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GSM网络Layer 3信令分析及流程详解汇编


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Layer 3 信令分析及流程详解汇编

陈小永 整理 (杭州东信网络技术有限公司)

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Layer 3 信令是看网络运行情况的信息层,从第

三层可以看到网络的各种动作:如:呼叫流程、拥塞、用户忙、 位置更新等,并且可以对路测中的各种问题如掉话、切换失败等网络事件的原因进行准确的分析。 系统信息一般有 8 个类型,分别是 1、2、3、4、5、6、7、8,Type 1~4 只出现在待机状态下,Type 5~6 只出 现在通话状态下,明白这点,对以后的分析至关重要。其中 2 中含有:2、2bis、2ter, 5 中含有 5、5bis、5ter,所 以总共有 12 种系统信息,系统信息 1 仅用于跳频,所以称为选择项。其中 1、2、3、4、 2bis、 2ter 、7、8 都在 BCCH 上发送,由 IDLE 模式下的移动台接收。5、5bis、5ter、6 在 SACCH 上发送,由 ACTIVE 模式下的移动台接 收。一般来说所有系统信息在连续的 8 个 51 复帧中发送完,如下图示:

上图中的 TC 表示复帧序列号,可以看出,当 TC=4、5 时,发送的内容是可选的,其它是固定的。 TC=0 固定发送跳频信息,当出现上图示的 1(3)时,表示跳频时发类型 1,不跳频时发类型 3 当类型 4 中发送的关于小区重选信息不够完整时,由类型 7、8 补充。且在 TC=7、3 时发送(上图示) 对于类型 5、6 在下行的 SACCH 上发送,并没有复帧规范,除非切换完成后要立即发送类型 5、6。 1、 System Information Type1

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说明:系统信息类型 1 (频率信息) 此类型仅用于跳频时,发送内容为: 第一、小区信道描述。用于通知移动,小区采用的频带与可以供跳频用的频点。对于 GSM900 与 GSM1800 采用的格 式是不同的。对于 GSM900: 有一个 BIT MAP 0(比特位图)用于描述两方面信息,分别为: CA-NO,取值分别为:0、1、2,代表,GSM900、GSM1800、GSM1900。 CA-ARFCN,采用的有效射频频点,当为 GSM900,将有一个相应于 124 个频点的 124 位图,当某个频点被采用时, 相应的比特位被置为 1,否则将被置为 0. 对于 GSM1800 情况点不同。由于频点太多,不用位图,而用别的编码方式,FORMAD-IND=?来描述编码方式,后 面跟一串编码比特来表示。 第二、RACH 控制参数,描述的两个数据为;ACC、EC,ACC 称为接入控制等级,分为 0-9 与 11-15,0-9 表示普 通级,所有移动台被定义为 0-9,11-15 为优先级,10 表示 EC,如 果此位取 0,表示所有移动台允许进行紧急呼叫, 取 1 时,只有 11-15 优先级的移动台可以进行紧急呼叫。
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CB——小区禁止标志,用一个比特表示。 RE——用一个比特表示是否可以进行呼叫重建,断开后的重新占用。 MAXRET——移动台接入系统时的允许最大重发次数,取值:1、2、4、7 TX——移动台接入系统时允许重发的时隙间隔数:取值,3-12(每步 1) ,14、16、25、 32、50(个 TDMA 帧的时间) ,如取 12 时,MS 将等待 250 毫秒再加上 1--11 个 TDMA 帧的时间(12 之下的一个随机数) ,之 后再下次接入。 总结:所有参数如下 ⑴、Cell Channel Description: GSM 900:CA-NO、CA-ARFCN GSM 1800 and GSM 1900:FORMAT-ID+编码数据 ⑵、RACH Control Parameters: ACC、EC、RE、CB、MAXRET、TX 2、 System Information Type2

