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网络优化技术方案-网络信令分析优化
2023-05-15 | 阅:  转:  |  分享 
  
2.1.1.2.3 网络信令分析优化网络信令分析优化对全网GSM/LTE小区无线性能信令进行跟踪,端到端有优化以及网络调整后的性能验证。从大体上总共分成无线保持类信令分析,无线接入类信令分析,移动性管理相关信令分析以及语音相关信令分析。实施方案1、保持性相关信令分析处理保持性相关信令主要分析LTE掉话的问题,从空口上看,在UE完成RRC Connection Reconfiguration Complete之后UE收到RRC release,或者由于干扰、弱场、其他原因导致的UE上下行失步,触发重建未果或者被拒过程,都视作掉线。从网管统计:所有非用户未激活原因导致的eNB主动释放UE上下文(ERAB)。掉线在信令中的表现。空口掉线主要有以下3种形式:(1)连接态下触发RRC重建无果:(2)连接状态下触发RRC重建被拒:(3)连接状态下异常收到RRC释放消息网管掉线统计一般情况下,eNB由于某些异常原因会向MME发起E-RAB释放请求,请求释放一个或多个无线接入承载(E-RAB)。当UE丢失、不激活、或者eNB异常原因,eNB会向MME发起UE上下文释放请求,这也会导致释放UE已建立的所有E-RAB。掉线问题分析对于非正常释放的掉线问题,TD-LTE引入了重建立机制,对于重建立的掉线的分析要分2部分完成:引起重建的原因;重建失败的原因。掉线优化流程1、按重建的原因(1)定时器设置不合理定时器相关参数优化建议值如下:字段名称优化值字段中文含义byT310_Ue2000msUE监测无线链路失败的定时器长度(T310_UE)byT311_Ue30000msUE监测到无线链路失败后转入idle状态的定时器长度(T311_UE)byT3002000msUE等待RRC连接响应的定时器长度(T300)byT3012000msUE等待RRC重建响应的定时器长度(T301)byT3021sUE收到RRC连接拒绝后等待RRC连接请求重试的定时器长度 (T302)byT3041000msUE等待切换成功的定时器长度(T304)byT304_Cco4000msUE CCO到GRAN的定时器长度(T304)byT3205min小区重选优先级定时器长度(T320)byN3106UE接收下行失步指示的最大个数(N310_UE)byN3111UE接收下行同步指示的最大个数(N311)这类参数都已定标,如发生掉线问题可根据案例查看相关时段是否合理,再结合所有掉线对定时器做全局考虑修改调整。(2)上行干扰上行干扰包含用户间的上行干扰,设备自身异常处理的上行干扰,以及频段的干扰导致,通常上行干扰主要表现切换失败、重建失败,发生掉线。通过检查RRU的上行RSSI确定干扰程度。(3)下行干扰系统内的下行干扰是产生掉线原因之一,通常表现无主覆盖小区,服务小区与邻区RSRP较好,数值基本接近,但SINR较差,导致解调信号变弱,易失步,产生掉线。优化步骤:1 先天面调整;2 覆盖切换类参数调整;3 最后功率调整。(4)切换问题切换准备问题UE上报MR时机不佳,伴随着服务小区信号衰减抖动过快,导致掉线。这种情况是由于无法满足切换条件或者切换过早造成。切换的参数包括:A3_offset、TTT、Hysteresis,这3个参数设置过于苛刻或过于简单,都会导致时机不佳换造成掉线。查看三个参数配置情况可看RRC Connection Reconfiguration中的IE字段名称,如图所示:切换失败信令如下图蓝框内内容所示,红框内信令为正常的切换信令:有MR但无重配UE具备全频段所有小区探测能力,只要达到上报条件,就会有MR上报,但如果后台没有对服务小区配置合理正确的邻区关系,就无法从网络侧收到切换命令,无法切换。在信令主要表现在UE上报多个MR后,但无切换命令,无线链路超时造成掉线。2、UE触发重建协议中定义了触发重建的流程及信令协议中对UE触发重建的原因如下:(1)通常无线链路失败,牵扯到公共信道、业务信道的覆盖和干扰情况 (2)切换等待定时器超时导致,查看小区邻区及参数是否合理(3)重配置失败检查配置是否合理及参数(4)完整性检查失败,如加密算法,与NAS的直传消息受阻导致UE触发重建未果目前还未发现这种触发重建后没有下文的情况,后续版本补充。