LTE核心网常见故障和投诉案例分析

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案例一：临时方案用户预换卡不能使用2、3G业务

【故障现象】
临时方案的用户，在更换USIM卡但未开通4G业务的情况下，在4G网络的覆盖下，用4G手机终端可能无法正常使用2,3G业务。只能在4G手机上设置“2,3G only”，才能恢复正常使用。
【故障分析】
临时方案的用户，在更换USIM卡但未开通4G业务的情况下，当前BOSS系统只是将用户的IMSI鉴权信息通过BOSS指令存储到HSS，并未建立IMSI和MSISDN的关联，即未放号为签约用户的任何2、3G的分组域、电路域和4G业务的签约信息。这种场景下HSS给MME返回DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN的错误码，MME收到HSS的DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN码后，给终端返回#8 “EPS services and non-EPS services not allowed”的NAS原因值。终端收到“EPS services and non-EPS services not allowed”的NAS值后，不再尝试重新选网。
【故障解决】
针对这种临时方案的用户，如果只更换USIM卡不签约4G业务，根据测试，MME给终端返回#7 “EPS services not allowed”的NAS值能够使终端较快地重选到2、3G网络。根据协议中定义的映射规则，HSS需要给MME返回DIAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION (5420) with Error Diagnostic of NO_GPRS_DATA_SUBSCRIBED的错误原因值，对应到HSS上，需要BOSS在用户进行更换USIM卡时，不管用户签不签约4G业务时，都要向HSS发送放号的BOSS指令，如果用户不签约4G业务，则通过设置4G-APN模板为0来关闭用户的4G功能。
启示：网络侧把问题归类后，通过NAS值反馈给终端，终端针对不同的NAS值会有不同的响应行为，在定位此类问题的时候，需要抓取信令，观察S1-MME接口上附着失败或者TAU失败的原因值。
案例二：国际漫游用户漫入到国内MME下无法使用
【故障现象】
韩国、香港等国际漫游用户在国内某市中兴MME下无法附着使用4G业务，而国内用户在同一地点正常使用4G业务。
【故障分析】
进行信令跟踪，发现国际漫游用户附着时，MME回了PDN connectivity reject，原因值为网络失败：

MME失败观察报TAC的DNS解析失败：

MME上检查对TAC的域名解析缓存，发现只有x-s5-gtp服务，而国际漫游用户需要使用x-s8-gtp服务：

【故障解决】

在DNS上修改TAC域名解析数据，增加对X-S8-GTP的解析结果。增加完毕后，再次检查MME上收到的DNS返回结果，发现支持X-X8-GTP，再次测试，国际漫游用户使用4G业务正常。

