浅谈WCDMA基本信令流程

1骆安迈浅谈WCDMA基本信令流程2一、UTRAN基本信令流程UTRAN协议结构UTRAN信令基本无线信令流程二、获取信令流程DT的LOG文件登录RNC采集信令正常信令流程模板三、DT信令流程分析案例嵊州天池制药被叫掉话嵊州奥力的主被叫掉话内容3一、UTRAN基本信令流程4UMTS通用接口5UTRAN结构图6Uu接口●3层：L1：物理层；L2：链路层（MAC、RLC、PDCP、BMC）；L3：网络层（RRC），只有控制面，没有用户面。●2面：控制面，用户面。7UTRAN地面接口●从水平看，协议结构主要由两个层组成：无线网络层（RadioNetworkLayer）、传输网络层（TransportNetworkLayer）。所有和UTRAN有关的事件（比如信令和业务）都只体现在无线网络层。而传输网络层中的协议栈只是被UTRAN选择用来做承载的。传输网络层中的协议不是由3GPP制定的。●从垂直看，协议结构主要由三个面组成：控制面（ControlPlane）、用户面（UserPlane）和传输网络控制面（TransportNetworkControlPlane）。8Iu_CS接口协议结构9Iu_PS接口协议结构10Iub接口协议结构11Iur接口协议结构12RNC无线网络控制面处理协议13所关心的接口信令协议●空中接口：Uu。（与UTRAN的接口）L3：RRC（RNC）L2：RLC、MAC（RNC）L1：物理层（NodeB）●地面接口：无线网络层：Iu：RANAPIub：NBAPIur：RNSAP传输网络层。（略）14CS域协议栈15PS域协议栈16语音数据块流程图（下行）17CN发起的寻呼消息流程图18信令流程分类在协议栈中，RRC和RANAP层及其以下的协议层称为接入层，它们之上为非接入层。简单地说，接入层的流程，也就是指无线接入层的设备RNC、NodeB需要参与处理的流程。非接入层的流程，就是指只有UE和CN需要处理的信令流程，无线接入网络RNC、NodeB只是透传，是不需要处理的。通过接入层的信令交互，在UE和CN之间建立起了信令通路，从而就能进行非接入层信令流程了。19信令流程分类●接入层的信令流程：PLMN选择小区选择无线资源管理流程：RRC连接建立流程UE和CN之间的信令建立流程RAB建立流程呼叫释放流程切换流程SRNS重定位流程●非接入层的信令流程：电路域的移动性管理电路域的呼叫控制分组域的移动性管理分组域的会话管理20基本信令流程总述用户从开机、进行业务到关机的整个业务流程（只关注接入层的流程）21寻呼流程●寻呼空闲模式或PCH状态下的UE作用：（UTRAN通过在PCCH上发送一条PAGINGTYPE1消息来启动寻呼过程）为了建立一次呼叫或一条信令连接，网络侧的高层发起寻呼过程；为了将UE的状态从CELL_PCH或URA_PCH状态迁移到CELL_FACH状态，UTRAN发起寻呼以触发UE状态的迁移；当系统消息发生改变时，UTRAN发起空闲模式、CELL_PCH和URA_PCH状态下的寻呼，以触发UE读取更新后的系统信息。PAGINGTYPE1UEUTRAN22寻呼流程●寻呼CELL_DCH或CELL_FACH状态下的UE对于处于连接模式CELL_DCH或CELL_FACH状态的UE，UTRAN通过在DCCH（专用控制信道）上发送一条PAGINGTYPE2消息来发起寻呼过程。这种寻呼也叫做专用寻呼过程。为了建立一次呼叫或一条信令连接，网络侧的高层发起寻呼过程。PAGINGTYPE2UEUTRAN23寻呼与模式、状态的关系注**：如果在UE建立CS呼叫的这个时间点上，有一个来自PS域的寻呼请求。注***：手机正在上网，收到一个被叫电话。寻呼类型1：通过PCCH发送；寻呼类型2：通过DCCH发送。系统信息改变指示消息：UTRAN通过BCCH（在FACH信道上）发送“系统信息更新改变指示”消息SYSTEMINFORMATIONCHANGEINDICATION，发送MIB新的值标签。