物联网终端接入NB-IOT网络失败原因分析

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1 引言

目前，物联网终端已遍布城市的每一个角落，已经成为运营商网络的重要参与部分。并且随着5G时代的即将到来，物联网终端必将越来越多[1]。NB-LoT网络作为LPWA技术之一，覆盖能力强，终端消耗低，能支持广度和深度的覆盖要求，因此目前来说成为最流行的技术之一[2]。作为网优人员，当网络出现问题时，已经不能再用传统的方法来分析问题，而需要将物联网终端导致的故障调整到故障原因判断的优先级较高的位置，这对于能快速判断问题和解决问题都有极大的帮助。本文用一个案例来说明问题。

2 故障现象

2018年某日的某市指标监控中，发现全网NB-IoT RRC建立连接成功率从平时的99%骤降为31.4%。（如图1所示）

对全网基站分析发现，某日开始RRC 连接请求次数突增，较平常增加数倍。进一步分析发现主要是由于FY-市区-八里松路与南京路交口某小区RRC连接请求次数骤增，如图2所示。

图1 2018年某日的某市指标监控图

图2 FY-市区-八里松路与南京路交口某小区RRC连接请求次数骤增

3 原因分析步骤

第一步 基站故障排查

从U2000网管查看，FY-市区-八里松路与南京路交口某小区无告警信息。

第二步DT路测和现场询问调查

现场进行DT路测，八里松路与南京路交口基站的三个扇区覆盖正常，没有发现异常。同时，现场查看，没有发现异常，周围询问，也没有可疑用户。

第三步 前端沟通

与政企部物联网负责人沟通，得知我市仅出售20多张NB-IoT的物联网卡，且都不在问题区域使用，判断应该是外来的物联网卡流入。

第四步 核心网排查

对于外来流入卡，我方追踪具体使用人较为困难，联系省网优中心和省NB核心网方面协助，查到FY-市区-八里松路与南京路交口某扇区下卡的具体信息，均是外地流入卡。

但还是无法锁定到具体使用人核查实际情况，初步判断主要是这几个用户反复连接导致失败次数较多。

第五步 联系物联网公司

后台查询到这些卡均属于是“上海**传感科技有限公司”，通过该公司官网联系到阜阳本地项目负责人。和项目负责人沟通得知，该公司最近在阜阳安装智慧城市井盖监控项目，将物联网卡安装到井盖内部，用来监控井盖状态。其中5月22日八里松路与南京路交口东150米处，安装一个智慧监控卡。（如图3所示）

物联网卡的负责人反馈，在该区域试点，发现一直连接不到网络，而在其他地方都能正常使用。厂检查设备模组及物联网卡的芯片也是正常的，都是符合最新3GPP协议的物联网卡，初步判断基站侧参数的配置可能有问题。

对八里松路与南京路交口基站进行分析，该站前期因为周围修路，光缆不通，长期断站。查询该站参数配置没有明显异常，同时联系省公司核心网方面，发现用户的信令交互中存在的问题。怀疑该基站的CELLALGOSWITCH中的协议变更兼容开关可能关闭，网管查询确实未打开。因为如果物联网终端设备的芯片是海思V100R100C10B656版本，基站的CELLALGOSWITCH开关没有打开的话，终端无法连接网络，联系物联网公司，发现其终端芯片是基于海思V100R100C10B656版本。

4 解决方法

图3 物联网卡终端和现场环境

NB-IoT作为新兴技术，相应的协议标准是在2016年6月份完成核心协议的冻结，在这之后，为了提升NBIoT系统性能以及修正标准描述不准确的地方，3GPP又陆续通过了几个不兼容的协议标准变更，这些协议变更为基本流程变更，不存在替代方案或旁路分支，芯片必须修改才能符合3GPP协议，基站侧也增加了兼容性方面的开关，需打开才能与最新协议的终端芯片兼容，如果终端芯片与基站侧协议不兼容，会出现终端无法正常接入网络的问题。

打开八里松路与南京路交口基站CELLAL GOSWITCH开关后，再观察该小区RRC连接请求成功率恢复到正常水平，全网RRC连接成功率也恢复正常。

分析发现，该基站由于光缆问题长期退服，5月才恢复正常，在此期间由于全网NB小区的开通，从后台统一打开基站CELLALGOSWITCH开关，但由于此小区的退服错过了这次打开，才出现此次的异常情况。后期基站业务恢复时要及时检查相关参数配置和KPI指标监控。

5 总结

随着5G时代脚步越来越近，物联网终端已成为城市中不可或缺的一部分，作为网优人员，当网络出现问题时，一定要将物联网卡可能出现的故障放在故障原因判断的优先级较高的位置，这对于能快速判断问题和解决问题都有极大的帮助。