（中國移動通信集團云南有限公司紅河分公司，紅河 661100）

TD-SCDMA數據業(yè)務的故障排查方法研究

陳捷

（中國移動通信集團云南有限公司紅河分公司，紅河 661100）

目前傳統(tǒng)運營商從話音經營向流量經營戰(zhàn)略轉型已是大勢所趨。假如設備故障導致TD-SCDMA用戶PS業(yè)務不暢，會嚴重影響用戶感知。本文針對以上問題，通過信令跟蹤、指標分析與灌包測試相結合，形成一套行之有效的故障排查方法，有助于TD-SCDMA系統(tǒng)的維護和優(yōu)化。

TD-SCDMA；數據業(yè)務；故障排查

1 前言

當下數據業(yè)務收入超過話音業(yè)務已是產業(yè)發(fā)展到一定階段的必然趨勢，中國移動因此也迎來了從傳統(tǒng)話音經營向流量經營戰(zhàn)略轉型的契機，作為“四網協(xié)同”（GSM/TD-SCDMA/TD-LTE/WLAN四網協(xié)同發(fā)展）網絡發(fā)展戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，TD-SCDMA網絡所承載的用戶數與數據業(yè)務量隨著網絡技術的成熟與TD-SCDMA終端的普及與日俱增，其分流作用也日趨顯著。

因此保障用戶數據業(yè)務的高速流暢也成為了網絡優(yōu)化與維護工作的重中之重，假如因為設備故障導致用戶PS業(yè)務受阻，有悖于流量經營宗旨，將極大影響用戶感知。

本文針對TD-SCDMA網絡結構特點，提出了一種信令跟蹤、指標聯(lián)合分析與環(huán)回灌包測試相結合的故障排查方法，通過當地TD-SCDMA網絡實踐驗證確實有效，為TD-SCDMA網絡日常優(yōu)化與維護提供經驗總結。

2 TD-SCDMA網絡及PS業(yè)務流程介紹

2.1 網絡結構

TD-SCDMA網絡結構如圖1所示。Node B是TD-SCDMA移動基站，通過標準Iub接口與RNC相連，通過Uu接口與UE進行通信，主要完成Uu接口物理層協(xié)議和Iub接口協(xié)議的處理。RNC是TD-SCDMA網絡的一個關鍵網元，主要完成對Node B的無線資源控制和移動接入鏈路管理，處理移動呼叫、切換和功率控制，同時管理RNC本身的各種資源。SGSN（Serving GPRS Support Node，服務GPRS節(jié)點）作為GPRS/ TD-SCDMA核心網分組域的重要組成部分，主要完成分組數據包的路由轉發(fā)、移動性管理、會話管理、邏輯鏈路管理、鑒權和加密、話單產生和輸出等功能，通過Iu-PS接口連接RNC。

Uu接口是UTRAN與用戶設備的接口，也稱無線接口或者空中接口，Iub口是Node B與RNC之間的接口，Iu-PS接口是RNC與SGSN之間的接口，如圖2 UTRAN接口通用協(xié)議模型所示，每個接口在無線網絡層均可分為用戶面和控制面，控制面用于控制無線接入承載及UE和網絡之間的連接，用戶面用于傳輸通過接入網的用戶數據。

圖1 TD-SCDMA網絡結構圖

圖2 UTRAN接口通用協(xié)議模型

2.2 PS業(yè)務標準流程

PS業(yè)務標準信令流程如圖3所示，UE經Uu口和Node B/RNC建立起RRC連接，向SGSN初始直傳業(yè)務請求，再經Iu-PS口至SGSN建立信令連接，信道指派后建立起業(yè)務承載附帶用戶信息，CN和UE間進行鑒權、加密信令交互，然后激活PDP上下文，SGSN和UE間通過RAB指派建立起承載，就開始傳輸數據，業(yè)務完成后，PDP去激活，釋放信道連接。

3 業(yè)務故障排查方法

圖3 PS業(yè)務流程圖

從TD-SCDMA網絡結構、接口協(xié)議與標準業(yè)務流程可知，在PS業(yè)務流程中，無線網起到傳輸通道的作用，通道在控制面建立，由用戶面承載，如若設備故障引起通道不順暢，排查工作就應先從控制面入手，再對用戶面進行檢測。

3.1 控制面排查思路

由圖1可知，網絡上游結構復雜，涉及不同廠家、不同功能的多種網元實體，一些深層次的網絡故障隱蔽性強，監(jiān)控系統(tǒng)未必能檢測出并上報告警提示，但上游的設備故障必然會引起下游終端用戶的業(yè)務不暢與相關指標的異常波動，常見的表象有網速慢、無響應、掉線等，由于商用網絡用戶數多，受眾面廣，業(yè)務故障必然引起用戶投訴數量激增，故可以根據用戶投訴統(tǒng)計，提取相應指標進行分析，在用戶投訴現場實地測試，結合后臺信令跟蹤，抓取異常信令進行原因分析。