说明:系统信息类型 2

待机模式下小区的测量频点, (同频段,移动网有两个频段,GSM900 和 DCS1800) ,

在通话模式下有另外定义的测量频点,也就是说一个小区可以在待机时做测量频点,而通话时不做测量频点,允许
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小区重选而不允许切换,反之也可以只允许切换不允许小区重选也可以,不过通常情况下待机和通话时的测量频点 是一致的。 (相邻小区的 BCCH、扩展频带、其它频带、多频带) 一、邻近小区描述 :对于 GSM900,有如下三个数据 BA-NO:BCCH 使用频带描述,当 BA-NO=0 时,表示 GSM900。 BA-IND:BA 表变化标志,当操作者修改 BA 表时,BA-IND 从 1 变 0,或从 0 变 1。让 MS 决定是否要更新 BA 表。 BA-ARFCN:移动台要测量信号强度的有效射频频点,采用 124 位图表示,当存在某为邻区频点时,相应 124 位图 中的比特位被置为 1,不存在的频点的相应位置被置为 0。 对于 GSM1800/1900,有如下两个数据; FORMAT-ID:相邻小区不同频率表示格式的描述,实际上是用一种编码来表示。 EXTRA-IND:如果类型 2、5 不能描述完整的频率信息,则其余的部分将在 2BIS 和/或 2TER(ACTVIE 模式时是在 5BIS/5TER) 。此数据也称为频率扩展描述数据。取 0 表示类型 2、5 能描述完整的频率信息,取 1 表示不能。 BA-IND:编码计划的描述,1 比特,是否可以这样理解:512 可用位图也可用别的编码方式? NCCPERM:描述相邻小区所属网络的 NCC,有一个 8 比特位图,当描述的比特为 n 时,允许的网络识码为 n-1。 二、RACH 控控制参数。参考信息类型 1 系统信息类型 2BIS: 系统信息类型 2TER: 一、多频带操作的描述信息。用于通知移动台如何进行使用不同频带的小区的测汇量报。有 一种可能的设置是:不 论如何只汇报最强的 6 个,另一种可能的设置是起码各个频带中最强的小区是要汇报的。 总结;所有参数为 1、Neighbor Cells Description: GSM 900:BA-NO、BA-IND、BA ARFCN。GSM 1800 / 1900:FORMAT-ID、EXT IND、BA-IND 2、NCC Permitted:NCCPERM 3、RACH Control Parameters TYPE 2 BIS 1、Neighbor Cells Description (Extension)使用 GSM1800/1900 时 2、RACH Control Parameters TYPE 2 TER 1、Additional Multiband Information:MULTIBAND REPORTING
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2、Neighbor Cells Description (Other Bands) 3、RACH Control Parameters 3、 System Information Type2ter

说明:待机模式下小区的测量频点, (异频段,移动网有两个频段,GSM900 和 DCS1800) , 4、 System Information Type 3

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说明:系统信息类型 3(用于 C2) Time: 09:58:30.28 Lat: not valid Lon: not valid Frame number: 1014196 Read from (ARFCN): 38 Cell Identity: 1089 (hex)——4 个 16 进制位,共 16 比特。 Location area identification——LAI=MCC+MNC+LAC Mobile country code (MCC): 240 Mobile network code (MNC): 01 Location area code (LAC): 0bc4 (hex) Control channel description
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Attach/detach allowed (ATT): Yes——通知移动台系统使用 IMSI 的附着(ATT=1) BS-AG-BLKS-RES: 1——AGBLK=1 CCCH-CONF: 1 basic physical channel, not combined with SDCCH’s BS-PA-MFRMS: 9 multiframes period——MFRSM=9 T3212 timeout value: 40——周期性登记周期为 4 小时 Cell options Power control indicator (PWRC): Not set——内容太多参考下一张 DTX indicator: MS shall use discontinuous transmission RADIO-LINK-TIMEOUT: 20——RLINKUP=20 Cell selection parameters CELL-RESELECT HYSTERESIS: 6 dB RXLEV MS-TXPWR-MAX-CCH: 5——移动台使用的最大功率级,C1 算法是的 CCHPWR RXLEV-ACCESS-MIN: 0——ACCMIN RACH control parameters Max retransmissions: 4——MAXRET=4 Tx-integer: 20——TX=20,表示移动台接入时的间隙时隙数 Cell bar access: Not barred——CB=NO Call reestablishment (RE): Not allowed——RE=NO Emergency call (EC) allowed: All MS——EC=0 Not barred class(es) (ACC): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 关于类型 3 中解出的 PWRC:PWRC=1 表示设置此功能,PWRC=0 表示不设置此功能。 详述:当使用跳频与动态功率控制时,将出现如下一个问题: *BCCH 是不参与动态功率控制的,即是说 BCCH 载波的功率是不变的, 整个载频,8 个 TS 都不变, 但 BCCH 载波是参与跳频的。 *ACTVE 模式下的 TCH 是在多个载波中发送的,其中包含 BCCH 载波与 DCH 载波,测量值也是对 ,而 DCH 载波 两种载波的测量结果,BCCH 载波是不参与动态功率控制的(即以最大功率发送) 是参与的(且功率是向下调的) ,之后取平均值,这样的结果用来代替 BCCH 的强度将不准确。 当 PWRC=1 时,表示 MS 的测量中不包含 BCCH 载波的测量,而 PWRC=0 时表示 MS 的测量中包含
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BCCH 载波的测量,ERICSSON 的缺省值是 PWRC=0。并有一个特殊的计算公式来补偿 BCCH 载 波的信号强度。 RLINKUP:无线链路超时,一般取 16,每步取 4,这是一个公认的无线链路释放标准,下面详述 当 MS 在 SACCH 周期(480ms)中能成功解码,则 RLINKUP 计数器加 2,不成功时减 1,减至 0 时 无线链路必须释放。 NECI:取值 0/1,表示系统是否支持 PHASE 2 移动台的重新建立原因。 系统信息类型 3 中的 RACH 控制参数与类型 1 同。 系统信息类型 3 中的 SI 3 REST OCTETS(其它比特) ,主要用于 C2 算法。 2TI:取 0 时表示 BCCH 中并不存在 2TER 信息类型 , 取 1 时表示 BCCH 中存在 2TER 信息类型 。2TI(2TER INDICATION) ECSC:EARLY CLASSMARK SENDING CODE 先后发送级标的编码。 PI:用于标志 C2 参数是否在系统信息中广播。取 0 时“不”,取 1 时“是”。具体内容: CBQ, CELL_RESELECT_OFFSET, TEMPORARY OFFSET AND PENALTY TIME. PI(Cell_reselect_param_ind) CBQ——CELL BARRED QUALITY,小区禁止性质,取值为 0、1,用于控制移动台的小区选择 与重选。与另一个参数配合以关掉系统信息类型 7、8。 CRO——CELL RESELET OFFSET。小区重选的正负补偿值,取值 0-63,相应的值为 0-126dB TO——TEMPORARY-OFFSET,C2 算法中的执罚期间执行的信号负补偿值 Range is 0-7, where 0-6 corresponds to 0-60 dB in 10 dB steps,and the value 7 means infinity. PT——PENALTY TIME,C2 算法中的执罚时间 This parameter defines the length of time for which TEMPORARY_OFFSET is active. Range is 0-31, where 0-30 corresponds to 20 to 620 seconds in 20 second increments and 31 is used to indicate that TEMPORARY_OFFSET is to be ignored.(无效) 总结:类型 3 的所有参数 ⑴、Location Area Identification (LAI) ⑵、Cell Identity (CI) ⑶、 Control Channel Description (ATT、 CCCH-CONF: SDCCH、 AGBLK: BS-GS-BLKS-RES、 MFRMS: BS-PA-MFRMS、 T3212) ⑷、Cell options(DTX、PWRC、RLINKT:RADIO-LINK-TIMEOUT)
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⑸、Cell Selection Parameters(ACCNIM:RXLEV-ACCESS-NIM、CCHPWR:MS-TXPWR-MAX-CCH、CRH: cell-reselect-hysteresis、 ACS、NECI) ⑹、 3 Rest Octets SI (2TI、 ECSC、 CBQ、 PI、 CRO: cell-reselect-offset、 TEMPORARY-OFFSET、 PENALYT-TIME) 以上部分参数对应华为系统中小区系统消息数据如下:

5、 System Information Type 4

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说明:系统信息类型 4: (短信息) 小区广播信息,在这里可以看到小区的 CRH、CRO、ACCMIN、MAXRET、CB、 CBQ、PT 等一些参数的设置值,详见上图。 此类型主要用于小区 CBCH:也即知 MS,小区是否使用小区广播功能,以及告知 MS 在哪个载波 上发 CBCH 信息。另外:LAI、RACH 控制参数与 REST OCTETS 参数也存在于此类型中。 ACS——小区重选的附加参数指示,取值为 0、1 ACS=0——PI 值与任何存在的小区重选 C2 参数属于类型 4 中的 REST OCTETS 部分。 ACS=1——PI 值与任何存在的小区重选 C2 参数属于类型 7、8 由上面可知:是否使用类型 7、8 是由 CBQ 与 ACS 组合来控制? 类型 4 中的 RACH 控制参数与类型 1 同; 类型 4 中的 CBCH 信道描述:这一内容主要描述 SMS 小区短信息广播时的信道合并与子信道结构 例如 SDCCH/4+SACCH/4 或 CBCH,子信道 2 等
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TN——用于描述 CBCH 使用的时隙号。 TSC——训练比特代码,一般取值与 BSIC 中的 BCC 相同。 H——取 0 表示 CBCH 只占用单个射频信道,取 1 表示占用的是跳频信道。是一个信道选择器 CHANNEL SELETER H=0 ---the channel selector field 中包含有效的射频信道号 H=1----- the channel selector field 中包含有移动台的分配索引补偿值 MAIO,跳频序列号 HSN。 CBCH MOBILE ALLOCATION(CONDITION)

