淺談GSM路測(cè)信令

1、ASB SSM-ISE工程服務(wù)部上海貝爾阿爾卡特股份有限公司淺談GSM路測(cè)信令1 路測(cè)概況數(shù)據(jù)采集是GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的前提和基礎(chǔ)，路測(cè)采集的數(shù)據(jù)包括：測(cè)試路線區(qū)域內(nèi)各個(gè)基站的位置、基站間的距離、各頻點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分布、接收信號(hào)電平和質(zhì)量、Layer3消息的解碼數(shù)據(jù)、6個(gè)鄰小區(qū)狀況、覆蓋和切換情況、測(cè)試路線的地理位置信息等。 通過(guò)路測(cè)數(shù)據(jù)可以判斷無(wú)線小區(qū)的實(shí)際覆蓋范圍及干擾區(qū)；觀察信令接續(xù)過(guò)程，檢查鄰區(qū)關(guān)系和切換參數(shù)；掉話；非信號(hào)強(qiáng)度引起的通話質(zhì)量差；阻塞；不正常切換；信號(hào)電平低；TA過(guò)大；信號(hào)盲區(qū)。然后在分析路測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，檢查修改鄰區(qū)關(guān)系和切換參數(shù)、調(diào)整天線傾角和方向、查找干擾來(lái)源、分析空中接

2、口的信令接續(xù)過(guò)程、發(fā)現(xiàn)天饋系統(tǒng)的安裝錯(cuò)誤等。因此路測(cè)系統(tǒng)也是網(wǎng)優(yōu)工作中最常用和有效的工具，也是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的一個(gè)核心內(nèi)容,它能最真實(shí)地反映網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。第三層信令消息（layer 3 messages）也稱(chēng)無(wú)線接口信令消息，可以將MS與BSS之間的信令消息清晰地顯示出來(lái)。其不同于普通意義上的信令消息，只顯示Um接口的信令，在顯示時(shí)也只是DL、UL交替出現(xiàn)來(lái)表示當(dāng)前通信的狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化了對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況的分析步驟，有利于提高網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率。第三層信令消息主要包括：尋呼、鑒權(quán)、加密、分配信道、切換、測(cè)量報(bào)告、位置更新，能清晰顯示出通話的起呼、切換、位置更新、結(jié)束通話和掉話各部分的信令流程。在DT測(cè)試過(guò)程

3、中通過(guò)第三層信令消息，可以準(zhǔn)確判斷通話的狀態(tài)。 Layer 3介紹:1) RR : 無(wú)線資源管理（Radio Resource Management）功能舉例:(1) Paging管理（Paging Management）(2) 加密管理（Ciphered Mode Management）(3) 頻點(diǎn)分配（Frequency Redefinition）(4) 信道分配（Dedicated Channel Assignment）(5) 切換（Handover Management ）(6) 測(cè)量和功率控制（Measures and Power Control）2) MM : 移動(dòng)性管理（Mobi

4、lity Management）功能舉例:(1) 鑒權(quán)和身份識(shí)別（Authentication / Identification Procedures）(2) 位置更新（Location Updating）(3) IMSI Attach / Detach3) CC : 呼叫控制（Call Control）功能舉例:(1) 呼叫處理和路由（Call processing and routing）(2) 雙音多頻（DTMF Facilities）(3) 短消息服務(wù)（Short Message Service）(4) 附加服務(wù)（Supplementary Service）2 系統(tǒng)消息類(lèi)型系統(tǒng)消息在兩

5、種邏輯信道中傳送，BCCH和SACCH信道：1） 在空閑模式下，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)BCCH信道傳送系統(tǒng)消息14及7、8；2） 在通信模式下，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)SACCH信道傳送系統(tǒng)消息5和6。各種系統(tǒng)消息分別包含的主要內(nèi)容如下：（1） 系統(tǒng)消息類(lèi)型1：小區(qū)信道描述RACH控制參數(shù)。（2） 系統(tǒng)消息類(lèi)型2：鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述RACH控制消息允許的PLMN。（3） 系統(tǒng)消息類(lèi)型2bis：擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述RACH控制消息。（4） 系統(tǒng)消息類(lèi)型2ter：擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述2。（5） 系統(tǒng)消息類(lèi)型3：小區(qū)識(shí)別（CELLID）位置區(qū)識(shí)別（LAI）控制信道描述小區(qū)選擇小區(qū)選擇參數(shù)RACH控制參數(shù)。（6）

