5G优化案例5G网络切换问题优化方法总结.docx
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5G优化案例5G网络切换问题优化方法总结
5GNSA网络切换问题优化方法总结
XX
【摘要】5GNSA网络相对以往的网络架构而言,无线侧涉及网元增多,切换问题隐患增多。
随着5GNSA网络建设的开展以及商用的临近,如何确保网络切换顺畅,保障用户使用感知是目前较迫切的工作。
本文从NSA网络切换的原理、流程入手进行了分析,并结合几个实际案例,对切换优化的方法和具体流程进行了详细描述,对5G网络优化有一定的参考和借鉴意义。
【关键字】5GNSA切换
【业务类别】移动网
一、问题描述
目前XX电信5G网络采用NSA组网方式,已经开通了NSA基站210个,在NSA组网场景下,5G终端与eNodeB和gNodeB同时保持连接,利用两个基站的无线资源进行传输,4G基站承载信令,5G基站承载业务。
相比4G网络而言,5GNSA网络增加了更多的网元,基站间的切换涉及场景多、网元多,切换流程更加复杂,所以NSA网络的切换优化更显得重要。
本方法结合实际NSA网络优化中发现的问题,从切换原理、优化流程等方面入手,对NSA网络切换的优化方法进行了讲述。
二、NSA网络切换流程分析
2.1NSA网络无线侧信令架构
XX电信5GNSA网络采用Option3x的组网模式,此时4G基站eNodeB为主站,即MastereNodeB(简称为MeNB),与EPC连接;5G基站gNodeB为辅站,即SecondarygNodeB(简称为SgNB),通过X2链路与eNodeB相连。
gNodeB产生的测量控制消息通过X2链路传递给eNodeB,由eNodeB下发给UE。
其信令架构如图2-1所示:
图2-15GNSA网络无线侧信令架构
图2-2描述了初始接入,辅小区添加,辅小区变更,主小区切换等流程。
图2-25GNSA网络接入、切换示意图
MeNB:
主基站,是NSA终端驻留小区所属的LTE基站。
SgNB:
辅基站,是MeNB通过RRC连接信令配置给NSA终端的NR基站。
由于gNB/eNB并不知道UE所处的位置和无线质量情况,需要控制UE上报相关的无线质量信息来判断,UE上报无线质量信息的方式有周期上报和事件上报两种方式,当前gNB/eNB是采用事件测量报告的方式来监控UE所处的无线质量变化临界点,当eNB收到测量或切换的事件上报时,会下发切换命令给UE,UE收到切换命令后,中断与源小区的交互,按切换命令要求切换到新的目标小区,并通过信令交互通知目标小区,以完成整个切换过程。
2.2切换信令流程
NSA组网的切换主要包括NR站内切换(SgNB站内切换流程)、NR站间切换(SgNB站间切换流程)、LTE站内切换流程和LTE站间切换流程共4类。
切换在空口信令体现为RRC重配置,在X2口可以看到SGNB_ADD/MOD/CHANGE的信令。
序号
切换分类
4G锚点基站
4G锚点小区
5G基站
5G小区
1
NR站内切换
相同
相同
相同
不同
2
NR站间切换
相同
相同
不同
不同
3
LTE站内切换
相同
不同
相同
相同
4
LTE站间切换
不同
不同
相同
相同
图2-3切换分类
下面分别对流程进行介绍。
2.2.1NR站内切换流程(也称SgNB站内切换)
在主站不变的情况下,进行辅站站内切换,在进行站内切换时,不需要向核心网EPC上报ERABModificationIndication。
NR站内切换流程:
(1)MeNB向UE下发NRA3事件的测量配置信息
(2)UE向MeNB上报NRA3测量报告,发现更强NR邻区
(3)MeNB向SgNB传递A3测量报告信息,告知辅站
(4)SgNB向MeNB发起变更请求
(5)MeNB向UE下发LTE切换命令,携带NR相关配置信息
