端到端问题处理实例分析

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本文摘自《移动通信》2013年3期。作者：张峰 孔祥文

【摘 要】移动通话的建立和保持涉及终端、无线设备、核心设备等各环节，经常有“牵一发而动全身”的效果。通过对一个现网故障的全流程分析，说明任何一个环节的情况都可能成为问题出现的诱发因素，进而阐述问题关联分析的重要性。
　　【关键词】端到端 大本地网 位置更新
　　1 问题概述
　　1.1 问题现象
　　A市一重点客户于10月中旬出现较为密集的投诉，现象为：可正常做主叫，但做被叫时听“用户已关机或不在服务区”的语音提示。
　　维护人员在收到用户投诉后，即刻查询MSC、HLR数据情况，发现规律如下：A市MSC1显示用户在A市MGW1的2G小区下，与用户当时所在位置相符；HLR中该用户所在VLR号码为8615644540或8613254172（该GT码为B市MSC1或B市MSC3），且B市MSC1或MSC3也存在用户数据，但其状态则为DETACH。
　　1.2 终端信息
　　收集出现问题的用户信息，发现均为A市本地卡，且HLR中此类卡权限均为可接入2G无线网络，无权接入3G无线网络。
　　投诉用户所持终端类型不同，但均为可支持2G/3G频段的智能终端，且设置为自由选网模式。
　　1.3 网络信息
　　A市软交换为中兴设备，含1台MSC、2台MGW（每个MGW各为1个虚拟的VLR），其中发生密集投诉的区域为该客户厂区，处于A市境内接近B市边界。
　　该客户厂区及周围共有A市WCDMA宏站5个、室分2个，GSM宏站2个、室分2个，其中W室分基站归属MGW2，其余均归属MGW1。
　　2 中兴软交换设备大本地网特性设置及
　　其存在的问题
　　2.1 中兴软交换设备大本地网特性
　　在大本地网组网下，一个物理MSC由多个虚拟MSC组成，假设为虚拟MSCA和虚拟MSCB，当用户从虚拟MSCA到虚拟MSCB时，VLR需要发起到HLR的位置更新。HLR将向前一个VLR发送Cancel Location消息，并向后一个VLR发送insert消息。而虚拟MSCA和MSCB对应同一个物理MSC，如果收到Cancel Location消息立刻删除用户数据，就可能导致位置更新失败。鉴于上述原因，中兴MSC设置一个数据标志位以作为收到Cancel Location消息时是否删除用户数据的判断依据。即MSC在向HLR发送位置更新请求时，同时将“不删除用户数据标志位”置“1”，并启动10秒计时，在10秒内收到Cancel Location消息时，则仅将此标志位置为“0”，但并不执行删除操作。
　　2.2 引发的问题
　　在无线环境较为复杂的地方，特别是边界区域，终端容易发生频繁位置更新，在中兴大本地网特性设置方式、尤其是10秒钟的保护时间可能带来数据不能及时删除的情况，下面将对此特定场景的处理做详细说明。
　　3 问题分析处理
　　以A市用户15589195089（IMSI：460013405426485）为例进行问题复现及相关分析，该用户于11月3日14：00投诉，终端型号为NOAGO N6602，以下即为依据信令监测系统的分析过程：
　　3.1 用户做主叫的
　　情况
　　调取该用户10月31日06：00至11月5日07：00做主叫时的呼叫记录，可以发现在此期间，用户做主叫时呼叫接续正常，具体情况如图1所示。
　　3.2 用户做被叫的
　　情况
　　自信令监测系统调取该用户10月31日06：00至11月5日07：00做被叫时的呼叫记录，结果异常出现在11月3日12：44：24～14：08：38的过程中，共计13次做被叫的过程，结果均为“保留”。
　　以12：44：24第一次被叫失败流程为例，可发现问题出在A市MSC1向其HLR请求漫游号码时，HLR发送PRN_REQ至B市MSC3，回应消息PRN_RSP中，返回错误原因为：缺省的用户——IMSI分离。