当系统信息 H=1(指示跳频时) ,必须有一个数据 MAC 来指示使用的跳频频率。参考类型 1 中的 的小区信道描述。 系统信息类型 4 中的 SI 4 REST OCTETS: 用于描述 C2 算法参数与 SI 3 REST OCTETS,包含下列数据: PI, CBQ, CELL_RESELECT_OFFSET, TEMPORARY_OFFSET, and PENALTY_TIME. 类型 4 主要参数 ⑴、Location Area Identification (LAI) ⑵、Cell Selection Parameters(ACS) ⑶、RACH Control Parameters ⑷、CBCH Channel Description (Optional): CHANNEL TYPE、TN、TSC、H、CHANNEL SELECTOR ⑸、CBCH Mobile Allocation (Conditional):MAC ⑹、SI 4 Rest Octets: PI、CBQ、CELL_RESELECT_OFFSET、TEMPORARY_OFFSET、 PENALTY_TIME。 6、 System Information Type 5

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说明:系统信息类型 5(注意 5、6 都在 SACCH 上发送) 激活模式下服务小区测量频点, (同频段,移动网有两个频段,GSM900 和 DCS1800) 只有服务小区有做该小区的测量频点,才会测量到该小区的信号,否则在邻区列表中不会看到该小区,也不会切换。 在我们平时路测当中,经常遇到强信号不切换,如果做了测量频点,可以很明了地看到有一个强的邻区信号,但是 要是没有做测量频点的话就比较隐性。 处于 ACTIVE 模式下的移动台,有一个激活的 SACCH 信道。上行时用于发送测量汇报,下行时用于网络发送输出 功率控制值与 TA 值。一定条件下移动台在 SACCH 上接收 相邻小区的 BCCH 频率信息(ACTIVE BA 表) ,之后移 动台要测量与汇报这些载波的信号强度,以提供切换依据。 这里的 BA 表与类型 2 中的 BA 表是不同的(实际上便是 IDLE BA 与 ACTIVE BA) 。ACTIVE 模式下移动台测量较 少的 BCCH 以便提高精确度,而在移动台开机,为减小与系统的连接时间,它必须测量较多的 BCCH 载波。当然只 有当移动台在关机前已保存有一份 IDLE BA 表,才能真正做到节省接入时间。 类型 5 中给出也是一份 BA ARFCN 的表格,实际上与类型 2 相同,也是一份 124 比特位图,取 0 的比特位表示此频 点不存在,取 1 时相应频点存在。 系统信息类型 5BIS; 如果某个相邻小区是外部小区,则此小区的 BCCH 频率信息由 5BIS 来携带。 系统信息类型 5TER: 如果外部小区是不同频带的小区(多频带操作中不同频带使用不同 BSC,所以将出现此情况) 则此外部小区信息由此类信息类型来携带。
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类型 5 的主要参数 ⑴、Neighbor Cells Description ⑵、TYPE 5 BIS: Neighbor Cells Description (Extension) ⑶、TYPE 5 TER: Additional Multiband Information System Information Neighbor Cells Description (Other 7、 System Information Type 5ter

激活模式下服务小区的测量频点, (异频段,移动网有两个频段,GSM900 和 DCS1800) 8、 System Information Type 6

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说明:系统信息类型 6 通话状态下面服务小区的一些信息,他跟 Type1 有点相象,还可以看到 NCC Permitted; 处于 ACTIVE 模式下移动台必须知道是否 LAI 已变化,如果变化的话,在呼叫释放后它必须进行位 置更新。另外如果切换的另一个小区属于同一个位置位,且两个小区的 RLINKUP 与 DTX 不同的话 则新的小区选择也必须汇报至 MS。第三种信息是 NCCPERM。 9、 System Information Type 7、System Information Type 8 系统信息类型 7 如果类型 4 中并没有包含所有的 C2 参数,则余下的由此类型来携带,至于此类型 的 REST OCTETS 部分与类型 4 的 REST OCTETS 同。 系统信息类型 8 如果类型 4 中并没有包含所有的 C2 参数,则余下的由此类型来携带,至于此类型 的 REST OCTETS 部分与类型 4 的 REST OCTETS 同。 总之:类型 7、8 是类型 4 的补充。 系统信息类型 6、7、8 参数 ⑴、Location Area Identity ⑵、Cell Identity ⑶、Cell options ⑷、NCC permitted
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系统信息类型 7 SI 7 Rest Octets 系统信息类型 8 SI 8 Rest Octets 系统信息的分配原则: 激活式下的小区操作,意即此小区必须被暂停,小区中不存在信道,意即 BCCH 不发射 当小区从暂停(HALTED)到激活(ACTIVE) ,所有系统信息类型分配到 BTS。 当小区激活,且用于支持 BCCH 与 SACCH 的载波设备置服务状态,则此 BTS 的系统信息将被更 新。为防止错码,所有小区都被有规律地分配系统信息。 10、 System Information Type 13