根据通常网优经验,发生这种情况一般都是由于UE发送重建立消息过程中,由于覆盖场强过弱、上行功率异常、干扰等导致。按照掉线处理思路流程,先确定个性还是局部问题,然后查看发生该问题的服务小区、目标小区有无硬件告警,再查看覆盖、干扰、参数情况进行判断。UE触发重建被拒该问题通常信令如下图所示:通常发生RRC被拒一般都是由于版本问题、上下行报文错误、设备原因导致。3、rrcConnectionRelease掉线出现rrcConnectionRelease消息计做掉话,但不包括以下原因:1 系统间切换网络侧释放;2 用户未激活,网络侧释放资源情况(User Inactivity)3 CSFB的网络侧释放(待确定)2、移动性相关信令分析处理移动性相关信令主要分析LTE切换失败,切换过早,切换过晚等问题。切换信令流程切换失败优化思路和流程:1)eNB未收到MRUE不上报测量报告主要由参数设置引起,需要检查切换算法开关、切换门限参数、测量上报开关和事件上报的配置是否正确。首先检查切换算法是否打开,见下图所示:其次需要检查事件触发滞后因子,A3事件触发偏移值以及事件触发持续时间是否设置合理,如下图所示:对于异频切换,首先需要上报A2测量报告,即当服务小区门限小于A2门限后,才开启异频测量,所以需要检查A2是否上报?如果没有上报,需要检查A2是否设置的比较苛刻,也可以结合现场无线环境将A2设置的更大一些,提前开启异频测量。注意A2事件中的滞后因子和事件触发持续时间越大则越难开启异频测量。如果A2上报正常,且基站已经下发重配置消息(消息内包含了异频频点),但是终端还是不上报A3报告,首先需要检查A3算法是否正常,设置是否合理。其次,对于异频切换,存在不同小区高低优先级。对于我司目前配置实现,一般相同优先级采用A2+A3,对于不同小区优先级,采用A2+A4或A2+A5。所以需要检查小区重选公共参数中的小区重选优先级和EUTRAN异频载波信息中的频点优先级,根据优先级情况选择合适的切换算法。2)eNB收到MR,但未发送切换命令主要原因为切换准备失败和邻区问题。终端上报的测量报告中所测量的小区PCI不在邻区关系表中,此种情况基站是不会触发切换,外部邻小区表中邻小区的PCI配置错误,或防止乒乓切换开关开启等。首先应该核查邻区和外部定义,确保邻区参数配置正确,否则一般为切换准备失败导致。切换准备过程的失败主要原因有:X2链路故障、核心网下发范围以外的SGW的IP地址、基站路由配置错误、ENODE B侧缺失S1 SCTP链路和不同release版本之间的切换。3)切换执行过程失败切换执行过程中的失败主要有:核心网侧问题导致的失败、基站侧问题引起的失败、基站参数问题和无线环境导致失败。核心网侧问题导致失败有各种原因,只有核心网侧知道。而在基站侧可以看到的就是发向核心网侧的信令核心网没有回应,如路径转换请求等。基站侧问题引起切换失败主要原因有小区降质、RRU周期校准故障和基站资源挂死等问题。基站参数方面涉及到切换过程中的参数主要是接入参数中的非竞争性随机接入前导码的设置,涉及到参数有:PRACH配置索引和零相关区间配置等。无线环境也是导致失败的一个不可忽略的原因,如:上行IOT高导致上行失步,UE无法同目标基站进行同步;下行干扰大,导致切换命令无法被终端解调到。切换常见问题:切换过早切换过早,一般是邻区的信号还不够好或不够稳定,eNodeB就发起了切换,主要有以下几种:(1)源小区下发切换命令后,由于目标小区信号质量不佳,UE切换到目标小区发生失败,UE发起RRC重建回到源小区。如下图,这种场景下,UE在切换到新小区随机接入或发送msg3失败导致切换失败,然后UE在源小区发起RRC连接重建。(2)UE虽然成功切换到目标小区但是立即出现下行失步,然后在源小区发起RRC连接重建。这也是切换过早。(3)UE虽然成功切换到目标小区但在很短时间内(5s)切换到第三方小区,也是切换过早。切换过晚切换过晚这个在实际外场比较多,主要有以下几种:(1)在下行100%加载的场景,源小区服务质量不好(一般SINR低于-3就会概率性出现切换命令发送失败),UE因为服务小区信号不好没有收到切换命令,或收到切换命令,但随机接入过程失败,UE就发生RRC重建,重建到目标小区,此时由于目标小区已建立上下文,重建可以成功。