案例三：过渡方案4G用户终端有4G信号但附着失败，驻留2，3G
【故障现象】
过渡方案4G用户终端有4G信号，但是附着失败，只能驻留在2、3G网络，更换位置后重新有4G标志，尝试附着仍然失败。
【故障分析】
进行信令跟踪，发现用户在2、3G下无附着4G的请求上来，要求4G用户更换位置，能触发附着请求，查看信令发现拒绝原因值是#15 No Suitable Cells In tracking area，同时在中兴MME上抓包发现HSS返回的鉴权有错误，错误码是DIAMETER_AUTHORIZATION_REJECTED，检查HLR该用户签约数据，发现有2，3G签约，但4G被关闭（OBEPC-1），因此爱立信HSS返回DIAMETER_AUTHORIZATION_REJECTED，根据规范，MME会回复#15：No Suitable Cells In tracking area，导致终端不断重复4G附着，最后因失败该TA被终端记录下来作为不被允许的TA，不再尝试附着，但是更换了位置后，不同的TA下可以重新附着4G网络，但是因为HLR中停止了4G功能，附着4G网络仍然失败。
【故障解决】
查看NAS值规范，针对4G被停机的情况，建议爱立信HSS返回UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION，这样MME回复#7 EPS not allowed，只影响4G业务，不影响2，3G。
案例四：爱立信MME到中兴MME切换出现4G业务断流
【故障现象】
在测试4G用户从中兴MME覆盖下切换到爱立信MME覆盖范围，发现4G用户切换失败，出现4G业务中断的情况。
【故障分析】
经过在MME侧抓包分析，从爱立信MME覆盖范围移动到中兴MME覆盖范围内，会由原MME发起Forward Relocation Request，并NAS层加密算法选定EEA2。
.... 0010 = Used NAS Cipher: 128-EEA2 (0x02)
但是在其后对中兴MME发起的TAU中，中兴MME发起了到HSS的鉴权请求，并选定
000 .... = Type of ciphering algorithm: EPS encryption algorithm 128-EEA0 (ciphering not used) (0x00)
EEA0作为加密算法，并向基站发起UE CONTEXT MODIFICATION REQEUST，要求基站修改NAS层加密算法，但是被基站拒绝。究其原因，是因为爱立信基站不支持TAU过程中的UE上下文修改。
【故障解决】
通过爱立信MME的加密算法优先级，选定EEA0作为最高优先级，使得切换过程无需修改UE上下文，规避此问题，但是最终需要爱立信基站增强该部分功能。 
案例五：某市CSFB呼叫失败原因
【故障现象】
某市5s用户可以上4G进行数据业务，但是进行CSFB呼叫失败。
【故障分析】
经过MME以及MSC的联合调测发现，该用户在联合附着中，PS域附着成功，但CS域附着失败，初步怀疑是TA-LA映射表的MSC指向错误，核查该MSC pool中开了SGS口的MSC正确。最后在SGS口抓取信令，发现原因是MME通过SGS口发向MSC的Location update的过程中，MSC拒绝了，因为MME上配置的mme id和MSC上配置的mme id不一样 ，因此MSC拒绝了CS域的附着请求。
【故障解决】
究其原因，是因为爱立信设备的一个限制，在MME上未能按照mmegi的规划，因此造成这个差别。在MSC上将mme id改为与MME上配置一致后，用户拨测CSFB呼叫正常，短信发送接收正常，问题解决。
案例六：某市公司5s用户开启无法附着到4G
【故障现象】
某市用IPHONE 5S在关闭4G功能的情况下附着在3G网络，正常发起业务，但是打开4G开关，出现20多秒无服务，最后附着在3G，只能通过重启终端附着上4G。
【故障分析】
5s关闭4G网络，PDP激活到GGSN（5s关闭4G网络后，终端不上报4G能力，SGSN的UE能力识别为非4G终端，引导选用到GGSN。当5s开启4G网络，会发起combined TAU到MME，此时返回TAU reject，原因值为CC=17 (network failure)；原因是MME上有PGW 选择的校验，发现SGSN回复的SGS CONTEXT RESPONSE消息中携带了GGSN的地址，包含在Private Extension部分。终端收到#17的网络故障原因值后，会重复以上TAU过程5次，都被拒绝，所以就出现了 十几秒后重选回3G网络的现象。只有重启手机，才能正常返回4G。
究其原因，苹果5s的关闭4G功能，不上报终端4G能力，导致网络侧没有正常引导业务到PGW上，导致互操作失败。
【故障解决】
通过关闭SGSN的Private Extension消息体的回复，规避MME的PGW校验，使得TAU流程能在MME继续进行，最后因为创建承载失败而TAU拒绝，此时返回的NAS原因值不再是#17，因此苹果5s可以重新发起一次附着，从而返回4G网络。
案例七：排除用户原因的附着成功率低
【故障现象】
某天某省的排除用户原因的附着成功率从90%以上，下降到60%左右。
【故障分析】
从该指标的算法看，排除用户原因的附着成功率= EPS附着成功次数 / (EPS附着请求次数 -非法用户的EPS附着失败次数 -非法ME的EPS附着失败次数 -EPS服务不允许的EPS附着失败次数 -EPS和非EPS服务不允许的EPS附着失败次数)，也就是附着请求次数 - #3 - #6 - #7 - #8的错误请求（减去属于用户原因部分），但是通过厂家网管查看15分钟颗粒度性能指标发现，在某个时刻开始，#15的错误请求次数增加明显，询问发现市场部推行用户开户模板默认关闭4G功能，导致全省大量用户出现4G停机现象， 2、3G正常的情况下，HSS返回DIAMETER_AUTHORIZATION_REJECTED (5003)，MME将其映射的NAS原因值为#15：No Suitable Cells In tracking area；从而影响了排除用户原因的附着成功率。
【故障解决】
可知，上述原因是用户停机原因导致，因此对于NAS值#15的返回值，实际上包含部分用户原因的问题在里面，目前的确存在这样的情况。只能通过厂家MME上的NAS值映射功能，把这种HSS错误映射到其他原因值，从而在不影响用户感知的情况下，保证指标的客观准确性。
案例八：无4G信号投诉的解决
目前最常见的投诉是用户反馈4G无信号或不能使用4G业务。
首先确认故障的范围，是个别用户问题、还是号段用户都有问题、还是一大片区域都存着此故障。
个别用户问题的尝试解决办法：
1）可以先在HSS上查询该用户的签约数据是否正常。
2）通过MME/SGW/PGW/HSS信令跟踪来确定具体原因。如果MME上跟踪不到任何S1口信令，一般是由于终端或USIM卡原因造出。如果MME上跟踪到了用户信令，需要查看各接口的信令来确定具体原因，比如有可能是用户鉴权流程中失败、用户使用了非法的APN等。TIPS:信令跟踪时建议通过IMSI来跟踪用户以便跟踪较全的信令。
3）如果不方便进行用户信令跟踪，可在HSS/MME上查看用户信息来进行简单判断。

如果能查到MME信息，说明至少用户曾经在4G网络成功附着过，现在不能使用的原因有待进一步分析，如果没有MME位置信息，说明用户可能从未在4G网络附着过。