3.2 用戶面排查思路

上文中如若通道能夠在控制面建立，那傳輸不暢問題就需要從用戶面各環(huán)節(jié)逐段進行排查。如圖1所示，TD-SCDMA網絡中PS業(yè)務的端到端可認為是從UE到SGSN，中間歷經多個接口與網元設備。日常維護工作中可以根據異?，F象出現的范圍、時間、地點、無線環(huán)境、終端類型等因素判斷故障環(huán)節(jié)，不同網元故障的影響范圍、嚴重程度各有不同，越是處于網絡上游，故障影響越為嚴重與廣泛。在TD-SCDMA網絡PS域，RNC與CN間的用戶面組網結構如圖4所示，RNC側ROMB板（RNC Operating & Maintenance Board，RNC 操作維護單板）主要負責RNC系統(tǒng)的全局過程處理與操作維護代理，各單板狀態(tài)的管理和信息的搜集，并維護整個RNC的全局性的靜態(tài)數據。ROMB單板有4條媒體面地址，板上運行的RPU模塊負責路由協(xié)議處理。

RNC的GIPI板（GE IP Interface，吉比特以太網接口板）負責各種IP接口和OMCB網關功能，提供最大8×100Mbit/s以太網接口，2×吉比特以太網接口，主要實現 IuPS/IuCS/ Iub 的IP化接口功能和OMCB網關功能，一般配置在RNC1架1框3、4、5、6槽位的GIPI板作用是IU接口。

CE（Customer Edge，用戶邊緣設備）用于匯接移動核心網和接入網網元和業(yè)務系統(tǒng)，并實現與IP承載網的隔離，減小兩者的耦合度。同時，管理域和業(yè)務域也得到有效區(qū)分，IP承載網設備和CE設備分別單獨管理，維護界面變得更加清晰。

實際組網中，為了負荷分擔與業(yè)務保護，GIPI板、近端/遠端CE與SGSN媒體面均成對配置并相互連通，以本地實際組網為例，5槽GIPI板連接近端CE1，6槽GIPI板連接近端CE2。遠近端CE如圖4互通，SGSN側分為兩個媒體面，每一平面與兩個遠端CE均建立連接。

圖4 用戶面組網結構圖

基于以上用戶面的組網結構，可將RNC的ROMB單板到SGSN媒體面間的通道劃分為多條路徑與多個分段，從ROMB單板開始，逐路由逐路段進行ROMB到GIPI、GIPI到近端CE、ROMB到近端CE、ROMB到 SGSN媒體面的灌包環(huán)回測試，就能夠有效縮小故障排查范圍甚至定位通道斷點，有利于及時處理故障與恢復業(yè)務。

4 應用與實踐

當地TD-SCDMA網絡曾經出現過大面積PS業(yè)務不暢的問題，異常表現為PS業(yè)務信令連接能夠成功建立，但下行速率為零，視頻、網頁無法打開，斷開重連多次有可能恢復正常。該問題短時間就能引起大規(guī)模的用戶投訴，嚴重影響當地用戶感知，我們根據上文思路，應用信令、指標聯(lián)合分析與灌包測試相結合的系統(tǒng)排查方法，快速定位到問題所在，故障得到及時處理。

4.1 控制面排查過程

根據以上故障現象，從SGSN側通過網管系統(tǒng)軟件traffica在指定時間段內對PS業(yè)務進程統(tǒng)計（如表1所示）發(fā)現，沒有下行流量的進程數量極大，異常占比達到43.87%，與同SGSN下的Y市相比，遠超正常范圍。

表1 統(tǒng)計指標分析

選擇某用戶投訴地進行現場測試，該故障復現幾率極高，結合后臺的信令跟蹤，發(fā)現歷經RRC連接建立，業(yè)務發(fā)起、PDP上下文激活等正常步驟后，由于計數時間內無下行速率，RNC發(fā)送Iu_ReleaseRequest釋放命令，釋放原因為radioNetwork＝TRANAP_user_ inactivity，發(fā)起重連后可能恢復正常，也可能重復多次釋放與重連步驟，信令流程如表2所示。