通知在CELL_FACH（CELL_DCH仅TDD）状态下的UE。参见SGPP.TS.25.331-10.2.49R6。24RRC连接建立流程●RRC连接建立在专用信道上●RRC连接建立在公共信道上当RRC连接建立在公共信道上时，因为用的是已经建立好的小区公共资源，所以这里无需建立无线链路和用户面的数据传输承载，即上图去掉3、4、5步。目前都使用RRC连接建立在专用信道上。UESRNC1.RRCCONNECTIONREQUEST6.RRCCONNECTIONSETUP7.RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETENodeB3.RLSESETUPREQUEST4.RLSETUPRESPONSE2.分配RNTI,L1,L2参数5.ALCAP建立并同步25NAS信令建立流程直传消息指UE与CN之间的信令交互NAS信息，如鉴权、业务请求、连接建立等，由于这些消息在RNC透明传输，所以叫直传消息。RNC在收到第一条直传消息，即初始直传消息INITIALDIRECTTRANSFER时，将建立与CN之间的信令连接，该连接建立于SCCP之上。初始直传：26NAS信令建立流程信令连接建立成功后，UE发送到CN的消息，通过上行直传消息UPLINKDIRECTTRANSFER发送到RNC，RNC将其转换为直传消息DIRECTTRANSFER（SETUP）发送到CN；CN发送到UE的消息，通过直传消息DIRECTTRANSFER发送到RNC，RNC将其转换为下行直传消息DOWNLINKDIRECTTRANSFER发送到UE。上行直传：下行直传：UECNSRNC1.UPLINKDIRECTTRANSFERRRCRRCRANAP2.DIRECTTRANSFERRANAPUECNSRNC2.DOWNLINKDIRECTTRANSFERRRCRRCRANAP1.DIRECTTRANSFERRANAP27RAB建立流程RAB是指用户平面的承载，用于UE和CN之间传送语音、数据及多媒体业务。UE首先要完成RRC连接建立，然后才能建立RAB。（目前用同步重配置RL）UESRNCNodeBCN1.RANAP:RABASSIGNMENTREQUEST2.ALCAP建立3.RLRECONFIGPRE4.RLRECONFIGREADY5.ALCAP建立、同步7.RRC:RBSETUP8.RRC:RBSETUPCOMPLETE9.RANAP:RABASSIGNMENTRESPONSE6.RLRECONFIGCOMMIT28呼叫释放流程最终的资源释放过程都是由CN发起的。正常的业务释放有3个内容：IU释放RAB释放（如果CS域只建立一种业务，采用联合释放。RNC收到IU释放后，同时释放IU和RAB）RRC释放对于一个UE，可能存在这样的情况：一条RRC连接对应多个RAB，CS域和PS域各自对应一条Iu信令连接。●当CS域进行业务释放时：如果CS域只建立了一个RAB，那么CN发起IURELEASECOMMAND消息，RNC接收到此消息后，将自动释放Iu信令连接和RAB。如果CS域建立了多个RAB，那么CN将只对需要释放的RAB发起RAB释放流程，不进行Iu信令连接的释放。业务释放完成后，SRNC将判断该RRC连接是否还有对应的Iu信令连接（PS域），若无，则发起RRC连接释放过程。●PS域类似CS域。29掉话定义●RNC记录的信令上看：如果在Iu接口上看到了RNC发向CN的消息为IuReleaseRequest或者RNC发给CN的消息为RABReleaseRequest消息，此时定义为异常掉话。●空中接口掉话定义：在通话过程中，如果空中接口信息满足下面三个条件中的任何一条，可以判断为掉话：（手机收到如下内容）收到任何的BCH消息（即系统消息）。收到RRCRelease消息（原因为非正常释放Notnormal）。