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11、

Paging Requst type1

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说明:可以看到,在信令里面,Paging 的信令出现次数特别多,原因是网络对 MS 寻呼是对一个位置区内进行 寻呼的,只有当 MS 解开这条信息才会作出响应。 12、 Synch Channel Information

说明:同步信息,在待机状态和通话状态都会出现,数字通信当中,同步是最基本也是最重要的,跟邻区也需 要同步。
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13、

补充:

手机在各种模式和阶段对逻辑信道和物理信道的使用情况。 收听系统信息在 BCCH 信道(IDLE 时) ,在 BSIC 中获取 NCC、BCC,发信道请求在 RACH 上进行,只 发一个随机数 5 比特与 3 比特控制信息,BSC 以此为标志发立即指配,发位置更新在 SDCCH 上进行,除了发 LAI 外还有 IMSI,以进行鉴权,注:LAI 唯一属于一个 MSC 但可以多个 BSC。 IMSI 的分离申请也在 SDCCH 上进行。每次关机或拆出 SIM 都要进行分离,但突然进入盲区不发、此信息。 IMSI 的附着申请也在 SDCCH 上进行,如果分离是在 VLR 中标志,则申请只发到 VLR,如果是在 HLR 中 标志,只申请将发至 HLR。 周期性登记在 MSC 与 MS 间进行, 通过 BSC, 占用 SDCCH 信道。 移动台收听寻呼是在 CCCH 子组中的 PCH 上进行的,在 RACH 上申请 SDCCH,在 AGCH 上获取 SDCCH 信息,在 SDCCH 上进行鉴权、加密、TCH 指配、 业务能力证实。在 SACCH 上获取 控控制信息,TA,收听系统信息类型 5、6 中的信息,FACCH 上收听新小区的广 播信息。 空闲模式: 没有分配到专用信道的移动台即是“空闲模式的移动台”。当移动台一开机,便立即尝试接入 PLMN 网络,可以人工、自动来进行网络的选择,移动台将搜寻并选择一个已选择的 PLMN 网络中的小区,然后锁定到一 个控制信道并接收由 PLMN 网络所提供的有效服务。这和对小区的选择便称为 Camping on。当一个移动台一直处于 空模式时,它将一直试图去 Camping on 一个最好的小区(依信号强度算法) 。空闲模式下的动作是由移动台来控制 的,也可以通过在 BCCH 信道上接收到的参数来执行控制。空闲模式下的控制参数都由小区中的 BCCH 来传送。 背景: 当一个移动台开机后且不进入任何呼叫操作,则它一直处于这样一个状态:不断选择最好的小区去 Camp。读取信息并寄存 LAI,以便系统知道如何建立呼叫路由。 总之:空闲模式的核心是 PLMN 网络选择机制, 小区选择与重选算法, 位置更新过程。其唯一目的是确保移动台能登寻到一个通信成功机会最大的小区。空闲模式下移动台工作分四 个过程: 1、PLMN selection,选择网络 2、Cell selection,选择小区 3、Cell reselection,小区重选 4、Location updating.位置更新 选择 PLMN: 当移动台开机或脱离一个盲区后, 它便试图去选择并登录注册的 PLMN。 如果没有注册的 PLMN 或者注册的 PLMN 不存在, 它将试图去选另一个 PLMN (手动或自动) 相关数据是 NCCPERM, 读取 SCH 中的 BSIC, 解出 NCC 与 BCC。见下图
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14、

分析:

① 呼叫:

说明:从上图可见,由 Channel Request 起,MS 向系统发起呼叫请求,至 Connect Acknowledge 连接确认为止,是 一个完整的呼叫流程,详细解释如下图:
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通话建立(MS 作主叫)
信令过程 RR 层连接建立 RACH—UL:CHANNEL _REQUEST 说明 内容:建立原因和随机参考值(RAND) 原因:MS 发起呼叫、紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等; RAND:有 5 位,用来区别不同 MS 所发起的请求。 AGCH—DL:IMMEDIATE_ASSINGMENT 在 Um 接口建立 MS 与系统间的无线连接(分配 SDCCH) RR 连接建立 MM 层连接的建立 CCCH—UL:CM SERVICE_REQUEST SDCCH—DL:AUTH_REQUEST SDCCH—UL:AUTH_RESPONSE SDCCH—DL:CIPHERING_REQUEST SDCCH—UL:CIPHERING_COMPLETE CC 层连接的建立 SDCCH—UL:SETUP 请求业务如电路交换连接、短信业务等 鉴权请求 鉴权响应 加密命令 加密完成 请求建立呼叫 内容:呼叫请求的业务种类及 MS 发送方式、编码标准等 SDCCH—DL:CALL _PROCEEDING SDCCH—DL:ALERTING SDCCH—DL:ASSIGNMENT_COMMAND SDCCH—UL:ASSIGNMENT_COMPLETE SDCCH—DL:CONNECT SDCCH—UL:CONNECT_ACKNOWLEDGE 系统接受请求后开始处理呼叫 振铃音 分配 TCH 分配确认 用户摘机或连接消息 连接确认,表示 MS 接受连接