(2)UE还来不及上报测量报告,源小区的信号已经急剧下降导致下行失步,UE直接在目标小区发起RRC连接重建,此时由于目标小区无UE上下文,重建必然被拒绝,信令流程如下图所示。切换过晚的解决方法??如果从“邻区质量满足切换门限”到“服务小区质量陡降”之间的时间间隔太短(如小于1秒)且“邻区比服务小区质量好”到“服务小区质量陡降”的时间间隔比较长(如大于2秒),则可通过修改服务小区与邻区的偏置CellIndividualOffset(为大于0的值)来提前切换。如果从“邻区比服务小区质量好”到“服务小区质量陡降”的时间间隔比较短(如小于0.5秒),则可通过修改服务小区的延迟触发时间IntraFreqHoA3TimeToTrig来提前切换。如果服务小区与所有邻区都需要调整相同的CellIndividualOffset,则可通过调整切换门限参数IntraFreqHoA3Hyst、IntraFreqHoA3Offset来提前切换(此操作用得很少)。3、接入相关信令分析接入过程是UE从空闲模式,转化迚入业务状态的阶段。业务建立过程出现的故障和失败,是网络优化工作中的重要组成部分。各种业务建立中的故障,在优化工作中统一归类为接入优化。业务建立过程中,主要有如下几个主要过程的全部或者部分:RRC建立过程、鉴权过程、加密过程、业务请求不建立过程(初始直传不直传消息交互)、被叫的寻呼响应过程。业务没有能够正常建立,就称为接入失败。ATTACH信令流程:RRC 连接建立问题RRC连接建立失败一般有下面几类典型原因:?(1)在信号覆盖弱区起呼导致呼叫信令流程未能完成;(2)上行RACH的问题;?(3)在TAU过程导致的寻呼失败;?(4)小区重选参数问题:小区重选不够及时以致未能在最好小区上起呼;(5)RS功率及功率分配参数问题;(6)拥塞问题;(7)设备异常问题。?在这些问题中尤其下行弱覆盖问题、上行RACH的问题、小区重选参数问题、设备异常问题出现的概率比较高,相应的解决措施如下:?(1)RF优化消除覆盖空洞、过覆盖等;(2)优化TA边界以减少不必要的频繁位置更新,如果可能尽量将边界规划在低密度区域;?(3)优化问题小区的小区重选参数,保证UE能尽快选择较优小区起呼;(4)如果需要可以修改随机接入参数以及功率分配参数,如PRACH/PCCH/PDCCH/PDSCH/Msg3的功率偏置等;?(5)修改RS功率以确保其满足预期的小区覆盖半径。鉴权加密问题?当出现鉴权失败时,需要根据UE回复给网络的鉴权失败消息中给出的原因值进行分析。常见的原因值包括MAC?Failure和Synch?failure两种。?(1)MAC?Failure?手机终端在对网络鉴权时,检查由网络侧下发的鉴权请求消息中的AUTN参数,如果其中的MAC信息错误,终端会上报鉴权失败消息。造成该问题的主要原因包括:?-?非法用户;?-?USIM卡和HLR中给该用户设置不同的Ki或OPc导致鉴权失败。?(2)Synch?failure?手机终端检测到AUTN消息中的SQN的序列号错误,引起鉴权失败,原因值为:Synch?failure(同步失败)。造成该问题的主要原因包括:?-?非法用户;-?设备问题。?E-RAB建立问题?专用E-RAB建立流程E-RAB建立问题,最常见的原因包括弱信号起呼、来自UE/MME侧的拒绝、参数配置不合理以及设备异常等。?其分析优化主要包括:?覆盖不好造成初始E-RAB建立失败分为上行和下行质量(包括RSRP和CINR)不满足两种情况。上行覆盖引起的情况表现为eNodeB无法收到或解调UE的响应消息,这种情况有可能是上行干扰造成的,可以通过检查RSSI确定;下行覆盖质量不满足部分原因是UE的解调性能不佳造成,部分原因是需要RF优化来解决的。?UE没有驻留在最优小区发起接入,如果信号快速变化导致驻留小区信号快速下降,驻留小区的更新只能等待E-RAB建立完成后进行,导致E-RAB建立过程在弱信号小区进行,容易出现失败。需要提高同频小区重选的启动门限和速度,使得UE尽快驻留在最优小区,在最优小区发起接入。?来自UE侧的拒绝,包括(1)激活默认EPS承载上下文拒绝;(2)NAS层安全模式拒绝等。来自核心网侧的拒绝,主要是ATTACH?REJECT,其中原因值包括NETWORK?FAILURE、EPS?SERVICES?NOT?ALLOWED?IN?THIS?PLMN、ESM?FAILURE、NO?EPS?BEARER?CONTEXT?ACTIVATED等。