收到CCDisconnect，CCReleaseComplete，CCRelease三条消息中的任何一条，而且释放的原因为NotNormalClearing或者NotNormal，Unspecified。30切换流程WCDMA支持的切换包括软切换、硬切换、前向切换和系统间切换。软切换和硬切换主要是由网络侧发起，前向切换主要是UE发起，而系统间切换既有网络侧发起的情况，又有UE发起的情况。以下流程图都没有包括测量报告的内容。31软切换无线链路增加（1A事件）32硬切换为了UE能进行异频测量，在WCDMA中引入了压缩模式技术。目前绝大多数情况下用物理信道重配置过程完成硬切换（图中没有包含启动压缩模式的流程）。33WCDMA→GSM系统间切换图中没有包含启动压缩模式的流程MAP/EMAP/E2.PREPAREHANDOVERBSSMAPBSSMAP4.HANDOVERREQUESTACKRANAPRANAP13.IURELEASECOMPLETEBSSMAPBSSMAP3.HANDOVERREQUESTMAP/EMAP/E5.PREPAREHANDOVERRESPONSERANAPRANAP6.RELOCATIONCOMMANDBSSMAPBSSMAP8.HANDOVERDETECTBSSMAPBSSMAP10.HANDOVERCOMPLETEMAP/EMAP/E11.SENDENDSIGNALREQUESTMAP/EMAP/E14.SENDENDSIGNALRANAPRANAP1.RELOCATIONREQUIREDUENodeBSRNCCNGSM/MSCGSM/BSCRRC7.DCCH:HANDOVERFROMUTRANCOMMANDRRC[HardHandover]RR9.HANDOVERCOMPLETERRRANAPRANAP12.IURELEASECOMMANDRESPONSE34前向切换前向切换分为小区更新和URA更新，主要用于当UE位置发生改变时及时更新UTRAN侧关于UE的位置信息。（属于UTRAN行为）小区更新的原因：注*：响应寻呼指在CELL_PCH/URA_PCH状态下收到寻呼，在CELL_FACH状态下响应寻呼。注**：在CELL_PCH/URA_PCH状态下，UE的AMRLC实体发生了不可恢复的RLC错误，需转到CELL_FACH状态。35前向切换小区更新基本流程：UEUTRAN1.CELLUPDATE2.CELLUPDATECONFIRM发起URA更新过程的可能原因有：●URA重选；●周期性URA更新。URA更新基本流程：UEUTRANURAUPDATEURAUPDATECONFIRM36二、获取信令流程37DT的LOG文件可以用华为的路测软件PROBE或后台分析软件ASSISTANT，一般都是用ASSISTANT进行信令分析。实际上就是UE采集到的信令流程。查看UE中L3中RRC信令等，双击“L3message”。38登录RNC采集信令●采信令：通过LMT（华为本地维护终端）登录RNC。点击“维护”卡片。双击：跟踪管理\接口跟踪\CDT。输入测试手机的IMSI号码。文档保存在：根目录:\HWLMT\client\output\RNC\BSC6810V200R010C01B061\trace\下面（.tmf文件）。●读信令：双击.tmf文件。39登录RNC采集信令40正常信令流程模板根据ASSISTANT和登录RNC采集到的实际信令流程，整理出各种正常信令流程的模板，以便信令分析时对照。此外，列出了从哪些信令消息中可以找到的部分相关信息，例如：MCC、MNC、LAC、RAC、CPICHEc/Io、主扰码、CI、IMSI、TMSI等。41三、DT信令流程分析案例42嵊州天池制药被叫掉话问题分析：经查该被叫手机掉话时间为14:35:11.216，但掉话处的信号较好，RSCP=-79，EcIo=-10.7，应该不会掉话。查看ASSISTANT层3信令。43嵊州天池制药被叫掉话44嵊州天池制药被叫掉话发现奇怪现象，对应