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吉安物聯網模塊_網絡無法注冊原因分析
- 作者:智宇物聯
- 發表時間:2022年10月15日
- 來源:智宇物聯
1. 機卡鎖定
問題現象::
模塊讀取SIM卡,第一次上線后入網功能和業務功能全部正常(在不斷線的情況下一直正常)。第二次上線后無法注冊網絡。
問題原因:
研發最初定位原因為網絡服務被限制,但運營商查詢后臺業務正常。
后續卡商參與分析并提供了模塊和SIM卡之間的交互信息。
卡端獲取IMEI的過程:
1、終端發送Terminal Profile
2、卡片發送"Provide Local Information"指令,獲取終端的IMEI值
3、終端發送"Provide Local Information"的Terminal Response
4、卡片判斷終端返回的IMEI格式合法,則保存到卡內。
5、如果步驟2之后,終端一直不能發送"Provide Local Information"的Terminal Response,則在第5個Status指令(A0F2/80F2)后,將卡片鑒權鎖定。

下面是對于主動式命令"Provide Local Information"的描述。具體的信息可以查看GSM11.14
模塊未能正確響應Provide Local Information要求獲取IMEI值的請求,導致SIM卡鑒權被鎖定。該鎖定無法通過運營商后臺恢復,只能返回SIM卡商進行處理。
2. 設備綁定
問題現象:
SIM卡插到模塊上能正常使用,更換到另外一個模塊則無法注冊網絡。
問題原因:
運營商查看SIM卡對應的后臺服務,已經處于未激活的狀態。
重新激活后,SIM卡能正常使用。把SIM卡再次更換一個設備,則無法注冊。
經運營商確認,該卡第一次注冊網絡后,會綁定IMEI號,也就是通常所說的設備綁定。只能固定使用同一個IMEI號。
測試過程中,修改模塊的IMEI號始終為同一個,就可以更換模塊進行測試。
3. SIM卡文件損壞
問題現象:
SIM卡使用一段時間后,出現無法注冊網絡的情況。
問題分析:
SIM卡商使用Micropross MP300 TC3、金普斯讀卡器等設備,對SIM卡文件系統進行掃描測試,發現EFSTART-HFN(6F5B)無法讀取。
6F5B文件為終端入網必須要進行選擇和讀寫的文件,參考國際規范《3GPP TS31.102》,如果這個文件損壞,就會導致終端無法入網。
對上述文件做空間分析分析后,對6F5B文件所在Flash區域做壽命分析發現,起壽命已經達到了極限,終端無法進行正常的選擇和讀寫該文件。
SIM卡商提供了模塊對該文件的讀寫次數統計,一天讀寫次數達到幾千次。也提供了部分手機的對比測試,如華為榮耀6,一天更新該文件的次數僅為個位數。
在國際規范中規定卡片文件級更新次數不少于10萬次。
問題原因:
模塊頻繁讀寫SIM卡文件,導致SIM卡文件損壞,最終無法注冊網絡。
另外一個常見的原因,是客戶設計不合理,在異常情況下反復重啟模塊,長年累月導致SIM卡文件損壞,俗稱"燒卡"。
4. SIM卡協議不規范
問題現象:
模塊使用特定SIM卡無法PS網絡,但在手機上可以正常使用。
問題分析:
使用相同SIM卡,對比其他模塊可以注冊PS。
查看兩個模塊的開機注冊網絡log,發現讀取SIM卡EF文件的命令參數P1有區別:
如下是正常模塊的log,P1的值是8