另附一个简单的正常通话信令流程: 主要信令流程 CHANNEL REQUEST IMMEDIATE ASSIGNMENT CM SERVICE REQUEST(主叫) PAGING RESPONSE(被叫) SETUP(EMERGENCTY SETUP) CALL PROCEEDING(主叫) CALL CONFIRMED(被叫)
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ASSIGNMENT COMMAND ASSIGNMENT COMPLETE ALERTING CONNECT CONNECT ACKNOWLEDGE DISCONNECT RELEASE RELEASE COMPLETE CHANNEL RELEASE ② 掉话分析一:

说明:结合前文所述“Type 1~4 只出现在待机状态下,Type 5~8 只出现在通话状态下……” ,见上图,上面的层 3 信令反映了系统消息 5ter 直接到了系统消息 4,即此时发生了掉话,且拆线信令无法正确解调。 结合路测数据回放,可以看到在掉话前信号和质量都还相对平稳,但在一个拐角处突然信号消失,因此产生掉话, 属覆盖盲区造成的掉话。

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③ 掉话分析二:

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④ 正常的释放流程:

说明:从上图可见,这是一个主叫先挂机的释放过程,由 Disconnect(断连)开始,网络开始拆链,至 Channel Release 完成信道的释放。详细流程说明见下表: 呼叫清除(主叫先挂机)
信令过程 清除 CC 层和 MM 层连接 TCH—DL:RELEASE TCH—UL:DISCONNECT 说明 断开连接消息,指明呼叫清除发起端及清除原因,网络受到后开始清除业务 信道的连接 呼叫释放,通知 MS 网络正释放 CC 层连接,MS 收到 RELEASE 消息后将 停止 CC 连接定时同时开始释放 MM 连接 TCH—UL:RELEASE COMPLETE 释放 RR 层连 接 TCH—DL:CHANNEL RELEASE MS 释放 MM 并发送本信息,网络接收道后释放 MM 层连接 释放专用信道,专用信道释放后 MS 进入 IDEL 状态

如果是被叫先挂机,那么流程与主叫先挂机稍微有一点区别: 呼叫清除(被叫先挂机)
信令过程 清除 CC 层和 MM 层连接 TCH—UL:RELEASE TCH—DL:DISCONNECT 说明 断开连接消息,指明呼叫清除发起端及清除原因,MS 受到后开始清除业务 信道的连接 呼叫释放,通知 MS 正释放 CC 层连接,网络收到 RELEASE 消息后将停止 CC 连接定时同时开始释放 MM 连接 TCH—DL:RELEASE COMPLETE 网络释放 MM 连接并发送本信息释放 RR 层连接

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工程服务部 释放 RR 层连 接 TCH—DL:CHANNEL RELEASE 释放专用信道,专用信道释放后 MS 进入 IDEL 状态

⑤ 位置更新

详细的位置更新流程见下表: 位置更新
信令过程 RR 层连接建 立 RACH—UL:CHANNEL _REQUEST 说明 内容:建立原因和随机参考值(RAND) 原因:寻呼响应、紧急呼叫、MS 发起呼和呼叫重建叫等; RAND:有 5 位,用来区别不同 MS 所发起的请求。 AGCH—DL:IMMEDIATE_ASSINGMENT 在 Um 接口建立 MS 与系统间的无线连接(分配 SDCCH) RR 连接建立 SDCCH—UL:LOCATIONUPDATING_REQ SDCCH—DL:AUTH_REQUEST SDCCH—UL:AUTH_RESPONSE SDCCH—DL:CIPHERING_REQUEST SDCCH—UL:CIPHERING_COMPLETE 工程服务部 位置更新请求,当 MS 的 LAI 等变化时进行 鉴权请求 鉴权响应 加密命令(当系统收到的 TMSI 与上次不同时进行) 加密完成(同上) 第 25 页, 共 33 页

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工程服务部 SDCCH—DL:LOCATIONUPDATING_ACC 释放 RR 层 DCCH—DL:CHANNEL RELEASE 位置更新接受 释放专用信道,专用信道释放后 MS 进入 IDEL 状态

③切换

④测量报告

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说明:在这里说说锁频和强制切换的原理,平时我们测试中经常会用到锁频和强制切换,这些操作是不需要网 络动作的,只是由 MS 来完成,而 MS 是怎样完成的呢?就是通过改变测量报告。当测试人员点击锁频或者强制切
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换命令,MS 会停止对其他频点的测量,只是上传测试人员锁定的频点的测量报告,其他频点不进行上传,如上图所 示,所以网络会认为 MS 就只收到该信号从而如果是服务小区就会锁频,如果是邻区网络就会进行切换。 ⑤ 附:MS 作被叫的呼叫流程和紧急呼叫流程: 通话建立(MS 作被叫)

