垃圾小区导致SGSN间路由更新失败的案例分析及解决办法

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付费下载自CNKI论文期刊网。发表于《企业技术开发》2012年Z2期。

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【作者】 赵俊；

【作者简介】（1984 ---），男，山东烟台人，硕士研究生，研究方向：数据网络优化分析

【机构】 佛山移动网络维护中心；

【摘要】 在GPRS核心网络上发现有部分垃圾小区数据,BSC侧小区数据已删除,但在SGSN上却保留了这些小区数据,导致SGSN没有清除RA。相同的RA出现在不同的SGSN上,引发了GPRS业务跨SGSN路由更新失败。经过深入分析,发现SGSN的这种处理机制是被3GPP规范所确认的,根据BSC与SGSN之间的消息处理机制,对比了各种可能的解决方案,从技术上和流程上提出了优化措施,消除了网络隐患。  

【关键词】 路由更新； 小区； RA； SGSN；

1 问题描述

在数据业务路测过程中，发现SGSN204与SGSN205之间出现GPRS单向路由更新失败的情况：从SGSN205到SGSN204路由更新成功，但从SGSN204路由更新至SGSN205经过多次测试均失败，在无线网侧检查指标参数等正常，在核心网侧检查SGSN路由更新解析数据正常，DNS数据制作无遗漏。

2 问题分析

2.1 排查过程

首先，在SGSN205上对测试号码进行跟踪，发现号码从SGSN204路由更新至SGSN205后被隐性去附着，

SGSN上的日志记录如下：

“Event name:ra_update_reject；Eventdetails:Routing Area Update type ra_updating,intra_rau；Cause value:#10(implicitly_detached)；IMSI:-；MSISDN:-；NSAPI:-；RAI:460-0-9260-1；CGI:460-0-9260-33411；Radio Access Type:GSM“

该路由更新本是SGSN之间的路由更新，应被记录为inter_rau，但这里却被识别为intra_rau，表明SGSN205认为RA460-00-9260-1属于自已下带的BSC的RA，因此，在本地查找用户路由更新前的上下文数据但实际上用户的数据在SGSN204，结果SGSN205查找不成功便认为该用户已经被隐含去附着。所以，就出现了路由更新失败的情况在SGSN205上检查发现，路由区460-00-9260-1在SGSN205上的确存在，证明了上述分析。

再对RA460-00-9260-1归属的BSC做进一步检查，查看该BSC的小区状态，发现属于460-00-9260-1这个RA的小区只有3个，但都处于block状态，说明这几个小区已被闭塞，没有业务；在BSC上检查已看不到这个小区，log显示这几个小区在一个星期前已被删除。

为尽快解决SGSN间路由更新失败的问题，在SGSN手工删除这3个小区后，路由区460-00-9260-1随即从SGSN205上消失，修改后进行测试，路由更新成功，问题得到了解决。

2.2 SGSN上的小区处理机制研究

为何无线侧的小区数据删除后，在SGSN上却有残留，SGSN上关于BSC的所有信息都是从BSC上学习过来的，正常情况下BSC上的所有操作信息与SGSN应该是同步的，如果在BSC上按照正常流程删除小区，SGSN也应该会自动删除，而不应该保留这些数据。由于当时这3个小区是应急车数据临时做在了SGSN205上，初步怀疑是BSC侧没有正常删除数据导致了垃圾小区的残留。为了进一步研究SGSN与BSC之间的同步机制，对小区制作和删除的整个过程进行了模拟试验，并进行抓包分析。

测试场景如下：无线侧完成一个小区从创建到删除的整个过程，SGSN侧进行抓包。与故障时场景一样，创建小区使用的是新RAI。

测试结果显示，当小区数据在BSC上删除之后，SGSN并没有自动删除小区和RAI。整个过程无线侧进行了小区创建、闭塞、和删除3种操作，从抓包结果可以看出，SGSN侧收到的同步信令只有BVC-RESET和BVC-BLOCK两种。

