帧结构改变后PRACH联动修改导致SCGFailure问题

 

某外场NSA首站，客户反馈使用友商手机进行5G基本业务时，经常驻留不到5G。客户测试站在其总部，为室外宏站，版本V5.35.30.20P20。上午在大厅测试友商终端，同位置下经常无法驻留到5G。比如关闭飞行模式后有时候可以直接接入5G（正常），有时候只能到4G（不正常），客户称之为4/5G乒乓，但使用本司天机手机测试业务正常。

1、因天机测试正常，猜测可能和终端相关，比如天机终端有自适应5G开关，如图1所示，会根据数据业务使用量决定是否切换5G网。客户使用多个手机检查后，反馈无类似开关，同时也表示其他品牌手机很稳定，无4/5G之间乒乓现象。

图1 自适应5G开关

2、随后检查了4G门限B1为-115；5G门限A2为-120。门限正常，不会导致乒乓。

3、需要终端复现抓log。因几款异常终端都不好抓终端log，现场暂时抓取4G、5G后台基站侧信令分析，如图2所示。4G为ITRAN平台。

图2 MN侧4G基站信令

如图2所示，MN基站正常（绿框）和异常（红框）信令、结合图3的NSA终端流程可以看出，4G基站参与的流程234三个步骤信令没有区别。但在终端空口上报RRC重配完成后开始不同。

异常流程下终端上报SCGFailureInformation，并携带原因值Root_randomAccessProblem，随后MN向SN发起释放流程，如图2所示。表明问题与随机接入失败产生的SCGFailure相关。5G接入成功会显示5G，释放则显示4G，4G、5G反复接入成功和失败，看起来就像4/5G乒乓切换。

图3 NSA终端加腿流程

4、看基站侧信令，SN添加都是成功的，但都在空口处理失败。随机接入是发生在第7步，是终端发给SN基站。在抓取终端log之前，可以先检查5G站点随机接入相关配置，如图4所示。

图4 MN侧基站信令

1、检查5G站配置后，发现随机接入参数配置不合理。

TDD NR接入前导格式如图5所示。

图5 TDD NR接入前导格式

当前客户测试站，ZcZc配置是6，Ncs值是32，在长码L839接入前导Format0下，小区最大半径是4.141km。但基站实际配置的是L139短码，Prach_ConfigurationIndex为162，为B4格式，msg1-SubcarrierSpacing为30KHz。按照当前配置，理论小区接入半径才313米，如图6所示。再考虑站高和6°的下倾角，实际小区半径可能更小，也许就只有200米左右，基站实际覆盖过小。

图6 B4 30K对应小区半径

2、比较TA统计，一个TA在子载波间隔30KHz的时候对应离基站天线距离约39米，如图7所示。TA为7时，接入距离接近300米，UE分布的距离超出了小区覆盖半径，在小区边缘会存在随机接入失败而频繁接入的情况。与信令现象吻合。

图7 TA分布

3、因此，问题大概率是因为帧结构修改为2.5ms单周期后，小区接入半径太短导致的随机接入问题。建议调整随机接入参数相关配置，ZcZc调整为15，Ncs值调整为69，如图6所示，小区半径为2.129km。

4、详细询问客户后，发现更新到新版本和修改帧结构后偶尔会出现这个问题。修改前为5ms周期，使用L839长码。修改帧结构后，2.5ms单周期只支持短码，PRACH参数被强刷，改为L139长度，但ZcZc依然保留为6，如图8所示。接入距离按短格式计算，大幅缩小至313米，与实测一致。

图8 修改帧结构强刷参数

5、下一步通过将帧结构修改为原来的5ms单周期看问题是否还存在？或修改2.5ms帧结构下推荐参数，ZcZc调整为15，看问题是否存在？客户经过验证手机均能正常接入，问题解决。

6、进一步查表38.211，PRACH子载波间隔为15KHz时上行只占用6个RB，而30KHz情况下需要12个RB，如图9所示。这样PRACH的子载波间隔改为15KHz可以节约6个RB的上行资源。

调整参数msg1-SubcarrierSpacing为15KHz。接入距离翻倍，也能多出6个上行RB。

图9 38.211，6.3.3.2表

7、最终按照C2格式，ZcZc配置为15，对应Ncs69，Prach_ConfigurationIndex为202，msg1-SubcarrierSpacing为15KHz，接入距离4.727km配置，如图10所示。

图10 C2，15KHz对应接入距离

因帧结构改变为2.5ms单周期，导致随机接入前导长度被强刷为L139，但ZcZc未匹配变化，随机接入距离大幅缩短。小区边缘终端概率性无法接入NSA网络，产生SCGFailure。通过修改PRACH配置后，重新进行验证，没有出现SN添加失败的问题，NSA业务正常。

2.5ms单周期只支持短码，RA默认用的formatB4，但小区半径较小。可以修改为formatC2，同时调整msg1-SubcarrierSpacing为15KHz，上行可以多出6个RB，接入距离扩大至4公里，满足接入要求。

同时，C2格式每个小区需要32个母码，复用严重。建议按照C2格式，全网做个PRACH规划。