RR 层连接建 立

CCCH—DL:PAGING_REQUEST

呼叫请求,触发信道接入 内容:被叫用户的 TMSI、IMSI 等

RACH—UL:CHANNEL _REQUEST

内容:建立原因和随机参考值(RAND) 原因:寻呼响应、紧急呼叫、MS 发起呼和呼叫重建叫等; RAND:有 5 位,用来区别不同 MS 所发起的请求。

AGCH—DL:IMMEDIATE_ASSINGMENT

在 Um 接口建立 MS 与系统间的无线连接(分配 SDCCH) RR 连接建立

MM 层 连 接 的建立

SDCCH—UL:PAGING_RESPONSE

寻呼响应,用来通知网络建立主信令链路

SDCCH—DL:AUTH_REQUEST SDCCH—UL:AUTH_RESPONSE SDCCH—DL:CIPHERING_REQUEST SDCCH—UL:CIPHERING_COMPLETE CC 层连接的 建立 SDCCH—UL:CALL _CONFIRMED SDCCH—UL:ALERTING SDCCH—UL:CONNECT SDCCH—DL:ASSIGNMENT_COMMAND SDCCH—UL:ASSIGNMENT_COMPLETE SDCCH—DL:CONNECT_ACKNOWLEDGE SDCCH—UL:SETUP

鉴权请求 鉴权响应 加密命令(当系统收到的 TMSI 与上次不同时进行) 加密完成(同上) 请求建立呼叫 内容:呼叫请求的业务种类及 MS 发送方式、编码标准等 呼叫确认, 振铃音 连接或用户摘机消息 分配 TCH 分配确认 连接确认,表示网络接受连接

紧急呼叫 工程服务部 内部教材,未经许可不得扩散 第 28 页, 共 33 页

工程服务部 信令过程 RR 层连接建 立 RACH—UL:CHANNEL _REQUEST 说明 内容:建立原因和随机参考值(RAND) 原因:MS 发起呼叫、紧急呼叫、呼叫重建和寻呼响应等; RAND:有 5 位,用来区别不同 MS 所发起的请求。 AGCH—DL:IMMEDIATE_ASSINGMENT 在 Um 接口建立 MS 与系统间的无线连接(分配 SDCCH) RR 连接建立 MM 层 连 接 的建立 CC 层连接的 建立 SDCCH—DL:CALL _PROCEEDING SDCCH—DL:ASSIGNMENT_COMMAND SDCCH—UL:ASSIGNMENT_COMPLETE SDCCH—DL:ALERTING SDCCH—DL:DISCONNECT SDCCH—UL:EMERGENCY_SETUP 紧急呼叫建立请求 内容:呼叫请求的业务种类及 MS 发送方式、编码标准等 系统接受请求后开始处理呼叫 分配 TCH 分配确认 振铃音 释放业务信道 CCCH—UL:CM_SERVICE_REQUEST 请求业务如电路交换连接、短信业务等

⑥ Channel Release 信令里面的 Cause(事件号)分析: 对应的网络发生的事情,在这里我们可以看到很多网络释放的原因,例如:我们平时测试时,在被叫 MS 没有人接 听或者正在通话的情况下,就会统计成一次连接失败,如果我们在报告里面仅仅用文字表达的话,说服力不强,但 是要是在报告里面能说明 Cause 是 17、19 的话就很容易说服别人,还有拥塞也可以在信令里面看到 Cause 是 34,除 次以外还有很多 Cause,可以看下表: 编号 1 3 6 16 17 18 19 21 原因 Unassiagned number(未分配的号码(空号)) No route to destination(无至目的地的路由) Channel unacceptable(不可接受的信道) Normal clearing(正常清除) User busy(用户忙) No user responding(无用户响应) User alerting,no answer(已有用户提醒,但无应答) Call rejected(呼叫拒绝)
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22 26 27 28 29 30 31 34 38 41 42 43 44 47 49 50 55 57 58 63 65 68 69 70 79 81 87 88 91