针对UE设备异常导致的UE拒绝,可以通过升级HW/SW版本或者替换其他UE予以解决。针对MME侧的接入拒绝,通过分析eNodeB侧STS的信令跟踪数据,排除无线信号覆盖质量问题和S1链路失败等问题后,对MME自身异常导致的其他问题需要提交给CORE团队进行故障排查。?对于接入类失败,首先应该检查参数配置,通过比较正常接入小区与接入异常小区的参数配置,确认两者是否有不同;如有不同,确认是否会影响到UE的接入。譬如:小区重选参数,建议加快开启同频测量和小区重选。应当:根据具体的场景设置合理的参数。?4、语音相关信令分析处理VoLTE话音接通处于RRC空闲态的终端由于有业务要传输,将首先发起Service Request流程,回到RRC连接态,然后发送SIP INVITE消息建立会话连接。完成呼叫判断准则:成功完成SIP会话建立,包括RRC连接过程和SIP会话建立两个过程:RRC连接过程:定义为第一条随机接入消息到RRC Connection Reconfiguration Complete消息。RRC IDLE状态的终端由于有数据需传送(比如发起Ping)而发起SERVICE REQUEST过程,终端通过“随机接入-RRC连接建立-DRB建立”立空口过程完成与无线网的连接并开始上、下行数据传送,视作成功完成连接建立;SIP会话建立:从主叫终端发起SIP INVITE消息到接收到网络侧下发的SIP 200 OK消息,包括专用承载建立、会话建立等过程。RRC连接建立优化原因分析:RRC连接不管是主叫发起INVITE后还是被叫收到PAGING,首先需要上行同步并经过PRACH\PUSCH\PDSCH几个信道的信令传输,最后有相关定时器控制,因此可能导致RRC连接失败的原因主要有以下几个方面:上行底躁影响,下行SINR质量信道功率影响T300定时器时长EUTRAN异常、时钟告警、GPS问题优化手段:干扰排查,无线环境优化功率优化增大T300定时器时长站点排障,多为RRU问题、时钟告警SIP INVITE消息建立优化原因分析:IMS:SIP信令转发过程中在IMS侧出现问题;EPC:在建立专载过程中出现问题且从TRACE信令分析问题出在EPC;无线空口:RRC连接、切换、基站故障等且因无线出现问题(上行底躁大、下行SINR差等)根据跟踪的信息定位问题是否出现在ENODEB,联合分析;终端:信令分析中是否终端侧信令丢失或有段时间无信令或信令在发往终端后出现问题;软件:因软件原因在测试过程中流程冲突,比如通话过程中主叫起呼被叫等;人为或设备丢失:起呼过程中不小心挂机或被叫手机连接出现问题等。优化手段:RL失败无线环境优化(RSRP,SINR)协助核心网/IMS抓LOG定位和解决问题协商过程中不支持VOLTE,检查终端支持情况手机注册VOLTE失败,检查SIM卡数据权限被叫TAU,TAC合理规划和TA LIST引入VoLTE话音掉线掉线:空口RRC连接释放(终端Radio Link Failure或者网络侧RRC Release),或10s以上未接通均视作掉线。成功建立呼叫,包括RRC连接建立和SIP会话建立。RRC连接建立:RRC IDLE状态的终端通过“随机接入-RRC连接建立-DRB建立”立空口过程完成与无线网的连接并开始上、下行数据传送,视作成功完成连接建立成功建立呼叫:从主叫终端发起SIP INVITE消息到接收到网络侧下发的SIP 200 OK消息。基本呼叫流程如下图:提升方案VOTE的基本特征:VoLTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑VoLTE由EPC提供高质量的分组域承载连续覆盖前VoLTE可通过eSRVCC保障呼叫连续性VoLTE方案由LTE分组域提供语音,并通过SRVCC功能保证与2/3G话音平滑切换与终端深度集成,在硬件芯片等层面支持VoLTE相关能力:若非深度集成而采用APP方式,则无法实现VoLTE到2/3G网络的切换,且信令处理效率低,与底层硬件能力匹配较弱,高清音视频体验差;与终端深度集成涉及终端底层硬件甚至操作系统的修改,需与终端产业链加强合作。VOLTE掉话分析流程图原因分析:(1)切换出现问题/ESRVCC出现问题;(2)上/下行无线链路失步导致RRC重建;(3)非正常去激活承载QCI1或QCI9;(4)非正常上发BYE;(5)BYE后流程问题;(6)通话过程中主叫起呼被叫;(7)IMS周期注册;(8)设备问题。