如下是異常模塊的log,P1的值是0

根據10221協議,如下圖,當P1為0時,是通過在當前路徑下查找和訪問此file ID,也就是相對路徑訪問。
當P1為8時,是從MF開始通過絕對路徑選擇EF文件


根據102.221 Table 8.1,不管之前選擇的是哪個文件,根據File ID 都應該可以選擇到USIM ADF。

所以異常模塊訪問EF文件P1為0(selecf DF,EF or MF by File ID)是符合規范的,但是相對路徑訪問EF文件失敗,說明注冊網絡時,在當前路徑下無法查找到此file ID,可以判斷在SIM卡中此file ID的位置是有問題的,此SIM卡不符合規范。
問題原因:
SIM卡協議不完全符合規范,讀取文件失敗,導致無法注冊PS網絡。
5. PLMN未加入列表
問題現象:
使用特定PLMN名稱的SIM卡,模塊無法注冊。
問題原因:
模塊未加入相應的PLMN名稱,模塊認為是非法的運營商名稱,導致無法注冊網絡。
6. SIM卡未開通4G業務
問題現象:
使用特定SIM卡,4G模塊無法注冊。
問題分析:
手動鎖定2/3G則可以注冊,鎖定4G無法注冊。
和運營商確定,該卡未開通4G業務。
在注冊4G網絡時,收到reject原因為MISSING OR UNKNOWN APN,不能自動切換到3G小區注冊。而當地4G信號良好,模塊一直嘗試注冊4G,導致模塊一直無法注冊上網。
問題解決方案:
當注冊4G網絡連續失敗3次,并且原因是ESM_FAILURE時,鎖定到3G/2G模式,不再注冊4G小區。掉電恢復4G/3G/2G。
7. PA損壞
問題現象:
模塊無法注冊網絡。
在現場可通過模塊工作電流大致判斷是否硬件問題。
問題分析:
拿到客戶返回的不良品進行硬件測試,確認PA損壞或部分損壞。
可能的原因:
a. 客戶工廠貼片流程不合理:多次過爐 / 模塊二次貼片間隔時間過長 / 溫濕度控制缺失 / 靜電防護不夠
b. 模塊自身物料批次原因,PA易損壞。
c. 供電電壓有大幅度波動,長時間工作會損壞PA。
8. FLASH被改寫
問題現象:
模塊無法注冊網絡,經判斷模塊無法正常開機。
問題分析:
a. 將flash數據導出,燒到正常模塊上看是否開機
b. JTAG類工具跟蹤調試
一般為boot階段的Flash數據被改寫,各模塊均出現過類似問題。
問題解決方案:
a. 審核客戶電源和開機時序方面的設計,消除隱患。
b. 模塊軟件采用備份機制進行規避。
9. TCP本地端口固定
問題現象:
模塊通過TCP連接服務器,由于斷電等異常情況未正常關閉TCP連接。
模塊重新建立連接時,無法連接服務器。可能需要等待幾個小時才能重新連接。
問題原因:
客戶在調用AT+MIPOPEN=1,local port,"服務器IP",remote port時,設置了local port參數,每次建立連接時都使用同樣的本地端口。
客戶使用的SIM卡為物聯網卡且綁定了IP地址。
有些服務器在連接異常斷開后,短時間內不允許同一IP地址同一端口號的連接再次接入。
問題解決方案:
a. 應用程序建立TCP連接時,隨機生成本地端口號
b. 應用程序不指定本地端口號
模塊第一次建立連接時隨機生成,再次建立時將端口號順序+1 或者 每次建立連接都隨機生成。
10. 心跳間隔太長
問題現象:
模塊TCP連接經常斷開。
問題原因:
TCP連接斷開,是因為模塊發送數據沒有收到服務器的ACK包回應,重傳次數達到上限。
終端如果在一段時間內,沒有交互數據業務,網絡側會釋放相應的資源,且無任何信令下發。普通SIM卡更容易發生這種情況。
因此在正常的業務數據交互之外,需增加TCP心跳機制,以一定時間間隔向服務器發送心跳包。
該時間間隔,視運營商當地網絡而定,有些可能幾個小時,有些可能1分鐘。在印尼有測到過45秒時間的。
11. 運營商防火墻
問題現象:
在當地用物聯網卡測試10次以內,就會出現無法連接服務器的問題,需要重新撥號或者重啟恢復。
在其他城市采用該物聯網測試,不能復現問題現象。
在當地使用公網卡進行測試,沒有問題。
問題分析:
經運營商分析,由于現網升級改造試點,在改造過程中需要對華為防火墻的策略進行更新。
在策略更新進行的同時用戶上線,省側MME和南方基地GGSN1之間新建會話,觸發了華為防火墻軟件版本BUG,導致會話異常,致使省側MME無法收到回包,用戶上線失敗。、
問題解決方案:
運營商側,華為防火墻軟件打補丁。
12. QOS協商
問題現象:
設備連接服務器困難。 查看模塊AT交互log,模塊在PDP激活之后,連接客戶服務器經常失敗。失敗概率大概在90%以上。
該問題只在固定城市出現,湖南省其他城市則沒有。
問題分析:
在省移動公司進行了對比驗證。
正常情況與異常情況下,省會城市(正常)和故障城市(異常)SIM卡簽約數據一致
正常情況:

異常情況:

網絡下發的ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT中Relibility Class為5.



終端上報ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST中Relibility Class是3,網絡在ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT中下發是5
Reliability Class的取值,取決于終端請求、HLR簽約、網絡支持QoS中的最大值。根據3GPP協議23.107 V3.4.0 9.12.3,
Table 7: Rules for determining R97/98 attributes from R99 attributes
終端請求的是3,對應的SDU error ratio為1e-4
HLR簽約的是3,對應的SDU error ratio為1e-3
網絡側下發的SDU error ratio為1e-3
網絡根據SDU error ratio取值,自動將Reliability Class修改為5。
從模塊側的交互流程來看:
a. 在做PDP激活時,模塊設置的QOS Reliability是3,請求ACK RLC mode
b. 網絡回復的Reliability是5,即Unack RLC mode
c. 在tbf剛開始時,網絡沒有給模塊usf,接收的數也是bfi,監測到usf是無效的,正好跟未生效的usf是一樣的,導致在沒有檢查有效性的情況下,發送了數據,而數據是Unack RLC mode的,不會重傳,導致網絡收不到模塊發送的數據
問題解決方案:
模塊修改軟件,即使網絡下發的QOS Reliability協商結果為5,仍然按照ACK RLC mode的方式發送數據。