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1、5G优化案例5G移动性站间切换异常分析总结5G网络移动性站间切换异常分析总结XX无线维护中心XX 年 XX月5G 网络移动性站间切换异常分析总结XX【摘要】5G NR 架构演进分为：NSA（非独立组网）和 SA（独立组网）。非独立组网 4G 基站（eNB）和 5G 基站（gNB）共用 4G 核心网（EPC），eNB 为主站，gNB 为从站，控制面信令走 4G 通道至 EPC。运营商利用现有 4G 网络基础设施快速部署 5G，抢占覆盖和热点。切换（Handover）是移动通信系统的一个非常重要的功能。作为无线链路控制的一种手 段，切换能够使用户在穿越不同的小区时保持连续的通话。切换成功率是指所有

2、原因引起的切换成功次数与所有原因引起的切换请求次数的比值。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】5G NSA 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 AM

3、F 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 5G UE 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。1.2 UE 状态网络对 UE 的移动性管理会根据用户状态

4、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 RRC Inactive 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

5、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 TAUUE 完成周期性位置更新AN ReleaseS1-ReleaseUE 进入空闲态服务请求服务请求UE 进入连接态切换切换连接态 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

6、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：Forbidden Area：在该区域禁止 UE 的接入，UE 不能发任何消息给网络。RAT Restriction：定义 UE 不能接入的 RAT 类型。Service Area Restriction：分为 Allowed Area 和 Non Allowed Area。UE 在 Allowed Area 可正常接入网络，在 Non Allowed Area 可以

7、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 Tracking Areas。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、

8、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

9、给 S-SgNB4、 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 NR8、 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

10、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 HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880，版本为 V100R002C00SPC120T，具体测试如下图：查阅资料发现 CPE 120T 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（LST NREXTERNALCELL）。2、核查 LTE 和 NR 小区邻区关系（LST NRNRELATIONSHIP）。3、核查 NR 小区间是否存在邻区关系（LS

11、T NRCELLRELATION）。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。3.4 X2 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

12、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 (PCI 195)2、 CPE 测量到 NR - 944029 （PCI 1）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

13、给 NR- 9433204、 NR- 943320 发送 SGNB-change-required 消息给 LTE -943142，告知 NR 载波切换到NR - 944029 （PCI 1）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

14、与 NR 944029（PCI 1）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（PCI 1）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

15、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。