优化手段:覆盖导致掉线分析方法:采用路测数据分析法。步骤1、采集路测数据,用路测数据分析软件进行分析;步骤2、定位到掉线时间点的数据,通过查看地理化显示的图层(服务小区RSRP、SINR)、确认以下特征:(1)掉线时,UE测得的服务小区RSRP低(如:<-105dBm);(2)掉线时,UE测得的服务小区SINR低(如:<0dB)(3)掉线时,UE没有测到(上报)其他(如:RSRP >-105dBm的)邻区信号。措施:可以通过新增基站、进行RF优化,调整天馈系统、RS功率优化等手段,改善弱覆盖区域的问题,提高无线信号的覆盖质量。切换失败导致掉线在掉线前UE曾发出Measurement Report、并能收到eNB发来的RRC Connection Reconfiguration,UE收取目标小区的广播消息之后、立即上报rrc Connection Reestablishment Request Cause = handoverFailure)通常UE在切换失败后,都会发起回到源小区的“RRC连接重建立请求”。分析方法:采用信令分析法。打开路测数据的信令,定位到掉线时间点,确认以下几个特征:(1)掉线前UE曾发起Measurement Report消息;(2)UE能够收到eNB发来的带有MobilityControlInfo内容的“RRC连接重配置”消息;(3)UE切换到“RRC连接重配置”消息所带的目标小区后、在该小区的BCCH-SCH上接收到广播消息(systemInformationBlockType1);(4)UE收完广播消息后、发起“RRC连接重建立(原因为切换失败)”;(5)通常UE能够在较短时间(200ms)内重建立成功、回到切换前的源小区。措施:可以通过新增漏配邻区、调整切换参数和定时器参数、解决目标小区拥塞、解决弱覆盖区域的问题、解决切换区域干扰问题等。干扰导致掉线分析方法:采用路测数据+OMC动态数据结合分析法。步骤1、采集掉线时的路测数据、后台动态观察(RSSI)数据步骤2、判断掉线时的数据特征:(1)基站侧测得的RSSI是否偏高(如:-85dBm以上),如果偏高,说明存在上行干扰;(2)如果掉线前(几秒内)UE发射功率维持在较高水平(>20dBm)、而此时并非弱覆盖区域,则说明存在上行干扰;(3)如果UE测得的服务小区(甚至包括邻区)的RSRP较好(-90dBm甚至更好)、而CINR较差(< 0dB),则说明此时可能存在下行干扰。步骤3、定位了干扰的大致类型,采取相应的解决办法进行处理。CSFB语音呼叫信令分析信令:以终端在4G 网络中上发一条Extended Service Request(Service type: (0) Mobile originating CS fallback or 1xCS fallback)信令即为终端开始试呼,在计数器中记作一次终端试呼,在接下来的2G信令流程中同时出现Connect及Connect Acknowledge 两条信令为终端呼叫接通,在计数器记作一次UE呼叫接通。?CSFB空口信令流程及详解主叫:LTE起呼回落2/3G建立2/3G话音用户挂机重选返回LTE(含用户不可及时间)。?CSFB话音主叫综合流程?CSFB被叫综合流程被叫:经MSC接续,寻呼在LTE下发回落2/3G寻呼响应建立2/3G话音用户挂机重选返回LTE (含用户不可及时间)。?主叫起呼空口信令流程:?被叫起呼信令流程:?主被叫呼叫建立流程:CSFB主、被叫手机主要的空口信令流程,主叫终端涉及三个过程,分别为终端从LTE网络回落到GSM网络过程、终端在GSM网络中CS域业务接入通话过程及终端在GSM网络通话结束后返回LTE网络过程,被叫终端涉及四个过程,分别为终端在LTE网络下接收Paging过程、终端从LTE网络回落到GSM网络过程、终端在GSM网络中CS域业务接入通话过程及终端在GSM 网络通话结束后返回LTE网络过程。提升方案?CSFB未接通问题细分?全程呼叫成功率提升优化方向终端从4G网络CSFB到2G网络中进行通话,4G网络只是起到一个让CSFB终端从4G网络回落到2G网络的功能,这中间是要经过一些信令流程,因此对于4G网络的优化应从CSFB功能开关、4G->2G邻区关系、4G网络的覆盖与干扰控制及基站设备的正常与否来优化,以规避终端因4G侧问题而导致的未接通。1、LTE基站CSFB功能开关打开及回落目标网络为GERAN;2、确保4G到2G的邻小区关系合理,避免2G邻区的漏失或添加错误;3、LTE基站小区必须在GERAN频率信息中添加2G网络小区的BCCH频点信息;4、LTE内邻区完整,避免测试过程中存在终端脱死现象从而影响CSFB;5、合理控制覆盖,主要解决弱覆盖、越区覆盖及重叠覆盖度大区域;6、合理优化PCI,规避模3干扰造成的CSFB流程中断;7、联合2G侧优化,确保测试区域的2G覆盖良好、信道资源不紧张;8、拉网测试前核查测试区域内的基站不存在退服或故障;9、拉网测试前检查测试设备及终端是否正常。页-1EffectCSFB未接通