Number changed(号码改变) Non selected user clearing(清除未选择的用户) Destination out of order(终点故障) Incomplete number(无效号码格式(不完全的号码)) Facility rejected(设施被拒绝) Response to status enquiry(对状态询问的响应) Normal,unspecified(正常,未规定) No circuit/channel available(无电路/信道可用) Network out of order(网络故障) Temporary failure(临时故障) Switching equipment congestion(交换设备拥塞) Access information discarded(接入信息被丢弃) Requested circuit/channel not available(请求的电路/信道不可用) Resources unavailable,unspecified(资源不可用,未规定) Quality of service unavailable(服务质量不可用) Requested facility not subscribed(未预订所请求的设施) Incoming calls barred within the CUG Bearer capability not authorized(承载能力未认可) Bearer capability not presently available(承载能力目前不可用) Service or option not available,unspecified(无适用的业务或任选项目,未规定) Bearer service not implemented(承载业务不能实现) ACM equal to or greater than ACMmax Requested facility not implemented(所请求的设施不能实现) Only restricted digital information bearer(仅能获得受限数字信息承载能力) Service or option not implemented(业务不能实现,未规定) Invalid transaction identrfier value(无效处理识别码) User not member of CUG Incompatible destination(非兼容目的地址) Invalid mandatory information(无效过渡网选择)
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95 96 97 98

Semantically incorrect message(无效消息,未规定) Invalid mandatory information(必选消息单元差错) Message type non-existent or not implemented(消息类型不存在或不能实现) Message type not compatible with protocol state(消息与控制状态不兼容, 消息类型不存在 或不能实现)

99 100 101 102 111 127

Information element non-existent or not implemented(信息单元不存在或不能实现) Conditional IE error(无效信息单元内容) Message not compatible with protocol state(消息与呼叫状态不兼容) Recovery on timer expiry(定时器超时恢复) Protocol error,unspecified(协议差错,未规定) Interworking,unspecified(互通,未规定)

DISCONNECT 被叫 TCH 拥塞 主叫 TCH 拥塞 有寻呼消息,但没有 PAGING_RESPONSE 被叫 SDCCH 拥塞 主叫 SDCCH 拥塞 SDCCH 掉话 错误号码 呼叫无应答 CIC 复位 被叫位置更新 连接超时

原因(CAUSE VALUE) 34: No circurt/channel available 34: No circurt/channel available 16: normal clearing

用户感受 录音通知,暂时无法接通 连续的嘟嘟嘟嘟 录音通知,暂时无法接通

16: normal clearing 没有 DISCONNECT 消息 41:temp failure 28:Invalid number format 18: alerting,but no answe 111:protocol error 41:temp failure 102

录音通知,暂时无法接通 没有任何提示音,直接返回 录音通知,暂时无法接通 主叫在听到一阵杂音后,多来米 录音通知,用户无人接听 主叫听见多来米 录音通知,暂时无法接通 主叫听见多来米,被叫无寻呼信息

⑦ Disconnect 和 Release 里的 Cause 分析:

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说明:路测中某些时候我们会发现覆盖电平和下行质量都很好,也没有发生切换等事件,但是无线链路却被释 放了(有正常的释放信令流程) ,路测软件也将之计为一次掉话。此时可以查看层 3 信令,首先判断 Disconnect 消息 属于上行还是下行,正常的移动台主动挂断应该是上行的 Disconnect 消息;如果其是下行的,则属于系统或者对端 (固话或移动台)问题。其次,查看 Release 消息中给出的提出释放的对象和释放的具体原因,如上图所示(上面的 框图为正常的层 3 释放流程,下面的框图为 Release 消息中包含的具体信息) 。在具体的消息(Message dump)中, 正常释放消息的末两个字节为 E0 90(16 进制) 。E0 表示是移动台发起的释放请求,90 表示这是一个正常的呼叫释 放流程。在非正常原因释放造成的掉话中,Release 消息的末两个字节一般为以下的三种情况: EA 90 现象:Release 消息的末两个字节为 EA 90,表示 MSC 发起的正常呼叫释放流程。这种情况一般为 MSC 系统内部的 故障或者对端的系统故障,属于非无线原因。 解决方案:在 A 接口挂信令仪跟踪此类型掉话(Call Trace) 。在实际的查找中,我们发现此类型的掉话都发生在被叫
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端为固定电话的情况中,进一步分析公网的局向,发现其都集中于同一个汇接局。最终定位于该汇接局的模块故障。 E2 90 现象:Release 消息的末两个字节为 E2 90,表示公网发起的正常呼叫释放流程。这种情况是由于对端公网首先正常 挂机,而路测软件判断其非移动台挂断,计为一次掉话。实际上它不属于真正意义上的掉话,而是操作上的一种不 匹配。 解决方案:在长呼中不要使用 1001 或者 121 等有固定挂断时间的号码来作被叫,建议使用自动应答机。 E2 9F 现象:Release 消息的末两个字节为 E2 9F,表示公网发起的未指名的呼叫释放流程。这种情况属于非无线原因,一 般为公网侧或者对端的故障。 解决方案:在 A 接口挂信令仪跟踪此类型掉话(Call Trace) 。

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