NSA場景下切換成功率提升研究

李含華，張國光，黎 越（中國聯(lián)通江蘇省分公司，江蘇南京 210019）

1 概述

5G 網(wǎng)絡(luò)是一個新的技術(shù)領(lǐng)域，不同于2G/3G/4G的建設(shè)優(yōu)化，沒有任何經(jīng)驗積累和借鑒，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)還未制定完畢，目前處在邊建設(shè)、邊使用、邊摸索階段，一切都是探索。響應(yīng)國家號召及要求，中國聯(lián)通和中國電信本著友好互利的宗旨，積極推動5G網(wǎng)絡(luò)共建共享進(jìn)程，隨著站點(diǎn)越來越多，共享率穩(wěn)健提升，雙方在覆蓋效果上都取得巨大成效；網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)的同時，帶來了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的滯后，與感知相關(guān)的NR 側(cè)切換成功率隨之惡化，其中站間切換成功率極為嚴(yán)重。切換失敗導(dǎo)致時延增加、信號變差、掉線等，造成速率降低，影響用戶感知。

本文針對NR 側(cè)站間切換問題進(jìn)行研究，分析切換失敗的處理過程以及提升措施。

2 NR側(cè)切換指標(biāo)介紹

2.1 NR側(cè)切換KPI定義

切換是無線網(wǎng)絡(luò)非常重要的事件，是保障網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋的重要技術(shù)手段，要提升切換指標(biāo)，首先要了解切換的流程，搞清楚切換信令打點(diǎn)位置，結(jié)合信令跟蹤，對失敗的信令點(diǎn)進(jìn)行分析，找出失敗原因。

2.1.1 NR側(cè)站內(nèi)切換打點(diǎn)

如圖1 中A 點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB 向eNodeB 發(fā)送SgNB Modification Required 消息時，若是PSCell 的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.Change.Att累加。如圖1中B點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB 收到eNodeB 發(fā)送的SgNB Modification Confirm 消息時，若是PSCell 的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.Change.Succ 累加。統(tǒng)計值累加在LTE-NR NSA DC 用戶所屬的PSCell 上。如圖1 中C 點(diǎn)所示，當(dāng)eNodeB 收到gNodeB 發(fā)送的SgNB Modification Required 消息時，則L.NsaDc.SCG.Mod.Required.Att 累加。如圖1 中D 點(diǎn)所示，當(dāng)eNodeB 向gNodeB 發(fā)送SgNB Modification Confirm 消息時，L.NsaDc.SCG.Mod.Required.Succ累加。

圖1 NSA場景下NR站內(nèi)切換統(tǒng)計流程記錄

2.1.2 NR側(cè)站間切換打點(diǎn)

如圖2 中A 點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB 向eNodeB 發(fā)送的SgNB Change Required 消息時，N.NsaDc.InterSgNB.Change.Att 累加。如圖2 中B 點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB 收到eNodeB 發(fā)送的SgNB Change Confirm 消息時，N.NsaDc.InterSgNB.Change.Succ 累加。如圖2 中C 當(dāng)eNodeB 收到gNodeB 發(fā)送的SgNB Change Required 消息時，L.NsaDc.SCG.Change.Att 累加。如圖2 中D 點(diǎn)所示，當(dāng)eNodeB 向gNodeB 發(fā)送SgNB Change Confirm 消息時，L.NsaDc.SCG.Change.Succ累加。

2.1.3 NR側(cè)切換成功率計算方法

NR側(cè)切換成功率的計算方法如表1所示。

表1 NSA切換指標(biāo)定義

2.2 NR站間切換失敗分析

通過對某地（市）大量的路測跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，站間切換失敗問題（X2 接口觀察SGNB_CHANGE_REFUSE）的原因大多是：“transport-resource-unavailable”。

結(jié)合網(wǎng)管跟蹤分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)gNodeB 收到eNodeB發(fā)送的SgNB Change Refuse 消息時，消息中CAUSE 大部分都是：“transport-resource-unavailable”；如圖3 右所示：錨點(diǎn)LTE 基站直接判斷與目的NR 站點(diǎn)之間X2傳輸資源不可用，返回SGNB_CHANGE_REFUSE 并攜帶原因“Transport Resource Unavailable”；如圖3 左所示：錨點(diǎn)LTE 基站發(fā)起了輔站添加，但是目的gNodeB反饋了SGNB_ADD_REJ，攜帶原因“Transport Resource Unavailable”，LTE 回 復(fù) 源 gNodeB SGNB_CHANGE_REFUSE 并攜帶原因“Transport Resource Unavailable”。所有的原因值都指向了“Transport Resource Unavailable”。

