TAU失败导致UE无法正常使用4G网络.docx
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TAU失败导致UE无法正常使用4G网络
TAU失败导致UE无法正常使用4G网络
1问题现象
用户为CSFB手机,在1月6日18点左右由4G网络掉至3G网络,并且在一天内跨越多个位置区,经过22小时的时间内一直无法回到4G网络,直到1月7日16点左右进行重新开关机后才回到4G网络。
2信令分析
S1-MME信令
通过信令跟踪平台S1-MME信令分析,发现用户在2016-1-617:
51:
34进行了一次CSFB业务,并在完成业务后返回4G网络发起连续5次TAU,之后就没有4G侧信令,直至2016-1-716:
10:
06间隔22小时后重新在4G网络发起Attach,并在4G网络正常驻留。
SGs信令
分析SGs信令,发现用户在2016-1-617:
52:
00发起TAU的同时连续发起了5次联合位置更新,并且都失败,失败原因码为22,之后就没有信令,直至2016-1-716:
10:
07重新发起联合位置更新,并成功。
CSFB信令
分析CSFB侧信令,用户在挂机前发起了一个短信流程,导致用户挂机后系统没有发送clearcommand命令,UE无法进行FR;在后续进行的短信流程中,首先由UE向网络侧发起了一次主动短信流程,在网络侧等待CP-ACK的过程中,网络侧又向UE发送了一条短信,但未得到UE的响应,此后UE发起了一次CP-ACK,在完成后释放资源进入空闲态,并重选至4G网络进行联合位置更新
2G网络侧此时由于短信流程还未完成,认为UE还在2G网络中,并在随后对UE发起了1次被叫通话及被叫短信业务,但均为成功;UE在4G最后一次联合位置更新发生2016-01-0617:
52:
40,早于2G网络侧下发clearcommand命令的时间2016-01-0617:
52:
43,相当于UE在回到4G进行联合位置更新的同时,2G侧网络认为业务流程还未完成,导致连续5次联合位置更新失败
正常短信流程,UE在回应CP-ACK后返回空闲态
系统最后在定时器超时后下发clearcommand命令,命令中所携带的原因值为Radiointerfacefailure,相当于系统判断由于得不到UE回应而导致的一次异常释放。
3问题分析
失败原因值分析
通过3GPPTS24.301协议分析原因码22的解释如下,该问题主要由MME问题导致。
协议描述:
Cause#22–Congestion
ThisEMMcauseissenttotheUEbecauseofcongestioninthenetwork(e.g.nochannel,facilitybusy/congestedetc.)
失败处理流程分析
发生该问题后的处理策略,协议描述如下,一共尝试5次TAU请求,每次间隔为T3411(10s),当达到5次后,根据终端类型是CS/PSmode1还是CS/PSmode2进行不同的流程。
如果终端是是CS/PSmode1,并且不支持IMSvoice,终端将选至2G/3G网络,并关闭4G网络功能,保证语音业务。
如果终端是CS/PSmode2,终端等待T3402(12min),然后重新发起联合TA/LA更新。
协议描述:
CombinedtrackingareaupdatingsuccessfulforEPSservicesonly
#22(Congestion)
TheUEshallstoptimerT3430ifstillrunning.Thetrackingareaupdatingattemptcountershallbeincremented,unlessitwasalreadysetto5.
Ifthetrackingareaupdatingattemptcounterislessthan5:
-theUEshallstarttimerT3411,shallsettheEPSupdatestatustoEU1UPDATEDandshallenterstateEMM-REGISTERED.ATTEMPTING-TO-UPDATE-MM.WhentimerT3411expiresthecombinedtrackingareaupdatingprocedureindicating"combinedTA/LAupdatingwithIMSIattach"istriggeredagain.
Ifthetrackingareaupdatingattemptcounterisequalto5:
-aUEoperatinginCS/PSmode2ofoperationshallstarttimerT3402,shallsettheEPSupdatestatustoEU1UPDATEDandshallenterstateEMM-REGISTERED.ATTEMPTING-TO-UPDATE-MM.WhentimerT3402expiresthecombinedtrackingareaupdatingprocedureindicating"combinedTA/LAupdatingwithIMSIattach"istriggeredagain;
-aUEoperatinginCS/PSmode1ofoperationwith"IMSvoicenotavailable"shallattempttoselectGERANorUTRANradioaccesstechnologyandproceedwithappropriateMMorGMMspecificprocedures.TheUEshalldisabletheE-UTRAcapability(seesubclause 4.5).IftheUEisintheEMM-CONNECTEDmode,theUEshalllocallyreleasetheestablishedNASsignallingconnectionandentertheEMM-IDLEmodebeforeselectingGERANorUTRANradioaccesstechnology.