4.2 用戶面排查過程

從用戶投訴的統(tǒng)計來看，該故障分布范圍廣，涉及多種不同品牌和類型的用戶終端，從市區(qū)的拉網路測來看，故障出現的時間地點較為隨機，且無線環(huán)境大多較為良好，故可排除無線環(huán)境的質差、干擾影響和單站或個別終端故障因素，推斷問題誘因極可能在于RNC或更上游的設備上，故排查工作的重點轉向RNC至SGSN的用戶平面。

表2 異常信令分析

按照上文中的排查思路，分別用ROMB板的4條媒體面地址逐次Ping GIPI板、近端CE、SGSN媒體面地址，通過測試結果來確定故障環(huán)節(jié)。該段鏈路連接正常。

圖5 灌包測試示意圖

SGSN媒體面地址返回的數據分組減半（InMsgs：5），出現了嚴重的分組丟失情況，由此可以縮小排查范圍，故障點可能出現在近端CE到遠端CE，或遠端CE到SGSN通道段。

由于RNC的GIPI板采用負荷分擔的工作方式，分別連接近端CE1/2形成雙路由保護模式，關閉其中一條路由用戶業(yè)務不會中斷，于是先關閉RNC上5槽GIPI板接口地址，從路由2進行灌包測試正常。之后關閉6槽GIPI板接口地址，倒換至路由1測試時分組丟失問題依然存在。如圖6所示。

如圖5中虛線所示，具體操作為：順續(xù)用ROMB的4條媒體面地址“112.62.116.17-20”作為源地址，依次向5/6槽GIPI板（接口地址：112.62.116.26/30）、近端CE1/2(接口地址：112.62.116.25/29)、SGSN媒體面1/2（接口地址：112.62.112.132/133）發(fā)送10個數據分組（OutMsgs：10），觀察目標地址數據分組返回情況，5/6槽GIPI板、近端CE1/2均返回10個數據分組（InMsgs：10），未出現數據分組異常，可判斷

圖6 CE關閉GIPI接口地址PING包測試

此前路由1上ROMB到5槽GIPI通道已通過檢驗，做5槽GIPI板到近端CE1的Ping分組測試，收發(fā)正常，故可定位故障通路在近端CE1到遠端CE1段。由于目前GIPI單板功能不要求能Ping通遠端CE、SGSN媒體面地址功能，故障范圍已縮小到CE側，CE工程師對近端CE、遠端CE設備進行排查，確定最終問題定位在近端CE1到遠端CE1的端口上，對近端CE1進行跳纖處理業(yè)務即恢復正常。

5 總結

如今傳統(tǒng)運營商從話音經營向流量經營戰(zhàn)略轉型已是大勢所趨，運營商向用戶提供多元PS業(yè)務的同時，必須保證業(yè)務通道的通暢無阻，才能提升用戶感知滿意度。

在處理PS業(yè)務問題的過程中，關鍵步驟及故障點信息說明如下：

（1）重視指標分析與用戶投訴，由于網絡側涉及多個廠家、多種功能的設備元件，告警監(jiān)控系統(tǒng)不可能面面俱到，很多隱性故障需要從異?，F象與指標波動中尋找蛛絲馬跡，步步反推?，F場測試可摸清無線環(huán)境，對異?，F象的詳細記錄是排查處理的第一步。

（2）結合前臺業(yè)務驗證測試，后臺需實時進行信令跟蹤與分析。信令是設備交互的語言，建立聯(lián)系的協(xié)議，異常信令的出現往往預示著業(yè)務的中斷，從異常信令的含義、產生條件、設備來源、方向等方面進行分析，可以大大縮小故障排查范圍。

（3）PS業(yè)務不暢極有可能是媒體面通道受阻，逐段進行灌包測試是檢測數據流斷點的一種有效手段，結合有針對性的路徑選擇、設備重啟和配置修改等嘗試能更快的定位問題所在，有利于故障排除。

綜上所述，只有明確業(yè)務流程的關鍵節(jié)點，并掌握系統(tǒng)的故障排查方法，對可能出現的故障點做好經驗總結，才能有助于更好地進行網絡維護與優(yōu)化工作。

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Research on troubleshooting method of TD-SCDMA date service

CHEN Jie
(China Mobile Group Yunnan Co., Ltd. Honghe Branch, Honghe 661100, China)

There's a great trend to change from voice to traff c operation of the traditional telecom operators. If the TD-SCDMA users were unable to enjoy the PS services smoothly, due to the equipment failures, it will have a bad inf uence on the user perception. In connection with the appearance above-mentioned, this paper has explored a series of troubleshooting methods, including follow signaling, index analysis and so on, which was meaningful in maintenance and optimization for the TD-SCDMA system.

TD-SCDMA; data service; troubleshooting

TN929.5

A

1008-5599（2014）07-0015-05

2014-06-13