圖2 NSA場景下NR站間切換統(tǒng)計流程記錄

圖3 站間切換流程

3 NR側(cè)站間切換問題分類

結(jié)合以上NR 站間切換失敗流程分析，造成切換失敗的主要原因有鄰區(qū)漏配、PCI 混淆、干擾、越區(qū)覆蓋等等，結(jié)合測試及信令跟蹤發(fā)現(xiàn)，打點(diǎn)均是“transport-resource-unavailable”傳輸資源不可用，因此本文則將著重分析產(chǎn)生該問題的原因，主要原因如下：X2未配置、傳輸故障、其他問題，具體處理流程如圖4 所示。

結(jié)合圖3 站間切換流程打點(diǎn)位置可知，站間切換成功率低的直接原因是服務(wù)基站下發(fā)的SgNB Change Required 很多，但是服務(wù)基站收到的SGNB Change Confirm很少。

因為UE 與MeNB 與S-SgNB 是雙鏈接，且能正常做業(yè)務(wù)，因此UE與MeNB的連接以及MeNB與S-SgNB的連接是沒有問題的，并且MeNB 和S-SgNB 的狀態(tài)是正常的。站間切換成功率低的最大原因是MeNB 與T-SgNB間的某一環(huán)出現(xiàn)問題，問題大致分成3類。

a）MeNB 網(wǎng)元側(cè)問題：MeNB 收到了SgNB Change Required 的消息，但是沒有向T-SgNB 發(fā)送SgNB Addition Request，存在如下2種原因。

（a）MeNB 不知道T-SgNB 是誰，也就是沒有配置4G/5G 的鄰區(qū)關(guān)系，可以通過LST NREXTERNALCELL 以及LST NRNRELATIONSHIP 來查詢4G/5G 的外部鄰區(qū)以及4G/5G的鄰區(qū)關(guān)系。

（b）MeNB 存在與T-SgNB 小區(qū)同PCI 的4G/5G 鄰區(qū)，即PCI沖突，MeNB 無法明確向哪個小區(qū)發(fā)送SgNB Addition Request，所以不發(fā)送該信令。

b）MeNB 與T-SgNB 的X2 鏈路問題：MeNB 向TSgNB發(fā)送了SgNB Addition Request，但是T-SgNB沒有收到SgNB Addition Request，存在如下3種原因。

圖4 傳輸原因?qū)е抡鹃g切換失敗問題分類

（a）該4G/5G 的X2 鏈路不存在。MeNB 側(cè)和TSgNB 側(cè)的X2 自建立開關(guān)沒有打開，不能自建立X2 鏈路；MeNB 側(cè)的X2 鏈路滿規(guī)格，不能繼續(xù)建立更多的X2 鏈路，導(dǎo)致該4G/5G X2 不能自建立；MeNB 側(cè)和TSgNB 側(cè)的X2 自建立開關(guān)均打開，但沒有X2 自建立，主要是跨網(wǎng)管X2自建立出現(xiàn)問題。

（b）該4G/5G 的X2鏈路故障。通過查詢MeNB 側(cè)和T-SgNB 側(cè)的X2 鏈路來判斷4G/5G 和5G-4G 的X2鏈路是否正常；5G-4G X2 鏈路檢查的MML 指令為DSP GNBCUX2INTERFACE，4G/5G X2 鏈路檢查的MML 指令為DSP X2INTERFACE，目前X2 鏈路異常的主要原因是底層鏈路故障，需聯(lián)系無線和傳輸核查人員基站IP配置、路由等故障。

（c）該4G/5G的X2鏈路告警。

c）T-SgNB網(wǎng)元側(cè)問題：主要是網(wǎng)元斷鏈問題。

4 NR側(cè)站間切換問題識別及優(yōu)化

NR 側(cè)站間切換問題識別可以通過指標(biāo)項NSA 架構(gòu)下NR 特定兩小區(qū)切換出嘗試次數(shù)、NSA 架構(gòu)下NR特定兩小區(qū)切換出成功次數(shù)來計算出點(diǎn)對點(diǎn)切換失敗次數(shù)，從而得出切換失敗較為嚴(yán)重的鄰區(qū)對信息。