TIMERNUM.
TIMERVALUE
STATE
CAUSEOFSTART
NORMALSTOP
ON
EXPIRY
T3411
10s
EMM-DEREGISTERED.ATTEMPTING-TO-ATTACH
EMM-REGISTERED.ATTEMPTING-TO-UPDATE
Atattachfailureduetolowerlayerfailure,T3410timeoutorattachrejectedwithotherEMMcausevaluesthanthosetreatedinsubclause 5.5.1.2.5.
Attrackingareaupdatingfailureduetolowerlayerfailure,T3430timeoutorTAUrejectedwithotherEMMcausevaluesthanthosetreatedinsubclause 5.5.3.2.5.
ATTACHREQUESTsent
TRACKINGAREAUPDATEREQUESTsent
RetransmissionoftheATTACHREQUESTorTRACKINGAREAUPDATEREQUEST
T3430
15s
EMM-TRACKING-AREA-UPDATING-INITIATED
TRACKINGAREAUPDATEREQUESTsent
TRACKINGAREAUPDATEACCEPTreceived
TRACKINGAREAUPDATEREJECTreceived
StartT3411orT3402asdescribedinsubclause 5.5.3.2.6
T3402
Default12min.
NOTE 1
EMM-DEREGISTERED
EMM-REGISTERED
Atattachfailureandtheattemptcounterisequalto5.
Attrackingareaupdatingfailureandtheattemptcounterisequalto5.
ATTACHREQUESTsent
TRACKINGAREAUPDATEREQUESTsent
InitiationoftheattachprocedureorTAUprocedure
终端模式分析
协议中关于终端模式的描述如下,目前UE的工作模式主要有4种:
PSmode1、PSmode2、CS/PSmode1、CS/PSmode2,CSfallback终端工作在CS/PSmode1、CS/PSmode2,其主要区别在于CS/PSmode1是语音优先(voicecentric)、CS/PSmode2是数据优先(datacentric)。
根据协议,voicecentric的终端,必须支持voice功能,如果注册到的LTE网络不支持CSFB,以及IMS等语音业务,那么终端应该关闭LTE的功能,重选回落2G/3G网络,用以保证语音业务使用。
如果LTE网络支持CSFB/IMS语音业务,那么可以继续停留在LTE网络上。
datacentric的终端,如果注册到的LTE网络,既不支持CSFB,也不支持IMS业务,可以继续驻留在LTE网络。
协议描述:
AUEattachedforEPSservicesshalloperateinoneofthefollowingoperationmodes:
-PSmode1ofoperation:
theUEregistersonlytoEPSservices,andUE'susagesettingis"voicecentric";
-PSmode2ofoperation:
theUEregistersonlytoEPSservices,andUE'susagesettingis"datacentric"ortheUEhasnoCSvoicecapability;
-CS/PSmode1ofoperation:
theUEregisterstobothEPSandnon-EPSservices,andUE'susagesettingis"voicecentric";and
-CS/PSmode2ofoperation:
theUEregisterstobothEPSandnon-EPSservices,andUE'susagesettingis"datacentric"ortheUEhasnoCSvoicecapability.
AUEconfiguredtouseCSfallback,shalloperateinCS/PSmode1orCS/PSmode2.SuchUEmayalsobeconfiguredtouseIMS,inwhichcasethevoicedomainpreferenceasdefinedin3GPP TS 24.167 [13B]shallbeusedfortheselectionofthedomainfororiginatingvoicecommunicationservices.
AUEconfiguredtouseSMSoverSGs,butnotconfiguredtouseCSfallback,shalloperateinCS/PSmode1orCS/PSmode2.
ThebehaviouroftheUEinCS/PSmode1ofoperation,uponfailuretoaccesstheCSdomain,willdependontheavailabilityofvoiceoverIMS.Inthepresentdocument,"IMSvoicenotavailable"referstooneofthefollowingconditions:
-theUEisnotconfiguredtouseIMS;
-theUEisnotconfiguredtouseIMSvoice,i.e.whenthevoicedomainpreference,asdefinedin3GPP TS 24.167 [13B],indicatesthatvoicecommunicationservicesareallowedtobeinvokedonlyovertheCSdomain;
-theUEisconfiguredtouseIMSvoice,butthenetworkindicatesintheATTACHACCEPTmessageortheTRACKINGAREAUPDATEACCEPTmessagethatIMSvoiceoverPSsessionsarenotsupported;or
-theUEisconfiguredtouseIMSvoice,thenetworkindicatesintheATTACHACCEPTmessageortheTRACKINGAREAUPDATEACCEPTmessagethatIMSvoiceoverPSsessionsaresupported,butregistrationtoIMShasfailed.
