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TD—LTE与TD—SCDMA双网互操作.doc

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TD—LTE与TD—SCDMA双网互操作.doc

TDLTE与TDSCDMA双网互操作【摘要】文章阐述了厦门移动针对TDLTE与TDSCDMA双网互操作测试中的关注重点进行梳理,研究总结出使用信令采集分析工具对TDLTE与TDSCDMA双网互操作的核心网信令消息进行分析的方法和经验,给其他城市提供了经验参考。【关键词】TDLTETDSCDMA互操作信令分析1引言中国移动根据其3G技术TDSCDMA的制式特点选择了TDLTE的演进方向。随着TDLTE网络的引入,现在的网络已经变成一个多网协同的网络GSM经过多年建设和网络优化,提供最广覆盖的基本移动业务,承载语音、短信及低速数据业务TDSCDMA提供增强的移动业务,可承载中等速率业务和部分语音业务TDLTE则承载高速数据业务。网络互操作是多网协同工作的基础,可以保证用户感知,均衡网络负载。TDLTE与2G/3G系统间互操作涉及核心网、无线网、业务承载、终端等多个领域,包括开机驻流策略、空闲态重选策略和连接态切换策略。随着TDLTE的网络部署,TDLTE与现有TDSCDMA的双网互操作逐渐成为关注的重点,双网互操作的成功与否直接关系着用户的感知以及后续双网策略的设置。厦门移动针对TDLTE与TDSCDMA双网互操作中核心网部分的开机驻流信令、空闲态重选信令进行研究及测试验证,对于互操作测试中的关键点进行梳理,总结出使用信令采集分析工具对TDLTE与TDSCDMA双网互操作的核心网信令消息进行分析的方法和经验。2信令采集厦门移动TDLTE规模技术试验测试中,TDLTE规模技术试验六城市测试TDLTE/3G/2G系统间互操作测试规范的TDLTE与TDSCDMA互操作部分要求测试如下项目(1)移动用户从Gn/GpSGSN网络漫游到MME网络发起的附着(2)移动用户从MME网络漫游到Gn/GpSGSN网络发起的附着(3)移动用户在ECMIDLE状态下重选到UTRAN小区,引起RAU(4)移动用户处于UTRANPMM_IDLE状态,重选到EUTRAN,引起TAU。所有测试均要求进行核心网信令抓包分析(包括IuPS接口、Gr接口、Gn接口、S1接口、S6a接口、S11接口)。对比信令流程以及检查相关网元上的用户状态信息。对核心网各个接口采用不同采集方式,具体如表1所示3信令分析分析对比每一个测试项目中各个接口信令流程与预期是否一致,检查信令消息中关键字节是否符合预期,提炼检查关键点。下文对四个测试项目进行逐一分析说明3.1移动用户从Gn/GpSGSN网络漫游到MME网络发起的附着该项测试验证双模终端用户从TDSCDMA网络漫游至TDLTE网络下,以OldGUTI发起附着时,用户能否成功附着TDLTE网络。(1)预期信令流程预期信令流程如图1所示(见下页)。(2)现网信令分析UE开机发起附着,发送AttachRequest消息(携带OldGUTIMMEGroupID55596/MMECode6/MTMSIeb025ae3,以及AdditionalGUTIMMEGroupID32773/MMECode1/MTMSIe00001be)。NewMME发送IdentificationRequest消息给OldSGSN(携带LAC55596/RAC2/PIMSIeb065ae3),OldSGSN响应IdentificationResponse消息(显示PTMSISignatureMismatch,未携带IMSI和安全向量)。NewMME发送IdentityRequest消息(类型为IMSI)给UE,UE响应IdentityResponse消息(携带IMSI)。NewMME向HSS发送AuthenticationInformationRequest消息(携带IMSI,请求1组EPS安全向量),HSS响应AuthenticationInformationAnswer消息(回复1组EPS安全向量)。NewMME发起鉴权流程(采用RAND/AUTN)。NewMME发起安全流程(未开启安全算法,未携带SecurityKey)。NewMME向HSS发送UpdateLocationRequest消息,HSS响应UpdateLocationAnswer消息(携带MSISDN和用户签约的QoS)。NewMME向ServingGW发起CreateSession流程,建立默认承载。