经典案例_参数配置问题导致5G翻频后随机接入失败问题分析

参数配置问题导致5G翻频后随机接入
失败问题分析
目录
一、问题描述 (3)
二、分析过程 (7)
三、解决措施 (10)
四、经验总结 (11)
参数配置问题导致5G翻频后随机接入失败问题分析
【摘要】铜陵电信NSA网络按集团要求进行5G 频率调整，修改完成后出现5G无法接入问题，经过深入分析，发现问题基站小区打开了PDCCHRATEMATCH开关，该开关打开，因为SSB 频点下移，导致coreset0与coreset1、minicoreset交叠，会导致PDCCH资源申请失败，调度次数不足，影响接入。

Rate Match开关关闭后，5G正常接入。

本文随机接入排查和解决方法可以为后续SA网络随机接入问题提供参考。

【关键字】Rate Match开关、随机接入
一、问题描述
铜陵电信NSA网络按集团要求进行5G 频率调整：
以一个站点先进行频率修改验证，修改完成后此站点出现5G无法接入问题：
图1：5G随机接入失败
1.1为什么要随机接入？？
随机接入是UE和网络之间建立无线链路的必经过程，只有在随机接入完成之后，基站
和UE之间才能正常进行数据互操作。

UE可以通过随机接入实现4个基本的功能：
1.取得与gNB之间的上行同步(TA)：一旦上行失步，UE只能在PRACH中传输数据；
2.申请上行资源(UL_GRANT)：用于发送Msg3；
3.为UE分配一个唯一的标识C-RNTI，用于后续基站对该UE的UL-SCH和DL-SCH的调度；
4.告知基站UE选择的下行Tx Beam，用于基站在该Tx Beam上发送后续消息(波束管理P1过程)。

随机接入有哪些场景？
触发RA的事件有如下几类，在协议38300的9.2.6小节中介绍：
Case 1：Initial access from RRC_IDLE初始RRC连接建立；
Case 2：RRC Connection Re-establishment procedureRRC连接重建；
Case 3：Handover切换；
Case 4：DL or UL data arrival during RRC_CONNECTED when UL synchronisation status is "non-synchronised"上行失步状态下，上下行数据到达；
Case 5：UL data arrival during RRC_CONNECTED when there are no PUCCH resources for SR available没有PUCCH资源来发送SR的上行数据到达；
Case 6：SR(Scheduling Request) failure。

SR失败次数超过门限，UE也会触发随机接入；
Case 7：Request by RRC upon synchronous reconfiguration；
Case 8：Transition from RRC_INACTIVE。

UE从RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED状态；
Case 9：To establish time alignment at SCell addition。

SCG添加或者变更场景，UE在NR侧做随机接入；
Case10：Request for Other SI。

基于RA请求SI（系统消息）；
Case11：Beam failure recovery波束恢复。

当UE PHY层检测到波束失步时，通知UE MAC发起RA。

其中，Case1-7种场景和LTE 相同，Case8-11种场景为NR 新增的场景，包括RRC INACTIVE状态、SCG添加或者变更、按需请求的SI和波束恢复场景。

1.2 随机接入流程
基于竞争的随机接入：
步骤一：随机接入前导序列发送。

此时UE已完成下行同步，通过系统消息SIB2获取PRACH信道的时频位置和随机接入所需的一些基本信息。

UE根据配置信息选择前导序列和PRACH信道资源，并用重传次数计算Msg1发送功率：PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER ＝REAMBLE_INITIAL_POWER + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP。

Msg1消息中指示了该UE的RA-RNTI。

其中，RA-RNTI = 1 + t_id + 10*f_id。

t_id为PRACH的第一个subframe索引号（0 <= t_id < 10）；f_id为频域位置索引，对FDD系统来说f_id为0。

步骤二：随机接入响应。

UE在随机接入前导序列发送时刻开始后的第4个子帧开始使用RA-RNTI解调PDCCH监听RAR，并持续ra-ResponseWindowSize时长。

UE通过RAR获得的信息有：
RA-preamble identifier，若与Msg1发送PreambleID一致，则认为RAR接收成功；
Timing Alignment information，用于UE实现上行同步；
initial UL grant，上行资源授权用于Msg3发送；
Temporary C-RNTI，临时C-RNTI用于随机接入的竞争解决。

TS36.321 MAC RAR
Oct 1 Oct 2 Oct 3 Oct 4 Oct 5
Oct 6
步骤三：UE在RAR中指定上行资源上发起RRC Connection Request，消息中携带UEID 和RRC建立原因。