(6)UE向MgNB回复切换完成
(7)MeNB向SgNB回复变更完成确认
(8)UE向SgNB重新发起随机接入
图2-4NR站内切换流程图
图2-5NR站内切换信令跟踪分析
2.2.2NR站间切换流程(也称SgNB站间切换)
在主站不变的情况下,进行辅站站间切换,在进行站间切换时,S1-U路径发送变化,需要向核心网EPC上报ERABModificationIndication。
切换流程:
(1)MeNB向UE下发A3测量控制,并向MeNB上报A3测量报告和最强NR邻区
(2)MeNB将测量信息转发给S-SgNB
(3)S-SgNB向MeNB发起NR变更请求
(4)MgNB向T-SgNB发起NR添加请求
(5)T-SgNB向MgNB回复NR添加确认
(6)MgNB向UE重新配置NR
(7)UE向MgNB回复配置完成
(8)MgNB向S-SgNB回复NR变更确认
(9)MgNB向T-SgNB回复配置完成
(10)S-SgNB向MeNB转发SN(仅在RLC模式是AM场景下)
(11)MeNB向T-SgNB转发SN(仅在RLC模式是AM场景下)
(12)MgNB向核心网发送承载变更指示
(13)核心网向MgNB回复承载变更确认
(14)MgNB向S-SgNB发起上下文释放请求
(15)UE向T-SgNB发起随机接入
图2-6NR站间切换流程图
2.2.3LTE站内切换流程
在进行LTE主站站内切换,会带着辅站一起进行切换,不需要将辅站释放。
切换流程:
(1)MeNB向UE配置测量事件
(2)UE向MeNB上报测量报告,发现更强LTE邻区,MeNB作出切换判决是否进行主站站内切换
(3)MeNB向SgNB发起变更请求,其中包括了LTE小区切换后加密参数等用户上下文信息的变更,通知辅站SgNB更新加密参数
(4)SgNB向MgNB回复变更确认
(5)MgNB向UE下发LTE切换命令,携带NR相关配置
(6)主站进行随机接入
(7)UE向MgNB回复切换完成,主站切换入站内新小区
(8)UE向SgNB重新发起随机接入
LTE站内切换流程
图2-7LTE站内切换流程图
2.2.4LTE站间切换流程
在进行LTE主站站间切换,不会带着辅站一起进行切换,需要将源辅站进行释放,在释放完成以后,进行主站站间的切换;待主站站间切换完成后,则会重新添加辅站。
切换流程:
(1)S-eNB向UE下发测量配置信息,并向S-eNB上报测量报告,发现更强LTE邻区(站间邻区)
(2)S-eNB向T-eNB发起切换请求,并且T-eNB向S-eNB回复切换确认
(3)S-eNB向S-gNB发起释放请求,并且S-gNB向S-eNB回复释放确认(SNStatusTransfer)
(4)S-eNB向核心网发送承载变更指示,并且核心网向S-eNB发送承载变更确认
(5)S-eNB向UE发送LTE站间切换命令
(6)UE在LTE目标小区发起随机接入
(7)UE向LTE目标小区回复切换完成
(8)T-eNB向核心网发起pathswitch
(9)T-eNB向S-eNB发起上下文释放请求
(10)S-eNB向T-eNB回复上下文释放确认
(11)T-eNB向UE配置B1测量,要求测量NR,并且UE上报B1测量报告
(12)T-eNB向T-gNB发起添加请求
(13)T-gNB向T-eNB回复添加确认
(14)T-eNB向UE配置NR
(15)UE向T-eNB回复配置完成
(16)T-eNB向T-gNB回复配置完成
(17)T-eNB向T-gNB转发SN
(18)MgNB向核心网发送承载变更指示
(19)核心网向MgNB回复承载变更确认
(20)UE向T-gNB发起随机接入
LTE站间切换流程:
图2-8LTE站间切换流程图
图2-9LTE站间切换信令跟踪分析
三、切换问题定位及解决
3.1切换问题定位思路导图