NewMME发送InitialContextSetupRequest给eNodeB,透传了AttachAccept消息(携带NewGUTIMMEGroupID32773/MMECode1/MTMSIe00001c1),该消息中包含了ActivateDefaultEPSBearerContextRequest消息,要求建立默认承载。UE返回AttachComplete,eNodeB返回InitialContextSetupResponse消息,建立默认承载成功。NewMME向ServingGW发送ModifyBearerRequest消息(更新eNodeB地址和TEID),ServingGW响应成功消息。(3)测试小结1)AttachRequest消息携带OldGUTI以及AdditionalGUTI,其中OldGUTI包含原TDSCDMA网络的LAC/RAC/PTMSI信息。OldGUTI为MMEGroupID55596/MMECode6/MTMSIeb025ae3LACMMEGroupID55596RACMTMSIeb025ae3的第5、6字节02PTMSIMTMSIeb025ae3中RAC替换为06eb065ae3。GUTI与PTMSI对应关系如图2所示(见下页)。附着成功后,AttachAccept消息携带NewGUTI(MMEGroupID32773/MMECode1/MTMSIe00001c1),该GUTI将在该用户注册在该MME期间使用。2)NewMME根据DNS解析的OldSGSN地址发送IdentificationRequest消息,携带原TDSCDMA网络的LAC55596/RAC2/PIMSIeb065ae3信息(信息的转化见上面描述),目的是通过PIMSI向OldSGSN获取该UE的IMSI信息。但是OldSGSN响应IdentificationResponse消息,显示PTMSISignatureMismatch,未携带IMSI和安全向量。3)因为NewMME向OldSGSN获取IMSI和安全向量失败,故发起Identity流程,由MME直接向UE获取IMSI。4)NewMME向HSS获取鉴权参数正常。5)NewMME发起鉴权流程(采用RAND/AUTN),虽然开启安全流程,但是未开启安全算法,未携带SecurityKey。6)HSS收到NewMME发送的UpdateLocationRequest消息后,并没有向OldSGSN触发CancelLocation流程删除用户上下文。(4)经验点该项测试中需要关注1)AttachRequest是否携带OldGUTI,OldGUTI与PTMSI的转化是否正确,AttachAccept是否携带NewGUTI。2)DNS解析能否正确指向OldSGSN。3)NewMME通过Identification流程以PTMSI向OldSGSN获取IMSI是否正常。4)鉴权参数的获取以及鉴权过程是否正常。5)安全过程是否真实开启安全算法,携带安全密钥。6)HSS是否触发CancelLocation流程删除OldSGSN上该用户信息。7)UE默认承载是否成功创建。3.2移动用户从MME网络漫游到Gn/GpSGSN网络发起的附着该项测试验证双模终端用户从TDLTE网络漫游至TDSCDMA网络下,发起附着时用户能否成功附着TDSCDMA网络。(1)预期信令流程预期信令流程如图3所示(2)现网信令分析UE开机发起附着,发送AttachRequest消息(携带OldPTMSIe00101c1/LAC32773/RAC1,以及AdditionalPTMSIeb065ae3/LAC556/RAC217)。NewSGSN发送IdentificationRequest给OldMME(携带OldPTMSIe00101c1/LAC32773/RAC1),OldMME响应IdentificationResponse消息(携带IMSI)。NewSGSN通过CommonID下发IMSI给UE。NewSGSN向HSS发起AuthenticationInformation流程获取鉴权参数(根据TDSCDMA网络设置获取5组鉴权参数)。NewSGSN发起鉴权流程(采用RAND/AUTN)。NewSGSN发起安全流程(采用EncryptKey/IntegrityKey)。NewSGSN发起UpdateLocation流程,HLR触发InsertSubscriberData流程。NewSGSN发送AttachAccept消息给UE(携带NewPTMSed064385I/LAC55596/RAC2)。UE返回AttachComplete消息给NewSGSN。(3)测试小结1)AttachRequest消息携带OldPTMSIe00101c1/LAC32773/RAC1,其中,LAC32773/RAC1为非TDSCDMA网络内RAI,NewSGSN需要向DNS发起解析请求,获取OldMME地址。