針對全網(wǎng)站間切換失敗問題，排除配置類問題和快速定位傳輸問題站點(diǎn)是快速解決網(wǎng)絡(luò)級問題的主要思路，具體為：

a）篩選問題TOP 小區(qū)，排查4G 錨點(diǎn)站與5G 站點(diǎn)間的X2 鏈路和鄰區(qū)是否配置完全（重點(diǎn)排查聯(lián)通4G錨點(diǎn)與電信5G共享站的X2鏈路和鄰區(qū)關(guān)系）。

b）避免異頻組網(wǎng)，電、聯(lián)共享站建議采用同頻組網(wǎng)，當(dāng)前終端不支持異頻切換。

c）連片區(qū)域盡量避免共享和非共享站點(diǎn)插花情況出現(xiàn)。

d）主控板X2 規(guī)格滿問題，造成X2 底層鏈路故障，通過告警ALM-29225 X2 接口規(guī)格滿告警識別，更換高規(guī)格單板提升X2規(guī)格。

e）避免站間切換時，目標(biāo)站點(diǎn)存在小區(qū)不可用故障，或網(wǎng)元斷鏈等故障。

4.1 優(yōu)化提升過程

為改善NR 站間切換成功率指標(biāo)，啟動專項優(yōu)化，并系統(tǒng)性分析站間切換失敗原因，包括失敗站點(diǎn)地理化分布、4G/5G 錨點(diǎn)X2 接口、鄰區(qū)關(guān)系核查以及共建共享策略核查等內(nèi)容。具體手段為：

a）TOP 問題分析：TOP20 失敗次數(shù)之和占全網(wǎng)切換失敗次數(shù)總數(shù)的41.23%，解決后全網(wǎng)PScell 站間切換成功率可提升9.33%；前TOP 100 失敗次數(shù)之和占全網(wǎng)切換失敗次數(shù)總數(shù)的74.80%，解決后全網(wǎng)PScell站間切換成功率可提升30.59%；綜上，為提升全網(wǎng)PScell 站間切換成功率，優(yōu)先處理TOP20 小區(qū)，后續(xù)持續(xù)處理TOP100小區(qū)問題。

b）關(guān)鍵優(yōu)化動作：共建共享配置基線核查（每月核查一次全網(wǎng)NR 基線參數(shù)）；X2/鄰區(qū)核查（L-NR，NR-NR）（每周核查，并解決一次）；TOP100 小區(qū)切換目標(biāo)小區(qū)狀態(tài)核查（每周核查一次）；NR異頻頻點(diǎn)插花組網(wǎng)核查（每周核查一次）。

4.2 切換問題處理案例

4.2.1 X2故障導(dǎo)致切換失敗

問題分析：某基站向目標(biāo)基站切換失敗45 691次，切換成功100次。查看網(wǎng)管告警，發(fā)現(xiàn)錨點(diǎn)站點(diǎn)與目標(biāo)NR 站點(diǎn)之間存在X2 告警，原因是底層鏈路故障。因為目的站點(diǎn)和LTE站點(diǎn)之間的X2不通，會導(dǎo)致切換失敗，這樣反復(fù)的嘗試，短期內(nèi)導(dǎo)致大量的切換失敗現(xiàn)象。

問題解決：通過兩兩小區(qū)話統(tǒng)分析出切換失敗次數(shù)最多的目的站點(diǎn)信息，通過U2020 導(dǎo)出NR 側(cè)X2 報表信息，根據(jù)報表顯示的X2 故障進(jìn)行排查，經(jīng)過協(xié)調(diào)無線側(cè)將X2底層鏈路故障全部恢復(fù)后，站間切換指標(biāo)也恢復(fù)正常。

4.2.2 傳輸中斷導(dǎo)致切換失敗

問題分析：某基站向目標(biāo)基站扇區(qū)1（切換失敗15 567 次）和扇區(qū)2（切換失敗36 816 次）切換失敗總次數(shù)52 383次。

檢查CHR 日志，發(fā)現(xiàn)失敗切換目標(biāo)主要是gNodeB ID 為5243109 的站點(diǎn)，切換失敗的原因為X2 消息回復(fù)傳輸資源不可用。

登錄網(wǎng)管查詢，gNodeB ID 為5243109 的站點(diǎn)當(dāng)前狀態(tài)為傳輸已中斷，長期觀察gNodeB ID 為5243109，當(dāng)傳輸中斷故障恢復(fù)后，站間切換指標(biāo)恢復(fù)。

因此，確認(rèn)此站點(diǎn)切換失敗主要原因為切換目標(biāo)5G 站點(diǎn)傳輸中斷但小區(qū)仍然正常發(fā)射。由于切換實際未觸發(fā)成功，而終端能夠一直搜索到目標(biāo)小區(qū)，持續(xù)上報A3 事件，會導(dǎo)致切換請求持續(xù)觸發(fā)，所以一個用戶在一次業(yè)務(wù)過程中可能會產(chǎn)生大量切換失敗。