NSA切换问题定位思路按照过程来定位:
测量控制下发->UE测量上报->切换准备->空口随机接入失败。
图3-1NSA切换问题分析思路
切换失败通常是指切换的信令流程交互失败,关注点在信令的交互,只有在信令交互出现丢失或信令处理结果失败才会失败。
其中信令丢失是指信令在传输过程中出错或不能到达对端,信令处理结果失败是指终端或网络侧在处理信令时出现异常导致流程不能正常进行(例如切换时资源不足)。
信令传输失败又可根据信令传输媒介的不同可分为无线传输失败和有线传输失败,其中X2、S1接口的传输通常为有线传输,UU口为无线传输。
其中有线传输失败的概率较小,无线传输失败的概率较大,特别是信号质量较差的切换区。
3.2UU接口信令异常
对于切换流程,在UU接口只有三条信令:
测量报告(MEASUREMENTREPORT)、切换命令(RRCCONNRECFG)、切换完成(RRCRECFGCMP),全部都是在LTE侧完成的。
3.2.1UE未上报测量报告
发现UE未上报测量报告时,进行如下检查:
①基站时钟模式是否一致(一般配为GPS);
②A3切换事件是否配置正确;
③切换参数是否设置合理,满足切换上报条件;
④站点状态是否正常;
在配置正确,小区状态正常的基础上,UE会进行信号测量,当满足A3上报条件时UE会上报测量报告,当前NR仅支持同频切换,因此只会上报A3MR。
如果NRA3一直未上报,可以通过路测软件查看实时的RSRP测量结果是否满足了A3上报条件。
注意:
软件显示的结果是基于UE上报的数据,经过了平滑,同时UE在上报测量报告时也有平滑,同时有时间迟滞,所以路测软件显示的瞬时结果不一定说明一定要上报A3,尤其是在信号比较复杂的区域,界面上可能看到有多个小区的RSRP满足A3,但是一闪就消失了,此时可能是一些不稳定的信号,理论上也应该被UE平滑掉,避免乒乓切换。
只有界面上持续满足A3门限时,才能确定一定是要报A3的。
NSA组网下NR的测量报告通过LTE空口上报,如下是终端侧跟踪及工具解析结果。
图3-2NR测量报告消息
通过网络侧告警或者MML查询的方式确认LTE和NR小区的状态是否正常,是否存在告警,如果有异常,建议按照告警的处理建议进行排查。
另外也要通过告警状态查看LTE之间、LTE和NR之间的X2状态是否正常,如果有异常,建议按照告警处理建议进行排查。
如下,通过网管查询,NR小区未建立。
图3-3网管侧查询NR小区状态
3.2.2测量报告丢失
测量报告丢失包括如下几种情况:
①UE上发测量报告的ULGRANT没有收到,下行PDCCH受限
②UE上发的测量报告,eNB没有收到(或收到但CRC错),上行PUSCH受限
③UE内部层间丢失,例如L3把测量报告给L2发送时,L2处理失败
3.2.3切换命令丢失
切换命令丢失包括以下几种场景:
①eNB在切换内部流程处理(如邻区漏配、资源不够等)出错,没有发送切换请求命令给gNB
②gNB在切换内部流程处理(如邻区漏配、资源不够等)出错,没有发送切换请求应答给eNB
③UE下行PDCCH解析失败,下行PDCCH受限
④UE下行PDSCH解析失败,下行PDSCH受限
NR的切换命令通过LTE的RRC重配置消息发给UE,包含NR的PCI及频点、承载配置信息等。
UE收到后会回复一个重配完成。
图3-4切换中RRC重配置消息
目前测试遇到的问题:
第一种情况:
UE未收到RRC重配置消息,或者RRC重配完成基站收不到
终端的解调要求比较高,实测发现当UE测量的SINR较差时会概率性收不到网络侧消息,或者发送的消息网络侧收不到,因此如果出现空口消息丢失的情况(不管上行还是下行)首先排查问题点的LTE空口情况,如果出现RSRP低于-11
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