　　可得出结论：12：44：24于A市HLR内该用户数据中的VLR位置信息为B市MSC3，且MSC3中该用户处于DETACH状态，该状态一般为“用户自行关机”或“VLR在超出周期性位置更新时间未收到用户任何信息”的情况下出现。
　　3.3 用户做位置更新的情况
　　调取该用户10月31日06：00至11月5日07：00位置更新事件记录，可以发现在第一次被叫异常（11月3日12：44：24）前，离此最近的一次正常位置更新出现于当日08：43左右，且在08：22：26～08：43：54连续出现六次正常位置更新，此后即于A市MGW1下做周期性位置更新，如图2所示。
　　（1）第一阶段流程
　　11月3日08：22：26、08：23：37用户于A市MSS1下两次发起位置更新，其中Location Updating Request消息中，源LAC、目的LAC均为A市MGW1下的5994，该位置更新属于局内位置更新，消息并未上报至A市HLR。
　　结论：此两次流程均为源LAC、目的LAC相同的情况下发起的一般性位置更新，而A市MSC1均未向A市HLR发起更新，可说明在此前A市MSC1中有该用户数据；此二次更新后，HLR中该用户数据维持原状。
　　（2）第二阶段流程
　　11月3日08：43：26于A市MSC1发起一次位置更新，消息中用户目的VLR号码为8615644532，为A市MSC1下的VLR2地址（对应A市MGW2），且可发现HLR向A市MSC插入用户数据消息，但无CANCEL消息，原因应为A市HLR原有用户数据中对应VLR与收到的位置更新请求消息中所带的VLR相同，HLR不下发删除消息。证明11月3日08：22：26之前A市HLR中有此用户数据，且存储的用户所在VLR地址为A市MGW2（即VLR2），而离08：22：26之前最近的一次周期性位置更新于07：36：37执行，当时用户位置在A市MSC1的MGW1下。

结论：此前一段时间网络侧记录用户位置与用户实际所处位置并不相符。
　　（3）第三阶段流程
　　向前查找该用户位置更新记录，在故障发生前十天（即10月23日08：30）用户于A市MGW2的3G覆盖下发起正常位置更新，此后全为周期性位置更新事件。
　　10月23日08：30用户曾在A市虚拟MSC2（即MGW2）的3G覆盖下发起了位置更新，因用户不具备登录3G网络权限，此事件由A市MSC1在Iu侧给予拒绝（拒绝原因值为15），但网络侧会正常更新位置信息。因此位置更新结束后，HLR记录用户在A市MGW2下，而实际上用户于A市MGW1成功驻留，此后的周期性位置更新事件均被认为局内，不会更新至HLR。
　　结论：10月23日08：30后网络侧记录用户位置信息为：A市MSC1侧记录用户处于MGW1下，HLR记录用户处于MGW2下；而此时用户实际驻留A市MGW1。
　　（4）第四阶段流程
　　1）11月3日08：43：31用户在B市MSC1发起一次位置更新，可看到A市HLR向B市MSC1下发插入用户数据、向A市MSC1下发删除用户数据的指令，但未看到响应消息，如图3所示。
　　2）11月3日08：43：36用户在B市MSC3发起一次位置更新，可看到A市HLR向B市MSC3下发插入用户数据、向B市MSC1下发删除用户数据的指令，删除响应正常返回。
　　3）08：43：54用户于A市MSC1下发起一次位置更新，源LAC、目的LAC均为A市MGW1下的5994，A市MSC1未通知A市HLR。
　　本次位置更新流程表明A市MSC1原存储有该用户数据。但从08：43：31的更新流程中可明显看出，当时A市HLR向A市MSC1已下发删除用户数据指令，此时可证明当时A市MSC1未回送响应消息代表用户数据确未删除。