當(dāng)前版本下，NSA 組網(wǎng)，沒有S1-C，只有S1-U，基站傳輸中斷，不會觸發(fā)小區(qū)去激活，小區(qū)不退服仍然發(fā)射。當(dāng)前傳輸中斷場景遵循此種機(jī)制的主要原因如下。

a）X2 故障，自建立方式下，本站多個X2 故障時，如果小區(qū)去激活（AAU 不發(fā)功），后面該站與其他eNB的X2路徑無法發(fā)起自建立，也無法進(jìn)行接入和切換業(yè)務(wù)。

b）S1 故障，自建立方式下，本端基站無法感知對端地址全集。假設(shè)對端10 個地址，先建立7 個都不通，此時去激活小區(qū)，那后面3個可能嘗試的地址也沒有機(jī)會與此小區(qū)通信進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

問題解決方法：針對站點(diǎn)傳輸中斷，小區(qū)仍持續(xù)發(fā)射導(dǎo)致切換失敗的站點(diǎn)，可通過命令MOD GNBRSVD：RsvdParam23=50；打開基于資源準(zhǔn)備失敗的切換懲罰機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，徹底解決問題。該參數(shù)用于控制資源類切換準(zhǔn)備失敗懲罰定時器時長。當(dāng)向目標(biāo)小區(qū)切換時，若資源類切換準(zhǔn)備失敗，則在該定時器內(nèi)禁止切換到該目標(biāo)小區(qū)。該參數(shù)有效取值范圍為0～50，當(dāng)取值為0 時，表示不進(jìn)行懲罰；當(dāng)參數(shù)配置為1～50 時，實際生效值為界面配置值；當(dāng)參數(shù)取值范圍超過0～50 時，按照0 生效，該優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)影響如下：參數(shù)配置越小，資源類切換準(zhǔn)備失敗后發(fā)起無效的切換請求次數(shù)越多；該參數(shù)配置越大，發(fā)起無效的切換請求次數(shù)越少，但UE可能會因為切換不及時，導(dǎo)致掉話。

如下5 種資源類準(zhǔn)入失敗原因，UE 不再切換到目標(biāo)小區(qū)（通過設(shè)置懲罰定時器對目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行懲罰，懲罰定時器內(nèi)UE 不再向該懲罰小區(qū)發(fā)起切換重試）：No radio resources available in target cell；Transport resource unavailable；Not enough User Plane Processing Resources；Radio resource not available；Control Processing Overload。

4.2.3 底層傳輸故障導(dǎo)致切換失敗

問題分析：某基站向目標(biāo)基站切換失敗11 922次。核查發(fā)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)正常，切換失敗原因為目標(biāo)站點(diǎn)傳輸故障，經(jīng)核查發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)站點(diǎn)X2 全部底層鏈路故障，懷疑站點(diǎn)傳輸配置可能存在變更。

問題解決結(jié)果：經(jīng)過協(xié)調(diào)無線側(cè)將X2底層鏈路故障全部恢復(fù)后，站間切換指標(biāo)也恢復(fù)正常。

4.3 優(yōu)化提升成果

通過對TOP 站點(diǎn)的分析和處理，站間切換問題持續(xù)提升，較2020年2月初的站點(diǎn)切換成功率的20%，提升至2020 年4 月初的70%以上（2020 年4 月3 日為75.86%），提升超50%。優(yōu)化后失敗次數(shù)為1 000～3 000次的小區(qū)明顯減少。

5 結(jié)束語

NR 站間切換成功率優(yōu)化提升是一個循序漸進(jìn)的過程，沒有相關(guān)的經(jīng)驗借鑒，經(jīng)過一段時間的優(yōu)化，站間切換成功率有了較大的提升，但與4G 相比，差距還很大，需要不斷研究跟進(jìn)，反復(fù)調(diào)整驗證，積累經(jīng)驗，爭取盡快達(dá)到與4G 網(wǎng)絡(luò)同等水平。后續(xù)仍需推動如下工作：推動電信全量站點(diǎn)共享，避免因未共享站點(diǎn)，且同頻的情況下，影響中國聯(lián)通側(cè)NR 站間切換失敗；對鄰區(qū)、X2 缺失問題進(jìn)行核查，4G 錨點(diǎn)添加必要5G鄰區(qū)，增加缺失的X2，刪除冗余的X2；核查中國聯(lián)通4G 和5G、中國聯(lián)通5G 和5G 鄰區(qū)PCI 混淆問題，以及外部鄰區(qū)信息配置不一致問題，逐步修改；跟蹤數(shù)據(jù)調(diào)整后的指標(biāo)，持續(xù)推進(jìn)處理TOP 小區(qū)；把SCG 站間變更、4G/5G 鄰區(qū)核查、X2 核查加入日常網(wǎng)優(yōu)工作，完善指標(biāo)維護(hù)與基礎(chǔ)配置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性管理。