发，采用GTP-U承载。

针对X2接口：

支持X2接口自建立、X2接口自更新、X2接口自删除。

针对S1-U接口：

支持S1-U接口自建立、S1-U接口自删除。

2.2.2、X2接口概述

在EN-DC架构下，eNodeB/gNodeB仅支持基于EndPoint方式来配置X2接口。

根据对端信息配置方式不同，X2接口自建立可分为如下两种方式：

手动配置对端

此场景下，需要手动来配置对端（MOSCTPPEER和USERPLANEPEER），如果eNodeB/gNodeB存在多个X2接口，则需要手动添加多个对端信息。

自动配置对端

此场景下，不需要手动配置对端信息。

当UE在eNodeB侧进行DC业务时，eNodeB检查到X2链路不存在或者故障，通过U2020和对端交互X2传输层配置信息，获取到对端gNodeB控制面和用户面IP地址。

保证eNodeB和gNodeB的SCTP链路使用的本端端口号（SCTPHOST.PN）相同，否则SCTP链路协商失败。

当前版本UE不会通过gNodeB发起DC业务。

LTE侧EN-DCX2和LTE间X2共享X2接口资源，对于LTE间X2开启自建立自动配置对端功能，但未开启LTE间X2自删除功能的eNodeB，可能会存在很多冗余的X2链路，造成资源浪费，所以建议在NSA场景下LTE侧打开LTE间X2基于链路故障触发的X2接口自删除功能和基于X2接口使用情况的X2接口自删除功能。

2.2.2、S1-U接口概述

在EN-DC架构下，eNodeB/gNodeB仅支持基于EndPoint方式来配置S1-U接口。

本章节仅描述gNodeB侧的S1-U的配置。

根据对端信息配置方式不同，S1-U接口自建立可分为如下两种方式：

手动配置对端。

此场景下，需要手动来配置对端（MOUSERPLANEPEER），如果gNodeB存在多个S1-U接口，则需要手动添加多个对端信息。

自动配置对端。

此场景下，不需要手动配置对端信息。

当UE进行DC业务时，gNodeB检查到S1-U链路不存在或者故障，gNodeB根据eNodeB发送过来的SGWIP地址作为对端用户面IP地址。

2.2.3、X2接口直连IPsec

现网X2接口时延受安全网关部署位置及网络拓扑结构等影响，数据传输过程中时延较大。

引入直连IPsec特性，gNodeB和eNodeB之间直接建立IPsec隧道，降低X2接口传输时延。

gNodeB和eNodeB之间X2接口直连IPsec典型应用场景组网图如下图所示：

2.3、5GNSA网络接入失败四步法分析步骤

通过以上4步之间的配合可以将NSA网络接入失败原因大致定位到某一个步骤中，在具体到步骤中开始分析其中原因，通过逐步界定的方法，最终定位问题原因所在。

2.4、CPE设置模式

CPE设置模式可以通过192.168.1.1登陆WEB管理页面修改（默认用户名与密码在CPE外壳上粘贴的铭牌上说明。

如果CPE已经被修改密码，可通过按reset键8s进行恢复出厂设置（按键时间不能超过20s，否则会进行版

本回退）），CPE连接5GNSA网络时需配置为自动拨号模式，否则CPE不会进行主动连接网络，其他设置不用改变，均为默认即可。

1、登陆Web界面，进入Internet→APN/DNNManagement页面

2、点击Add，添加一条APN，其中Profilename可以任意设置，APN、Username和

Password信息需要保证与USIM卡的开户信息一致

3、进入Internet→NetworkConnection页面，将ConnectionMode设置为Alwayson，APN

Profile设置为上一步中添加的APN，然后提交

4、提交之后CPE会自动启动拨号操作。

2.5、USIM卡

CPE接入前，需要准备一张可以正常使用的USIM卡，并且该USIM卡需要在核心网完成开户。

USIM卡开户注意事项：

1.其开户流量不小于CPE峰值性能，建议开户流量在1Gbps以上

2.鉴权和安全算法配置建议都配置成使能

3.如果是自行写卡，请确保写入的信息如IMSI、K、OP/OPC等与核心网开户信息完全一致，可联系核心网支撑人员进行获取。

写卡时需要的工具/软件和写卡方法请联系USIM卡提供商获取

4.