当终端发起attach附着请求,或者TAU更新求时,会携带ue_usage_setting参数,说明终端是语音优先(voicecentric)还是是数据优先(datacentric)。
通过信令跟踪平台,用户的终端为voicecentric,即CS/PSmode1,且仅支持CSVoiceonly,不支持IMSvoice。
根据协议描述,当发生cause#22的联合位置更新失败时,终端将选至2G/3G网络,并关闭4G网络功能。
返回4G网络方式
根据协议描述,当终端关闭4G网络后,只能通过模式改变、开关机、PLMN选网才可以恢复4G功能;因此用户长时间无法从2G/3G返回4G网络,只能通过开关机或飞行模式才能解决。
Disablingandre-enablingofUE'sE-UTRAcapability
WhentheUEsupportingtheA/Gband/orIumodetogetherwiththeS1modeneedstostayinA/GborIumode,inordertopreventunwantedhandoverorcellreselectionfromUTRAN/GERANtoE-UTRAN,theUEshalldisabletheE-UTRAcapability.
-TheUEshallnotsettheE-UTRAsupportbitsoftheMSRadioAccesscapabilityIE(see3GPP TS 24.008 [13],subclause 10.5.5.12a),theE-UTRAsupportbitsofMobileStationClassmark3IE(see3GPP TS 24.008 [13],subclause 10.5.1.7)andtheISRsupportbitoftheMSnetworkcapabilityIE(see3GPP TS 24.008 [13],subclause 10.5.5.12)intheATTACHREQUESTmessageandtheROUTINGAREAUPDATEREQUESTmessageafteritselectsGERANorUTRAN;and
-theUENASlayershallindicatetheaccessstratumlayer(s)ofdisablingoftheE-UTRAcapability.
TheUEshallenabletheE-UTRAcapabilityagaininthefollowingcases:
-theUEmodeofoperationchangesfromCS/PSmode1ofoperationtoCS/PSmode2ofoperation;
-theUEmodeofoperationchangesfromPSmode1ofoperationtoPSmode2ofoperation;
-theUEpowersoffandpowersonagain;or
-forthePLMNselectionpurpose.
4问题小结
通过上述的分析可以看出,此次UE从4G异常脱网的情况为用户在2G侧挂机的同时有多条短信业务发生,由于流程冲突,导致联合位置更新失败,由于UE为语音优先模式,按照协议规定,UE在5次联合位置更新失败后自动关闭4G功能,最终使UE脱离4G网络,并只能通过开关机或重选选网的方式恢复。
5现网情况分析
联合TAU失败现状
受限于平台一次只能导出10万行数据的限制,只能对1个小时内出现的联合TAU失败进行分析,目前主要失败的原因有三种:
已分析的原因值#22的TAU失败占整体的69%,#17的占23%,#12的占8%
#22原因值TAU失败影响分析
对1月15日全网用户数据进行分析:
一天内发生联合位置更新失败且原因值为22的次数约为:
56万次,涉及26.2万个用户,其中符合上述分析情况(连续5次失败且间隔10s)的用户为:
6332个,占全网566万个CSFB用户的0.11%,这些用户根据终端类型的不同,对用户及网络的影响也不同:
Ø数据优先:
等待T3402(12min),然后重新发起联合TA/LA更新,在等待时长内用户可能无法被寻呼(待确认),直至重新TAU成功;对应影响的网络指标为寻呼成功率
Ø语音优先:
终端将选至2G/3G网络,并关闭4G网络功能,直至手机进行开关机或重新选网操作(在已经分析的部分用户中,目前发现最长脱离4G网络的用户已超过5天);对应影响的网络指标为4G驻留比
后续问题及解决方案
目前NSN已推出一个针对MSS中AIF程序块(AIF_SSMX18.27-0)的补丁,此补丁是针对前期在国外发现的一种案例:
UE掉话后,在等待呼叫重建超时(北京未开呼叫重建)期间拒绝联合位置更新情况,而这个补丁的作用是无论什么情况,只要MSS还没释放A接口资源,而此时收到UE的联合位置更新请求,那么MSS将立即释放A接口资源并及时处理联合位置更新请求,刚好也适应于解决本次发生的这种案例,这样就可以避免由于连续位置更新失败导致UE脱离4G网络,。