PDP激活拒绝的研究.doc

中国移动通信集团公司“打造数据精品网络”经验论文集PDP激活拒绝的研究目前网上引起PDP激活失败的主要原因为【0x21-请求的业务选项未签约】与【0x1b-未知APN】，该两项主要由于用户设置的问题，通过市场部门的指导可以逐渐减少。而对于另外少量的【0x1f-激活拒绝】则是在系统正常、用户设置正确情况下发生的，它反映的问题更为严重一些。对这一方面专家们已做了大量的工作，怀疑为目前爱立信SGSN不接受多个PDP上下文的激活造成的。我们通过收集大量的测试数据也证实了这一点，更进一步讲：激活拒绝根本原因是由于目前系统与手机之间的不完全匹配造成的。爱立信SGSN不支持多个PDP上下文的激活，而几乎所有的GPRS手机都能够产生多于1个PDP上下文的激活。另外，我们也就实际测试结果对一些情况进行分析，力求减少以至消灭这种情况。一、 PDP激活拒绝的原因针对PDP激活拒绝的表现，首先我们搜集大量的Gb接口的消息，通过分析得到以下结论：1、手机由于某种原因发送TI=1的PDP上下文的激活请求，系统判断若该用户已为PDP-ACTIVE状态，则全部予以拒绝。TI(Transaction Identifier)，位于Um接口的第三层，用于区分多个并发的事务。对于无线资源管理（RR）和移动性管理(MM)由于不会存在并发性，TI值总是为0 ，而对于连接管理(CM)和会话管理(SM)，则用不同TI来标识不同的事务。如下所示：【 时 间 - GPRS Gb- IMSI号码 -时长 】 10:36:56.264 460008967007823 0.013秒 激活PDP上下文请求 激活拒绝 APN=cmnet收 2Mb10_Ts01 时间=10:36:56.264 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 026: 协议辨别语： 0. : 处理识别码标志：从发起TI侧发送消息 .001. : 处理识别码： 01000001 065: 激活PDP上下文请求收 2Mb13_Ts01 时间=10:36:56.277 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 154: 协议辨别语： 1. : 处理识别码标志：向发起TI侧发送消息 .001. : 处理识别码： 01000011 067: 激活PDP上下文拒绝 HGFEDCBA : = 参数 = 00011111 031: SM 原因: 激活拒绝流程1、TI=1 PDP上下文激活拒绝层三消息 2、手机由于某种原因发送TI=1的PDP上下文的激活请求，系统判断若该用户为PDP-DEACTIVE状态，则予以接受。如下所示：【 时 间 - GPRS Gb- IMSI号码 -时长 】 10:37:04.475 460003204577951 0.062秒 激活PDP上下文请求 APN=CMNET发 2Mb13_Ts01 时间=10:37:04.475 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 026: 协议辨别语： 0. : 处理识别码标志：从发起TI侧发送消息 .001. : 处理识别码： 01000001 065: 激活PDP上下文请求发 2Mb10_Ts01 时间=10:37:04.537 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 154: 协议辨别语： 1. : 处理识别码标志：向发起TI侧发送消息 .001. : 处理识别码： 01000010 066: 激活PDP上下文接受流程2、T1=1 PDP上下文激活成功层三消息3、手机发送TI=0的PDP上下文激活消息，SGSN中若该用户为PDP-DEACTIVE状态，全部接受。【 时 间 - GPRS Gb- IMSI号码 -时长 】 10:37:01.777 460003204577951 0.062秒 激活PDP上下文请求 APN=CMNET发 2Mb13_Ts01 时间=10:37:01.777 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 010: 协议辨别语： 0. : 处理识别码标志：从发起TI侧发送消息 .000. : 处理识别码： 01000001 065: 激活PDP上下文请求发 2Mb10_Ts01 时间=10:37:01.839 GPRS_GbGMM/SM 部分 .1010 138: 协议辨别语： 1. : 处理识别码标志：向发起TI侧发送消息 .000. : 处理识别码： 01000010 066: 激活PDP上下文接受流程3、TI=0 PDP上下文激活成功层三消息4、手机发送TI=0的PDP上下文激活消息，SGSN中若该用户为PDP-ACTIVE状态，从测试到的情况来看，系统是予以接受的。其三层消息解码同流程3。其一段时间内的消息流程如下所示：呼叫时间IMSI号码呼叫时长(毫秒)呼叫类型呼叫结果APN呼叫协议11:48:30.721460005328034878185激活PDP上下文请求cmwapGb11:48:35.03446000532803487827激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb11:48:40.52946000532803487823激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb11:49:00.640460005328034878232激活PDP上下文请求cmwapGb11:49:01.68146000532803487865去活PDP上下文请求 Gb 表一、用户A 8613808976957-日期5月6日该用户在连续两次的PDP激活拒绝后，没有进行去活PDP上下文，即SGSN内用户状态为PDP-ACTIVE，又做了成功的PDP激活(TI=0)。