6、系統(tǒng)消息類(lèi)型4：位置區(qū)識(shí)別（LAI）小區(qū)選擇參數(shù)RACH控制參數(shù)CBCH信道描述CBCH移動(dòng)配置。（7） 系統(tǒng)消息類(lèi)型5：鄰近小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述。（8） 系統(tǒng)消息類(lèi)型5bis：擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述。（9） 系統(tǒng)消息類(lèi)型5ter：擴(kuò)展鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述。（10） 系統(tǒng)消息類(lèi)型6：小區(qū)識(shí)別（CELLID）位置區(qū)識(shí)別（LAI）小區(qū)選擇。（11） 系統(tǒng)消息類(lèi)型7：小區(qū)重選參數(shù)。（12） 系統(tǒng)消息類(lèi)型8：小區(qū)重選參數(shù)。（13） 系統(tǒng)消息類(lèi)型13：描述有關(guān)PBCCH信道的信息及其他GPRS消息。各種信息單元包含的主要內(nèi)容如下：1） 小區(qū)信道描述中含有該小區(qū)所使用到所有頻點(diǎn)，包括BCCH頻點(diǎn)和跳

7、頻頻點(diǎn)。2） RACH控制消息中含有參數(shù)MAX RETRANS(最大重傳數(shù))、TX INTEGER（傳輸?shù)臅r(shí)隙數(shù)）、CELL BAR ACCESS（小區(qū)是否被禁止接入）、RE（呼叫重建允許比特）、EC（緊急呼叫允許比特）、AC（被限制接入的用戶(hù)級(jí)別）。3） 鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)描述包括其鄰小區(qū)所使用的BCCH頻點(diǎn)。4） 允許的PLMN用來(lái)提供小區(qū)內(nèi)BCCH載波上移動(dòng)臺(tái)監(jiān)測(cè)所允許的NCC。5） 控制信道描述中包括：ATT（移動(dòng)臺(tái)附著分離允許指示）、BS AG BLKS RES（留做接入允許AGCH的塊數(shù)）、CCCH CONF（公共控制信道結(jié)構(gòu)）、BA AG MFRMS（傳輸尋呼消息留給同一尋呼組的

8、51TDMA復(fù)幀數(shù)）、T3212（用著周期性位置更新的時(shí)間）。6） 小區(qū)選擇中包括：PWRC（功率控制指示）、DTX（不連續(xù)發(fā)射指示）、RADIO LINK TIMEOUT（無(wú)線鏈路超時(shí)值）。7） 小區(qū)選擇參數(shù)包括：小區(qū)重選滯后值、MS TXPWR MAX CCH（移動(dòng)臺(tái)接入小區(qū)應(yīng)使用的最大TX功率電平）、RXLEV ACCESS MIN（允許接入系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)的最小接入電平）。8） CBCH的信道描述包括：信道類(lèi)別和TDMA偏差（哪種專(zhuān)用信道的組合）、TN（時(shí)隙號(hào)）、TSC（訓(xùn)練序列碼）、H（跳頻信道指示）、MAIO（移動(dòng)配置指數(shù)偏移量）、HSN（跳頻序列號(hào)）、ARFCN（絕對(duì)頻點(diǎn)號(hào)）。9）

9、CBCH移動(dòng)配置中包括參與跳頻的頻道順序與小區(qū)信道描述的關(guān)系。10）小區(qū)重選參數(shù)包括PI（小區(qū)重選指示）、CBQ（小區(qū)禁止限制）、CRO（小區(qū)重選偏置量）、TO（臨時(shí)偏置量）、PT（懲罰時(shí)間）。3 呼叫建立流程主叫建立過(guò)程：1) MS在RACH信道上發(fā)送CHANNEL REQUEST消息；2) BTS接收解碼后BSS在AGCH信道上發(fā)送IMMEDIEATE ASSIGNMENT消息給手機(jī)，安排MS進(jìn)入SDCCH；3) MS收到IMMEDIEATE ASSIGNMENT消息，轉(zhuǎn)換到指定的SDCCH；4) MS發(fā)送SABM（CM SERVICE REQUEST）；5) 網(wǎng)絡(luò)對(duì)SABM以發(fā)送UA作為

10、響應(yīng)以建立L2無(wú)線鏈路，BSS處理該請(qǐng)求然后通過(guò)A接口上的信令鏈路向MSC報(bào)送；6) 通過(guò)鑒權(quán)加密過(guò)程后，MS在SDCCH發(fā)送set up消息；7) MSC收到并處理set up消息，發(fā)起ASSIGNMENT REQUEST消息；8) BTS然后在SDCCH上為手機(jī)分配TCH信道，通過(guò)ASSIGNMENT COMMAND消息安排MS到指定的空閑TCH；9) MS轉(zhuǎn)到指定的TCH，在FACCH上發(fā)送ASSIGNMENT COMMPLETE消息，并通過(guò)BSS上傳到MSC；10) MSC向MS發(fā)送ALERTING消息，告知MS對(duì)方鈴已響，要求發(fā)送回鈴音；11) 被叫摘機(jī)，CONNECT消息通過(guò)BSS