附着成功后,AttachAccept消息携带NewPTMSed064385I/LAC55596/RAC2,该PTMSI将在该用户注册在该SGSN期间使用。2)NewSGSN根据DNS解析的OldMME地址发送IdentificationRequest消息,携带原LTE网络的OldPTMSIe00101c1/LAC32773/RAC1信息(SGSN中无须进行换算),目的是通过OldPIMSI向OldMME获取该UE的IMSI信息,OldMME回复IdentificationResponse给NewSGSN(携带IMSI)。3)NewSGSN通过CommonID下发IMSI给UE。4)NewSGSN向HSS获取鉴权参数正常。5)NewSGSN发起鉴权流程(采用RAND/AUTN)和安全流程正常(开启安全算法,采用EncryptKey/IntegrityKey)。6)NewSGSN向HSS发起UpdateLocation流程,HSS触发InsertSubscriberData流程。7)OldMME没有向ServingGW发起DeleteSession流程,删除默认承载。(4)经验点该项测试中需要关注1)AttachRequest是否携带OldPTMSI,AttachAccept是否携带NewPTMSI。2)DNS解析能否正确指向NewMME。3)NewSGSN通过Identification流程以PTMSI向OldMME获取IMSI是否正。4)鉴权参数的获取以及鉴权过程是否正常。5)安全过程是否真实开启安全算法,携带安全密钥。6)OldMME是否正常删除用户信息,不存在该用户信息。7)OldMME是否通过DeleteSession流程成功删除默认承载。3.3移动用户在ECMIDLE状态下重选到UTRAN小区,引起RAU该项测试验证双模终端用户在ECMIDLE状态下能否成功从TDLTE网络发起路由区更新(RAU)至TDSCDMA网络下。(1)预期信令流程预期信令流程如图4所示(见下页)。(2)现网信令分析UE发送RAURequest消息给NewSGSN(携带OldPTMSIe00101cb/LAC32773/RAC1,以及AdditionalPTMSIed064385/LAC556/RAC217)。NewSGSN发送SGSNContextRequest消息给OldMME(携带OldPTMSIe00101cb/LAC32773/RAC1),OldMME返回SGSNContextResponse消息(携带IMSI、MMContext、PDPContext)。NewSGSN通过CommonID下发IMSI给UE。NewSGSN发起安全流程(携带从OldMME的MMContext中传递来的EncryptKey和IntegrityKey)。NewSGSN发送SGSNContextAcknowledge消息给OldMME。NewSGSN向PDNGW发送UpdatePDPContextRequest消息(携带SGSNaddressIP、TEID72001db4、QoS、RATType、LocationInfo)。PDNGW向NewSGSN发送UpdatePDPContextResponse消息(携带PDNGWaddressIP、TEID0b0410df、QoS)。NewSGSN向HSS发送UpdateLocationRequest消息更新位置。HSS发送InsertSubscriberData给NewSGSN,插入签约数据,NewSGSN返回InsertSubscriberDataAcknowledge确认插入签约数据。HSS响应UpdateLocationAcknowledge。NewSGSN发送RAUAccept响应UE(携带NewPTMSIee064a9d/LAC55596/RAC2)。UE响应RAUComplete消息。OldMME向ServingGW发送DeleteSessionRequest消息删除承载上下文,ServingGW返回DeleteSessionResponse消息,删除承载成功。(3)测试小结1)RAURequest消息携带OldPTMSIe00101cb/LAC32773/RAC1,其中,LAC32773/RAC1为非TDSCDMA网络内RAI,NewSGSN需要向DNS发起解析请求,获取OldMME地址。RAU成功后,RAUAccept消息携带NewPTMSIee064a9d/LAC55596/RAC2,该PTMSI将在该用户注册在该SGSN期间使用。2)NewSGSN根据DNS解析的OldMME地址发送SGSNContextRequest

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