案例-关于NB-IoT eDRX时钟问题导致寻呼失败问题案例

关于NB-IoT eDRX时钟问题导致寻呼失败问题案例

一、问题描述

用户来电反映深圳的NB-IoT网络在eDRX模式下，客户定制的APN下行无法下发。

二、原因分析

2.1现场测试分析

现场测试，用户所在区域RSRP达到-64dBm，SINR值达到了12dB，如下图所示。

图1 NB-IoT信号测试图

从测试数据可以看出，用户所在区域NB信号覆盖良好，上行灌包也正常，因此可以排除无线覆盖类问题。

2.2后台指标分析

查询后台服务小区无告警，关键指标正常:

图2 服务小区指标

2.3信令跟踪分析

Uu信令表明用户终端主动发起释放：

图3 Uu口信令

在Uu口信令跟踪中，用户终端能正常附着网络，但马上主动释放连接，怀疑客户终端或模组问题。

联系用户，用户表示其终端在示波器上一直是有信号的，初步排除客户终端问题，怀疑MME与基站侧的基准时间存在偏差，导致eDRX模式下NB寻呼失败。

2.4时间同步分析

eDRX特性对eNB与MME时间同步诉求如图4所示。

图4 eDRX特性时间同步诉求

说明：

●寻呼消息是MME与UE约定的，到了这个时刻附近UE会启动接收窗口。其它时间UE

处于休眠状态，可以省电

●为了减少寻呼消息的缓存时间，MME只在寻呼快到的时刻发寻呼消息（提前1~2秒

发送）。

●要求MME、eNB、UE之间时间同步，由于eNB与UE本身是同步的；所以要求MME与

eNB之间同步。

●为了满足UE和MME侧对寻呼消息的约定，协议要求MME和eNodeB满足时间同步，

同步精度为为1~2秒。

●MME以及eNB侧分别接入各自的时间参考基准，就可以满足eNB和MME的同步。

2.5eDRX参数核查

检查现网时间同步配置，情况如下：

●eNB侧与MME侧时标对齐，因为eNB和MME会根据各自的时标计算超帧号，如果不

对齐超帧号就不一致。

●通用场景里的GPS时标相差闰秒值（比如：以GPS起始，基于1980/1/6号的起始时

间，截止2018年闰秒相差18秒，后续每1~2年闰秒会增加1秒，所以每半年需要审视IERS官方网以站发布的闰秒差进行调整。

●eNB侧采用频率同步提供业务SFN帧连续偏置，利用NTP计算超帧号；可以确保eNB

侧与MME侧的超帧对齐，超帧整体有10秒，超帧偏差有+/- 5秒，为了满足eDRX

要求，需要核心网提前5+2=7秒左右发送给eNB，也就是要提前7秒发送。

查询服务小区eDRX功能已开启，核心网时间源为GPS，基站侧时间源为NTP，已是闰秒差18s。

图5 eNodeB时间源

图6 MME时间源

MME和eNB侧配置eDRX都使用UTC参考时间2010-01-01 00:00:00，UTC本身不需要考虑闰秒差，但eNB侧计算帧号时使用其全局配置闰秒差18s，导致MME侧下发寻呼时间比eNB 晚18s,但从配置上看，已有18s闰秒差。

再次同客户联合测试，并在后台同步跟踪，客户反馈回测试结果：一开始平台下发数据下来，都能收到，然后停止10~15分钟没有任何操作，再下发数据下来，刚开始几包数据下发之后，一直没收到，后面发多几次之后，就能收到后面的数据了，但是前面的几包已经丢失了。

怀疑还是时间差问题，导致数据不同步。

三、解决方案

eNB侧采用频率同步提供业务SFN帧连续偏置，利用NTP计算超帧号；可以确保eNB侧与MME侧的超帧对齐，超帧整体有10秒，超帧偏差有+/- 5秒，为了满足eDRX要求，需要核心网提前5+2=7秒左右发送给eNB，也就是要提前7秒发送，修改脚本如下：

●SET TIMESRC: AUTOSWITCH=OFF;//关闭自动切换开关

参数修改说明：外部时间源自动切换开关需要关闭，否则可能会发生时间源的切换，导致HSFN起始时间变化，影响eDRX寻呼。

●SET FNSYNCTIME: FNSYNCSW=ON, DATE=1980&01&06, TIME=00&00&07; //打开CIoT 帧号同步调整开关，设置时间日期

参数修改说明：频率同步时，eNodeB的配置起始时间为DATE=1980&01&06,

TIME=00&00&07，目的是为了达到MME寻呼消息提前7秒下发的目的。

四、效果评估

参数修改后，用户故障已恢复，从基站日志分析，eDRX寻呼已能正常发到UE:

图7 eNodeB收到MME下发的eDRX寻呼消息

图8 eDRX已经生效

图9 eNodeB将eDRX寻呼消息下发给UE

五、总结及推广

在本次案例中，由于NB-IoT eDRX模式基准时间存在偏差，NB寻呼失败，导致终端无法接收到下行报文。该类问题由于涉及到用户模组、核心网，无法单方面发现问题，因此需要无线侧联合核心网、用户侧同步配合测试分析，才能发现和解决问题。

由于时钟类问题与硬件关系密切，本案例发生后，我们对优化关注的时钟类知识进行了梳理，各地市可以根据网络的实际情况，采取相应的时钟源和时钟参数。

5.1时钟同步方式影响对比

LTE网络有两种同步方式：时间同步（符号完全对齐，RS信号互相干扰）和频率同步（符

号不对齐）。

频率同步相对于时间同步，RS SINR更高，路测SINR（只能测量到RS的信号质量）显得更高。随着负荷的增加，本小区的RS受到邻小区的数据域干扰变大，差异变小。

实测数据与理论预期一致：

（1）空载场景下：频率同步的SINR要优于时间同步约2dB左右；频率同步方式下吞吐率5%以内的提升（RS干扰降低改善中远点解调性能）。

（2）有负荷场景下：随负荷增加，时间同步和频率同步的差异减少(30%负荷时，频率同步占优；负荷增加，差异减小)。

建议：GPS时间同步方式为站间ULComp和站间SFN等新业务提前部署，在暂时没有业务需求的情况下站点配置为频率同步。

5.2eNodeB 时钟源解决方案

eNodeB有多重时钟源，包括GPS、IEEE1588V2、NTP、自由振动等，下面对不同的时钟源优缺点进行对比，实际网络可以根据实际情况进行配置。