11、發(fā)給MS，該信息在FACCH上發(fā)送；12) MS收到該信息，打開(kāi)音頻通路，并通過(guò)FACCH向MSC發(fā)送響應(yīng)（CONNECT ACKNOWLEDGE），通話正式開(kāi)始。被叫建立過(guò)程：1) MSC向同一LAC內(nèi)的所有小區(qū)發(fā)送尋呼命令，由各小區(qū)在PCH上發(fā)出PAGING REQUEST消息。2) MS根據(jù)系統(tǒng)分配的TMSI或IMSI值，從所有收到的PAGING REQUEST消息中解出屬于自己尋呼消息，并在RACH上發(fā)送CHANNEL REQUEST消息；3) BTS接收解碼后BSS在AGCH信道上發(fā)送IMMEDIEATE ASSIGNMENT消息給手機(jī)，安排MS進(jìn)入SDCCH；4) MS收到IMME

12、DIEATE ASSIGNMENT消息，轉(zhuǎn)換到指定的SDCCH；5) MS發(fā)送SABM（PAGING RESPONSE）；6) 其它后續(xù)消息與主叫完全一樣。4 信令流程一次完整主叫通話的信令流程Mobile StationSystem information type 1Channel RequestImmediate AssignmentCM Service RequestClassmark Change CM Service Accept Authentication RequestAuthentication ResponseCiphering Mode CommandCiphering

13、 Mode CompleteSetupCall ProceedingAssignment CommandAssignment CompleteAlertingConnectConnect acknowledgeDisconnectReleaseRelease CompleteChannel Release需要注意的幾點(diǎn)信令:1） 在被叫時(shí)的Paging Request 與Idle時(shí)的Paging Request 的區(qū)別在于前者在尋呼時(shí)包含有TMSI，如果為主叫起呼，則從信令開(kāi)始計(jì)算Channel Request。2） Ciphering Mode 為加密模式3） 在Setup之后若手機(jī)為主叫則

14、是Call Proceeding,手機(jī)為被叫則是Call Confirm一次完整被叫通話的信令流程Mobile Station Paging RequestChannel RequestImmediate AssignmentPage ResponseClassmark ChangeAuthentication RequestAuthentication ResponseCiphering Mode CommandCiphering Mode CompleteSetupCall ConfirmedAssignment CommandAssignment CompleteAlertingConn

15、ectConnect acknowledgeDisconnect ReleaseRelease CompleteChannel Release需要注意的幾點(diǎn)信令:1）在被叫時(shí)的Paging Request 與Idle時(shí)的Paging Request 的區(qū)別在于前者在尋呼時(shí)包含有TMSI。2）Ciphering Mode 為加密模式3）在Setup之后若手機(jī)為主叫則是Call Proceeding,手機(jī)為被叫則是Call Confirm5 定義用戶(hù)事件及實(shí)例1) 用戶(hù)事件定義(1) .掉話在一次通話中如出現(xiàn)Disconnect或Channel Release中任意一條，就計(jì)為一次呼叫正常釋放。只

16、有當(dāng)兩條消息都未出現(xiàn)而由專(zhuān)用模式轉(zhuǎn)為空閑模式時(shí)，才計(jì)為掉話。(2）.未接通“一次接通”從主叫手機(jī)Channel request開(kāi)始， 一直到被叫手機(jī)的TCH分配完成、Alerting、Connect。在此過(guò)程中，任何的信令中斷都是“未接通”。2) 異常信令分析(1) Location Update位置更新圖示位置更新時(shí)，首先需要在空中接口申請(qǐng)信令信道SDCCH。這個(gè)過(guò)程大致是：MS通過(guò)RACH在向BSS發(fā)出分配請(qǐng)求（CHANNEL REQUEST），正常情況下BSS會(huì)立即回應(yīng)一個(gè)立即分配信道信息（IMM ASSIGNMENT），其中包含有關(guān)SDCCH的信息。然后MS在該SDCCH上會(huì)發(fā)送第一個(gè)

17、CM消息CM SERVICE REQUEST。BSS在發(fā)起消息中加了一些信息（如服務(wù)小區(qū)信息等），通過(guò)COMPLETE LAYER3發(fā)送給MSC。MSC會(huì)回連接確認(rèn)CC的消息。MSC收到COMPLETE LAYER3后，將向相關(guān)聯(lián)的VLR進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)。查詢(xún)的根據(jù)是CM Service Request中的“TMSI號(hào)碼”。通過(guò)TMSI號(hào)碼，在VLR數(shù)據(jù)庫(kù)中可以查詢(xún)到該用戶(hù)的業(yè)務(wù)支持類(lèi)型、LAC區(qū)域等相關(guān)內(nèi)容。在正常情況下，在VLR中可以查詢(xún)到該TMSI的用戶(hù)，并且支持的業(yè)務(wù)。如正常，隨后信令流程進(jìn)行鑒權(quán)、加密等正常進(jìn)行。在實(shí)際的路測(cè)過(guò)程中，我們觀察到手機(jī)的Location Update過(guò)程會(huì)在相