　　那为什么A市MSC1在收到删除消息，而不去执行此命令呢？回溯流程可发现，08：43：26用户于A市MGW2下发起位置更新请求，此时A市MSC1将启动大本地网特性，标志位置1，并启动10秒计时；08：43：31时，用户于B市MSC1下发起位置更新，A市HLR向A市MSC1下发的数据删除指令于08：43：32抵达，尚处于10秒保护时间内，删除数据不被执行，仅将标志位清零，所以A市MSC1仍保留用户数据，并最终在用户重回A市MGW1下时，位置更新因属局内更新而不会与HLR交互，最终出现B市MSC3、A市MSC1均有用户数据和A市HLR显示用户在B市MSC3下的情况，从而产生用户做被叫时不能接通的故障。
　　4 故障时用户所听录音通知情况分析
　　4.1 第一阶段
　　当用户信息在B市MSC未超过周期性位置更新时间+保护时间内，此时用户做被叫时会被送至B市MSC下，正常寻呼后失败，用户听到“您拨打的用户无法接通”的提示。
　　4.2 第二阶段
　　当用户信息在B市MSC下超过周期性位置更新时间+保护时间后，B市MSC将该用户置为DETACH状态，此时用户做被叫时会被送至B市MSC下，但不再下发寻呼，用户听到“您拨打的用户已关机”的提示。
　　4.3 第三阶段
　　当用户信息在B市MSC下被置为DETACH的时间超过24小时后，B市MSC会删除用户消息，同时HLR中VLR的GT清空，用户做被叫时，呼叫仅送至HLR，用户听到“您拨打的用户已关机”的提示。
　　5 用户终端类型的影响
　　本次问题出现与用户所使用的终端类型亦有关系，上述流程中用户终端始终存储有A市MGW1下的LAC号码位置信息。而在3GPP所发布的规范中，针对无权限用户登录3G网络时、Iu口所回失败原因为15：No Suitable Cells In Location Area的情况，3GPP版本不同，终端采取的处理机制亦有不同。
　　根据分析，本次故障所使用的终端应遵循的是2010年版本规范，最后驻留的LAC在位置更新成功前一直保留；而若该终端遵循的是2001版本规范，则在第二阶段流程时，用户终端所存LAC即被清空，即FFFF，在随后位置更新时因源LAC、目的LAC不同，更新消息会被发送至HLR，并更新其VLR地址，则本次问题也不会出现。
　　6 故障发生概要流程
　　根据上述分析，在现有中兴大本地网组网、存在多束无线信号的边界区域，若有表1所示的六个过程（以上例说明），问题即可复现。
　　结论：
　　可汇总分析此问题产生的要素有：（1）核心网软交换设备的大本地网特性，本地有2个或以上的虚拟VLR；（2）用户活动区域有本地网内2个或以上虚拟VLR的无线信号（含3G信号）覆盖，且同时又有另一软交换设备覆盖下的无线信号（含3G信号）覆盖；（3）用户所持卡未开通接入3G权限，但终端可支持2G/3G频段，且采用3GPP 2010年版本，设置为自由选网模式。
　　7 问题处理结论
　　7.1 临时处理方式
　　于A市MSC1中删除此用户数据，随后要求用户开关机一次，该用户问题即可解决。
　　原理：上述操作即为清空MSC数据，开关机则使用户发起位置更新，迫使MSC将此更新信息发送至A市HLR，HLR调整其用户归属VLR为A市MSC1。
　　7.2 最终处理方式
　　（1）无线侧
　　1）B市下压其3G基站天线下倾角，使B市3G信号不对该客户厂区形成覆盖；
　　2）A市调整其MGW2下的3G基站归属至MGW1。
　　上述无线网络侧调整工作结束后，用户投诉再未出现，问题得到阶段性解决。
　　（2）核心网侧
　　重新评估中兴大本地网组网特性，建议不设置虚拟VLR，理论层面探讨后再做实际网络调整。
　　8 结束语
　　现网问题处理时会涉及终端、无线网、核心网等多方面因素，任何一个环节的情况都可能成为问题出现的诱发因素。应以尽快平息用户投诉为首要考虑因素，此后还要做彻底的解决方案，以祛除问题产生的各方面诱因。
　　参考文献：
　　[1] 姜波. WCDMA关键技术详解[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.
　　[2] 3GPP TS 24.008 V9.6.0. Location updating procedure[S]. 2011.