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流程.10故障数据采集
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流程.17无线环境优化
测量控制相关配置核查
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流程.19检查Uu口信令和参数配置
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流程.21检查全加密算法设置
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状态 : 页-1流程问题分析
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状态 : 动态连接线流程.2判断为LTE掉话
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状态 : 流程.4无故RRC Release
下发导致掉线
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状态 : 流程.5与RRC重建
相关的掉话
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状态 : 流程.6网络侧设备
异常导致
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状态 : 动态连接线.7动态连接线.9动态连接线.10流程.11触发RRC重建
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状态 : 流程.12业务重建超时
发生一次掉线
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状态 : 流程.14RRC重建被拒
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状态 : 动态连接线.17流程.16完整性保护失败
网络侧异常
系统版本bug
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状态 : 动态连接线.18动态连接线.19流程.20定时器设置不合理
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状态 : 流程.21覆盖干扰
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状态 : 流程.22切换异常
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状态 : 流程.24RLC发送最大
次数后RLF
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状态 : 动态连接线.25动态连接线.26动态连接线.27动态连接线.28动态连接线.29流程流程,函数,过程,动作,任务,基本,流程图,流程,数据,业务,六,6,六西格玛,iSO,90006User.visVersion : 15
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状态 : 动态连接线5
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(本文系通信农民工原创)