18、當(dāng)程度上影響呼叫的正常流程。一般情況下，手機(jī)的位置更新時(shí)間大約是3.5秒。如果在這段時(shí)間內(nèi)手機(jī)進(jìn)行呼叫，則會(huì)出現(xiàn)未接通現(xiàn)象。(2) Routing Area Update路由更新圖示對(duì)于GSM來(lái)說(shuō)，GPRS的尋呼更加頻繁，因此路由區(qū)（RA）的定義比位置區(qū)（LA）小，它由一個(gè)小區(qū)或多個(gè)小區(qū)組成。在實(shí)際的路測(cè)過(guò)程中，如果GPRS功能未關(guān)閉的話，手機(jī)的Routing Area Update過(guò)程會(huì)在相當(dāng)程度上影響呼叫的正常流程。手機(jī)每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由區(qū)，則要進(jìn)行一次路由更新，從而增加了信令流量;另外，如果在這段時(shí)間內(nèi)手機(jī)進(jìn)行呼叫，則同樣會(huì)出現(xiàn)未接通現(xiàn)象。因此，在路測(cè)前，應(yīng)把主被叫手機(jī)的GPRS功能關(guān)閉。(

19、3) No Paging Response"no paging response"是指：被叫手機(jī)無(wú)法相應(yīng)尋呼信息。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在：1.無(wú)信號(hào)覆蓋地區(qū)，或若覆蓋地區(qū)；2.LAC區(qū)交界處；3.BCCH信號(hào)受干擾區(qū)域；4.手機(jī)接收靈敏度問(wèn)題相應(yīng)策略:1）.無(wú)覆蓋區(qū)域：調(diào)整覆蓋，或增加覆蓋。2). LAC區(qū)域交界處：由于Paging信息是以LAC區(qū)域?yàn)閱挝粍澐值模沂謾C(jī)在響應(yīng)Location updata進(jìn)程的時(shí)候無(wú)法響應(yīng)Paging進(jìn)程。等到2次Paging的時(shí)候手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的LAC區(qū)域了。這個(gè)時(shí)候主叫手機(jī)通常會(huì)有一個(gè)下行的Disconnect信息。這類(lèi)情況是GSM固

20、有的缺陷，只能通過(guò)合理規(guī)劃LAC分區(qū)來(lái)盡可能的減少此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。3). BCCH信號(hào)受干擾區(qū)域：這是由于頻率規(guī)劃或外部干擾的原因?qū)е翨CCH頻點(diǎn)受干擾，導(dǎo)致在這些區(qū)域下的手機(jī)無(wú)法正常解碼Paging信息。4). 手機(jī)接收靈敏度問(wèn)題：重新校準(zhǔn)你的測(cè)試儀器。(4) CM Service RejectCM Service是指呼叫管理業(yè)務(wù)，申請(qǐng)CM業(yè)務(wù)的原因有移動(dòng)主叫，緊急呼叫，位置更新及短消息業(yè)務(wù)等等。它是在鑒權(quán)加密過(guò)程完畢之后進(jìn)行的，如果MS接收到“CM業(yè)務(wù)接受”消息，表示MS接受了業(yè)務(wù)，如果不能執(zhí)行或其他原因，則網(wǎng)絡(luò)回發(fā)“CM業(yè)務(wù)拒絕”，原因可能有幾種：IMSI在VLR中未知、非法ME、網(wǎng)絡(luò)故障、擁塞、業(yè)務(wù)選擇不支持、業(yè)務(wù)選擇臨時(shí)故障。無(wú)論拒絕的原因是什么，MS接收到“CM業(yè)務(wù)拒絕”后，都將釋放掉相關(guān)的連接。CM拒絕信令圖上圖中這條CM消息同樣和位置更新有關(guān)，在通話結(jié)束后，主被叫手機(jī)會(huì)進(jìn)行小區(qū)重選，如果正好在這個(gè)時(shí)候進(jìn)入新的一個(gè)LAC，那么手機(jī)還會(huì)進(jìn)行位置更新，在手機(jī)未來(lái)得及做Location Update，就開(kāi)始呼叫時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)送一個(gè)下行的CM Service Reject消息，隨后信道釋放。(5) Assignnent Failure經(jīng)過(guò)系統(tǒng)判決，若MS認(rèn)為已成功的占用了網(wǎng)絡(luò)所分配的信道，將通過(guò)FACCH信道向系統(tǒng)發(fā)出“指配完成”（Assi