什么是BVC？BVC为BSSGP层上的一些虚拟逻辑链路，提供BSS与SGSN之间BSSGP实体的通讯BSSGP（BSS GPRS应用协议）层在BSS与SGSN之间提供了一条无连接的链路通道进行无确认的数据传送，它位于NS（Network Serice）层之上，通常所说的NSEI就是NS层的网络服务实体标识符，用来唯一标识一个BSC。所以，通过NSEI+BVCI可以唯一地识别每个BSSGP虚连接。

BSSGP BVC主要有两种：

1）PTP BVC：完成BSSGP实体间点对点的通讯，用来传送数据业务流量。一个小区对应一个PTP BVC，其由一个不为0或1的值作为标识，即它的BVCI值。

2）SIG BVC：完成BSSGP实体间信令实体的通讯，它的BVCI值为0。用来传送BVC的信令对于BVC的信令。

对于BVC的信令消息SIG BVC，3GPP解释主要有以下两种：

1）PTP BVC的操作：有闭塞和解闭2种，分别对应BVC-BLOCK和BVC-UNBLOCK这2种消息，对应会有BVC-BLOCK-ACK和BVC-UNBLOCK-ACK的确认消息。

2）BVC-RESET过程：SGSN同步BSC的状态信息时，会使用BVC-RESET消息，同步成功则收到BVC-RESET-ACK的消息，一般在下面几种情况下会产生BVC-RESET消息。

从规范中可以看出，BSC向SGSN之间并没有独立的与删除bvc相关的消息。BSC删除小区数据时，只会在闭塞时产生BVC-BLOCK消息，将SGSN上的bvc状态置为blocked状态，无法清除SGSN上的残留小区数据，也不会产生BVC-RESET消息使SGSN进行bvc的初始化学习。也就是说，常规的小区删除方法并不能够使SGSN清除旧的小区甚至RAI数据，必须通过人工干预的方式触发SGSN删除。

3 问题解决措施

根据以上分析结论，总结Gb IP情况下能够触发SGSN清除RAI的方法有以下4种：

1）BSC删除小区后，SGSN同时执行delete bvc操作，手工删除本地bvc数据，当该RA下的所有的小区bvc被删除之后，RAI也会自动删除。本次故障解决即采用了这个方案。

2）BSC去活NSE，即BSC发出SNS-SIZE消息，包含reset-flag=1，则SGSN会清空所有该NSE对应操作信息，包括所有BVC 、RAI。一般情况下BSC重启或跨SGSN的割接调整会触发。

3）SGSN发起signaling-bvc reset操作，使所有PTP bvc reset，从而重建所有BVCI和cell id映射关系，保留所有unblocked的小区，同时，删除状态为blocked的小区，方法简单可行。

4）BSC修改BVCI和CGI映射关系，并发起BVC-RESET，通知SGSN该BVCI用于新的小区标识、新的RAI，当原RA下所有的小区都改变映射关系之后，SGSN自动将旧的RAI删除，增加了小区删除操作的复杂性，产生了更多的垃圾小区数据，有一定风险。

4 结语

随着Gb IP技术的推广，SGSN自动学习的机制越发得到加强和体现，同时，RA分裂的现象越来越多，单RA的BSC已越来越少。在一个BSC有多个RA的情况下，其中一个RA的停用并不意味着该BSC业务的停用，NSEI不删除，SGSN也就不会有清除RAI的信令。因此，无线侧在删除小区停用一个RA的情况下，核心网侧需要同步在SGSN上用指令对整个BSC的小区进行重置，让SGSN重新学习BSC的小区状态这样才可以清除旧的RAI数据，避免不同SGSN上有RAI冲突导致切换失败。

由于SGSN的这种处理机制在3GPP规范里描述，因此无论哪个厂商的设备都可能存在有这种问题，需要加以关注。本文在小区级别上深入研究了BSC与SGSN之间的消息同步机制，从技术上和流程上对各种优化方案进行了讨论，提出了行之有效的解决方案，也为网络优化工作提供了参考与借鉴。

参考文献：

[1]徐文君无线传感器网络跨层优化协议研究[D]武汉：武汉理工大学，2007.