2.6、4G基站配置

1、端管识别开关：

端管识别开关用于CPE识别LTE基站是否为华为NSA基站及对应的基站版本，与5GRAN2.1的基站版本配套时，必须在LTE基站上打开端管识别开关CPE才能接入。

在LTE基站上执行如下命令开启端管识别开关：

MODUECOOPERATIONPARA:

LocalCellId=0,SpecUserCooperationSwitch=SpecUeIdentifySwitch-1;

2、RLC模式：

LTE小区和的RLC模式必须都是AM模式或者都是UM模式才能接入成功。

建议两边都设置为AM模式，LTE小区的设置方法如下：

查询QCI9使用的参数组IDLSTQCIPARA:

Qci=9;

修改RLCPDCP对应参数组中的RLC模式为AM模式MODRLCPDCPPARAGROUP:

RlcPdcpParaGroupId=5,RlcMode=RlcMode_AM;

3、PDCP序列号长度：

LTE小区和NR小区的PDCP序列号长度必须都设置为18bit或12bit才能接入成功，建议都设置为18bit。

LTE小区的设置方法如下：

查询QCI9使用的参数组IDLSTQCIPARA:

Qci=9;

修改NSADCRLCPDCP对应参数组中的PDCP序列号长度为18bitMODRLCPDCPPARAGROUP:

RlcPdcpParaGroupId=5,RlcMode=RlcMode_AM,AmPdcpSnSize=AmPdcpSnsize_18bits;

4、NSADC算法开关：

打开NSADC算法开关：

MODNSADCMGMTCONFIG:

LocalCellId=1,

NsaDcAlgoSwitch=NSA_DC_CAPABILITY_SWITCH-1,NsaDcDefaultBearerMode=SCG_SPLIT_BEARER,NsaDcUeMcgUlAmbrRatio=30;

LTE基站上执行如下命令打开DC分流功能：

MODNSADCMGMTCONFIG:

LocalCellId=0,NsaDcDefaultBearerMode=SCGSPLITBEARER;

5、单向添加5G邻区：

LTE侧基站必须添加5G邻区才能使CPE在接入锚点小区后顺利接入5G网络，配置方式如下：

增加MFBI频点（19BSPC050开始需要配置，频点和频带需要和NR侧NRDUCELL中保持一致）：

ADDNRMFBIFREQ：

DlArfcn=629988，FrequencyBand=N78;

添加5GPLMN列表ADDNCELLPLMNLIST:

Mcc="460",Mnc="11",RatType=NR,gNBIdLength=22;

添加5GSSB频点ADDNRNFREQ:

LocalCellId=2,DlArfcn=629988,UlArfcnConfigInd=NOT_CFG;添加5G外部邻区ADDNREXTERNALCELL:

Mcc="460",Mnc="11",GnodebId=948215,CellId=0,DlArfcn=629988,UlArfcnConfigInd=NOT_CFG,PhyCellId=450,Tac=39951;

添加5G邻区关系

ADDNRNRELATIONSHIP:

LocalCellId=2,Mcc="460",Mnc="11",GnodebId=948215,

CellId=0;

添加4G锚点小区频点

ADDPCCFREQCFG:

PccDlEarfcn=1825;

添加5G辅小区配置

ADDNRSCGFREQCONFIG:

PccDlEarfcn=1825,ScgDlArfcn=629988,ScgDlArfcnPriority=1;

添加X2链路：

4G基站与5G基站之间需添加X2链路才能连接，配置方式如下：

ADDSCTPPEER:

SCTPPEERID=3,IPVERSION=IPv4,SIGIP1V4="13.138.34.2",SIGIP1SECSWITCH=DISABLE,SIGIP2SECSWITCH=DISABLE,PN=36422,SIMPLEMODESWITCH=SIMPLE_MODE_OFF

;

ADDSCTPPEER2EPGRP:

EPGROUPID=16,SCTPPEERID=3;

ADDUSERPLANEPEER:

UPPEERID=10,IPVERSION=IPv4,PEERIPV4="13.138.34.2",IPSECSWITCH=DISABLE;

ADDUPPEER2EPGRP:

EPGROUPID=16,UPPEERID=10;

PING:

SN=7,SRCIP="9.11.19.117",DSTIP="13.138.34.2",CONTPING=DISABLE,APPTIF=N

O;

2.7、5G基站配置

1、NR基站打开识别CPE开关

NR基站对接CPE时需要将识别CPE开关打开，否则无法成功接入。

设置方法如下：

MODNRDUCELLRSVDOPTPARAM:

NrDuCellId=0,ParamId=14,Param1=20,Param2=0;

2、打开NR基站预调度

没有开启预调度情况下，会因为没有上行资源导致Msg5、UE能力上报等消息发送失败，因此需要打开NR基站预调度。

设置方法如下：

MODNRDUCELLRSVDOPTPARAM:

NrDuCellId=0,ParamId=73,Param1=1;

3、RLC模式

LTE小区和NR小区的RLC模式必须都是AM模式或者都是UM模式才能接入成功。

建议两边都设置为AM模式，NR小区的设置方法如下：

修改QCI9对应的NRCELL小区RLC模式为AM模式MODNRCELLQCIBEARER:

NrCellId=0,

Qci=9,RlcMode=AM;查询QCI9对应的NRDUCELL在AM模式下使用的参数组IDLSTNRDUCELLQCIBEARER:

NrDuCellId=0,Qci=9;

修改RLC对应参数组中的模式为AM模式MODGNBRLCPARAMGROUP:

RlcParamGroupId=3,RlcMode=AM;

4、PDCP序列号长度

LTE小区和NR小区的PDCP序列号长度必须都设置为18bit或12bit才能接入成功，建议都设置为18bit。

NR小区的设置方法如下：

查询QCI9对应的PDCP参数组IDLSTNRCELLQCIBEARER:

NrCellId=0,Qci=9;

修改对应PDCP参数组中的PDCP序列号长度为18bitMODGNBPDCPPARAMGROUP:

PdcpParamGroupId=5,DlPdcpSnSize=BITS18,UlPdcpSnSize=BITS18;

5、组网模式

NSA组网需要将NR组网模式配置为非独立组网模式，修改NR架构选项需要手动复位基站才能生效，设置方法如下：

MODGNBOPERATOR:

OperatorId=0,NrNetworkingOption=NSA;

2.8、问题定位

CPE设置核查

通过登陆CPE网页配置端核查发现，CPE已经配置为自动拨号模式，CPE设置无问题：

USIM卡问题核查：

此次5GNSA测试卡由电信客户提供，和客户核查后确认测试卡同时支持4G和5G网络，也已经写入核心网，不存在接入问题。

4G&5G基站参数核查：

根据现场参数核查发现，发现4G基站端管识别开关、RLC模式、PDCP序列号长度、NSA

DC算法、5G邻区、X2链路和5G基站NR基站打开识别CPE开关、NR基站预调度、RLC模式、

PDCP序列号长度、组网模式等参数均已按规定配置，无参数错误。

现场测试定位：

由于USIM卡支持4G网络，但无法接入4G锚点站，因此准备在非锚点站下实验能否正常入网，发现CPE在4G网络下正常入网，CPE由4G小区尝试切换到4G锚点小区发现正常切换，且切换后正常接入5G网络，由此定位到接入问题应该是CPE无法接入4G锚点小区，后续跟踪信令和测试日志近一步分析问题产生原因，下图未CPE接入4G网络和切换到4G锚点站接入5G网络的截图：

XGW承载创建失败

通过分析测试日志发现，终端完成核心网附着并上报IMSI后，未发生更近一步的动作，而相同时间后台跟踪核心网信息发现存在创建承载XGW不正确，承载创建超时后失败的消息，由此确定CPE无法接入NSA是由于XGW承载未创建。

三、解决措施

MME中每个POOL至少存在两个局，分别支持4G和5G基站，XGW链路创建是需要与核心网到承载网之间存在路由连接才能成功，但XX5G和4G基站都是新割接到POOL的，核心网到承载网网络未配置路由连接，因此MME到NSA测试时XGW承载创建失败。

如上图所示，4G锚点基站割接到新POOL之后，由于未配置路由，所以测试设备无法直接接入到锚点4G小区，但却可以通过与锚点4G小区存在邻区关系的非锚点小区切换进入，从而连上5G网络，路由添加上之后，测试设备顺利接入4G锚点小区和5G网络，各项业务验证无问题，如下图所示：

四、经验总结

本次接入失败主要原因是4G基站割接到新网管后，未及时添加路由而导致测试设备入网失败，经过4步法成功定位问题后解决；四川电信正在大规模新开5GNSA基站，此次问题分析步骤可以对以后5GNSA网络接入失败提供一个大致的方向，减少问题处理时间，杜绝相同问题的发生。