5G优化案例：5G SA接入问题定位总结

5G SA 接入问题定位总结

一、概述

SA 方案是 5G NR 直接接入 5GC，控制信令完全不依赖 4G 网络，通过核心网互操作实现5G 网络与 4G 网络的协同。采用 SA 方案，5G 网络可支持网络切片、MEC 等新特性，4G 核心网MME 需要升级支持N26 接口，4G 基站仅需较少升级（如增加与5G 切换等相关参数），4G/5G 基站可异厂家组网，终端不需要双连接。

SA Option 2 架构包含5GC（5G Core Network）和NG-RAN（NG Radio Access Network），5GC 主要包括AM（F Access and Mobility Management Function）和UP（F User Plane Function），NG-RAN 包括gNodeB 和UE。各网元间的接口如下：

●gNodeB 通过NG-C 接口与AMF 连接，实现NG 控制面功能；通过NG-U 接口与UPF 连

接，实现NG 用户面功能。

●gNodeB 之间通过Xn-C 和Xn-U 接口连接，分别实现Xn 控制面和用户面功能。

gNodeB 与UE 之间通过UU 接口连接，实现无线新空口功能。

二、SA 接入流程

SA 接入流程与 LTE 初始接入过程类似，包含了随机接入、RRC 建立、鉴权、加密、UE 能力识别和DRB 建立等过程。

1.UE在PLMN选择、频点扫描和小区选择后对选择的GNB小区发起随机接入；

2.UE向GNB发送RRC建立请求，携带UE标识和建立原因值（例如MO-Data、Mo-signalling等）；

3.gNB向UE回复RRC连接建立，携带上下行初始BWP、CSI、T310/N310/N311定时器等；

4.UE向gNB回复建立完成，携带selectedPLMN-Identity、registeredAMF、snssai-list和NAS消息；

5.gNB向核心网AMF发送初始上下文信息；

6.核心网向UE发起鉴权请求；

7.UE向核心网回复鉴权响应；

8.核心网向UE发送加密指示；

9.UE向核心网恢复加密完成；

10.核心网向 UE 发送上下文建立请求，主要包括UE AMBR 、 mobility-RestrictionList 、

UE-securityCapabilities 、coreNetworkAssistanceInformationForInactive等信元；

11.GNB向UE发送查询UE能力信息指示，包括freqBandinformation信元；

12.UE向GNB回复UE能力信息，包括PDCP/RLC/MAC/PHY和RF等支持的能力；

13.GNB将UE能力信息透传给核心网；

14.GNB向UE发送安全模式指示，包括加密算法和完整性算法；

15.UE回复安全模式加密完成；

16.GNB向UE发送RRC重配置消息，激活BWP1；

17.UE向GNB回复RRC重配置完成；

18.GNB向核心网恢复UE上下行建立完成响应；

19.核心网向GNB发送PDU承载建立请求，携带PDUSessionResource SetupListSUReq，包括上下行AMBR，

UGW IP，fiveQI及E-RAB-ID；

20.GNB向UE下发RRC重配置消息，下发SRB2&DRB相关信息；

21.UE向GNB回复重配置完成；

22.GNB向核心网回复PDU承载建立完成；

三、SA 接入问题定位方法

3.1总体定位思路

根据接入流程失败问题节点进行原因定位，总体思路如下图所示：

3.2终端不发起RRC 接入

3.2.1基本概念

终端搜网注册流程主要分为以下几个部分：PLMN 选择、扫频、小区选择和小区注册。

具体如下图所示：

运营商控制网络服务的方法通常通过SIM 卡的信息来实现。UE 在搜网注册之前首先要进行初始化过程，来完成SIM 卡与终端的一个基本交互过程。初始化过后，终端可以读出SIM 卡内包含的文件信息，以备后来服务之用。最常用的SIM 卡文件就是EFimsi 文件，这一文件包含基本的运营商信息，此外还有RPLMN 等信息。

3.2.2判断方法

基站侧没有收到RRCSetupReq，需要在终端侧观察，终端侧是否有发起RRC 接入。

3.2.3问题定位

➢排查小区是否建立成功；

➢排查小区发功是否正常；

➢排查终端侧是否有接收到SIB1，检查SIB1 中下发的PLMN 与开卡信息是否相符；

3.2.4典型案例

（1）、基站侧没有收到RRCSetupReq

从终端日志来看，已搜到小区，并接收mib、sib，但是打印"do not find EPLMN,camped fail"。

终端侧进一步排查，发现USIM 卡中写入了FPLMN，导致终端没有发起接入。将USIM 卡中FPLMN 删除后，用户可以正常接入。

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3.3随机接入失败

3.3.1基本概念

UE gNB

Random Access Preamble UE gNB

Random Access Response RA Preamble assignment

Scheduled Transmission Random Access Preamble

Contention Resolution Random Access Response

(a)Contention-Based (b) Contention-Free

1.基于竞争的随机接入

步骤 1：UE 在 PRACH 上发送 preamble(Msg1)，基站通过检测 Preamble 获得 preamble ID(RAPID)和下行Tx Beam，并估计传输时延。

步骤 2：基站在PDSCH 上发送RAR(Msg2)，RAR 中携带第 1 步中估计的传输时延对应的TA，RAPID，TC-RNTI，及用于第 3 步Msg3 发送的UL Grant。UE 使用TA 调整上行定时。Msg2 在第一步确定的下行Tx beam 上发送。

步骤 3：根据RAR 中UL Grant 的调度发送Msg3，其中携带 UE 的标识信息。

步骤 4：gNodeB 在PDSCH 上将竞争解决消息(Msg4)发送给 UE，该步骤解决了由于多个UE 试图使用同一个随机接入资源和相同 preamble 接入时导致的竞争和冲突， Msg4 在第一步确定的下行Tx beam 上发送。

2.基于非竞争的随机接入

基于非竞争的随机接入使用专用的随机接入资源和 preamble，不存在竞争冲突，因此不需要第 3 步和第 4 步。

3.3.2判断方法

UE 侧查看接入失败为随机接入失败；或通过话统查看随机接入成功率

竞争随机接入成功率：N.RA.Contention.Resolution.Succ/N.RA.Contention.Att

非竞争随机接入成功率：N.RA.Dedicated.Msg3/N.RA.Dedicated.Att

常用随机接入话统指标定义如下：

1911816542 N.RA.Contention.Att 随机前导的接收次数

1911816544 N.RA.Contention.Resolution.Succ 竞争冲突解决成功次数

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