UEID为8bit mmec加32bit m-TMSI或者40bit randomValue，网络内唯一标识UE，用于冲突解决的。

注：UE初始attach入网带的都是随机值；如果是返回IDLE态，重新进入连接态则带上去的就是TMSI。

步骤四：UE使用Temporary C-RNTI解调PDCCH，若竞争解决定时器超时前Msg4消息中携带Msg3中发送的UEID，则认为随机接入完成。

基于非竞争的随机接入：
与基于竞争的随机接入过程相比，非竞争的随机接入最大差别在于接入前导是由网络侧分配的，而不是由UE随机选择的，这样也就减少了竞争和冲突解决过程。

左图为基于竞争的随机接入。

竞争的随机接入成功率为：（L.RA.GrpA.ContResolution+L.RA.GrpB.ContResolution）/（L.RA.GrpA.Att+L.RA.GrpB.Att）。

如左图中A点，当小区接收到Random Access Preamble，如果是竞争Preamble并属于Group A，指标L.RA.GrpA.Att加1；如果是竞争Preamble属于Group B，指标L.RA.GrpB.Att 加1。

如左图中B点，当eNodeB接收到Random Access Preamble，并向UE发送了随机接入响应（RAR）。

如果是竞争Preamble并属于Group A，指标L.RA.GrpA.Resp加1；如果是竞争Preamble并属于Group B，指标L.RA.GrpB.Resp加1。

如左图中C点，当eNodeB向UE发送Contention Resolution消息后，如果触发该随机接入过程的Preamble属于Group A，指标L.RA.GrpA.ContResolution加1；如果触发该随机接入过程的Preamble属于Group B，指标L.RA.GrpB.ContResolution加1。

右图为基于非竞争的随机接入。

非竞争的随机接入成功率为：L.RA.Dedicate.HO.Msg3Rcv/ L.RA.Dedicate.HO.Att。

如右图中B点，当小区接收到Random Access Preamble时，如果该Preamble是非竞争Preamble，并用于切换，指标L.RA.Dedicate.HO.Att加1。

如右图中D点，如果是切换场景下的非竞争随机接入过程，收到UE回复的Msg3时累加该指标。

二、分析过程
RACH问题处理思路排查流程如下：
1)KPI关联分析；
2)设备故障+告警排查；
3)操作日志排查;
4)参数排查；
5)CELL DT数据采集。

RACH问题定位思路：
2.1 设备故障+告警排查
排查告警，查看BBU、AAU、传输等是否有故障，经排查未发现异常告警。

2.2 测试数据分析
从测试LOG看，B1测量上报的PCI 147小区是修改频点的测试小区，NR添加的小区PCI 164的小区是周边的未修改频点的小区，如下图：
图2：B1测量与接入小区不一致
因为只修改了SSB频点，未修改中心频点，怀疑有干扰，将周边未修改频点的小区全部闭塞，进行测试仍然无法接入，排除周边站点干扰。

从测试LOG看现象就是msg1超时，从CHR看，基站收到了MSG1，发了MSG2，但是终端没收到。

图3：RAR超时
2.3 基线参数核查
进行基线参数核查，发现问题基站小区打开了PDCCHRATEMATCH开关，此开关打开，由于SSB频点下移，导致coreset0与coreset1、minicoreset交叠，会导致PDCCH资源申请失败，调度次数不足，影响接入。

图4：速率匹配参数解释
三、解决措施
如果SSB频点下移，导致coreset0与coreset1、minicoreset交叠，会导致PDCCH资源申请失败，调度次数不足；需要采用以下方法规避：
1、NSA Only场景：关闭SIB1开关，PDCCH RM可以打开；
2、SA场景：关闭PDCCH RM。

➢问题站点为SA场景，关闭PDCCH RM：
MOD NRDUCELLPDSCH: NrDuCellId=XX, RateMatchSwitch=PDCCH_RATEMATCH_SW-0;
➢关闭PDCCHRatematch开关后，现场测试终端可以正常接入：
四、经验总结
通过本次案例总结推广随机接入成功率低问题一整套的详细排查步骤和解决方法。

完成这些规定的动作之后，最终的结果及解决方案自然而然的浮出水面。

此案例亦可推广至诸如E-RAB连接问题，切换问题，掉线问题等各类问题的排查，提供一个方法论的总结和指导，当然对这些问题的排查可能与接入类问题优先排查的步骤不同，这就需要经验丰富的网优工程师来预判了，但大致的解决问题的方向可供参考。

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