这似乎有悖于最初的推论。后来我们经过查找规范，认为是以下这种情况。 规范04.08.8 ：Whenever an ACTIVE PDP CONTEXT REQUEST or ACTIVE AA PDP CONTEXT REQUEST message is received specifying a TI relating to a PDD context not in state PDP-INACTIVATE, the network shall deactive the old PDP context relating to a the received transaction identifier without notifying to the MS，Further more, the network shall continue with the activation procedure of a new PDP context as indicated in the received message。即当SGSN收到TI=0的PDP激活消息时， 去活了已激活的PDP上下文但不通知手机，并进行新的PDP上下文激活的处理。在这一方面，由于手机侧所发消息我们无法进行修改，这种情况没有得到实际的验证，通过以上四点，我们得到只有满足两个条件才会产生PDP激活拒绝，即TI=1和SGSN用户状态为PDP-ACTIVE。系统侧运行我们无从介入，但对于手机侧，我们通过搜集数据以及模拟用户行为测试等方面进行了一些分析。二、 实际测试结果的分析。 1、测试情况一： 呼叫时间IMSI号码呼叫时长(毫秒)呼叫类型呼叫结果APN呼叫协议18:29:34.458460003214599763221激活PDP上下文请求cmwapGb18:29:51.21146000321459976317激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb18:29:51.85146000321459976375去活PDP上下文请求 Gb18:29:56.928460003214599763124激活PDP上下文请求cmwapGb18:29:58.30746000321459976363去活PDP上下文请求 Gb18:30:01.327460003214599763136激活PDP上下文请求cmwapGb18:30:10.01846000321459976314激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb18:30:10.65846000321459976368去活PDP上下文请求 Gb18:30:15.536460003214599763173激活PDP上下文请求cmwapGb表二、用户B 8613969624322-日期5月5日该用户分别间隔17秒和9秒做的激活PDP上下文激活请求遭到系统的拒绝，都是在系统PDP上下文未去活时的尝试，时间间隔远远超过T3380目前30MS的时长。我们怀疑为用户主动性的行为，而且是在某种特定的情况下导致用户频繁上发PDP上下文激活请求。了解用户，用户称当时信号较差，只有2个格。因此我们初步锁定由于无线环境较差导致信令流程不完整，即手机侧状态与SGSN侧状态不完全一致造成的。为了验证这一情况，我们选取信号质量较差的嘉士客地下通道用西门子6618手机以及爱立信T65手机进行测试，该处信号较差，两侧信号在-75左右，中间地带-92以下，进入两侧商铺，则完全没有信号。采用反复从有信号区域到无信号区域的移动同时做WAP网站的登陆。在1个小时的测试中，遇到很多次的“网络没有响应”， 在一次的“网络没有响应”之后，遇到了“网络连接失败”，之后频繁重试，频繁失败。当时SGSN侧用户状态已分配IP地址，处于PDP上下文激活状态。T65长按“NO”键，手机主动发送”去活PDP上下文请求”后，SGSN状态改变，又能够正常进行PDP上下文的激活。而西门子6618手机则没有相关的设置，关机重启后恢复正常。以下为西门子6618手机的Gb接口信令流程：呼叫时间IMSI号码呼叫时长(毫秒)呼叫类型呼叫结果APN呼叫协议14:40:14.674460003204577951193去活PDP上下文请求 Gb14:40:31.559460003204577951217激活PDP上下文请求cmwapGb14:41:09.39046000320457795187去活PDP上下文请求 Gb14:41:22.268460003204577951226激活PDP上下文请求cmwapGb14:41:58.851460003204577951122去活PDP上下文请求 Gb14:42:05.309460003204577951128激活PDP上下文请求cmwapGb14:47:20.11746000320457795116激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb14:47:25.87446000320457795123激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb14:47:29.21246000320457795112激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb14:48:01.2684600032045779512107附着请求 Gb14:48:21.294460003204577951225激活PDP上下文请求cmwapGb14:48:40.164460003204577951145去活PDP上下文请求 Gb14:49:09.855460003204577951184激活PDP上下文请求cmwapGb表三、西门子6618实际测识的Gb信令流程-日期5月14日爱立信T65的信令流程与此类似，只是“附着请求”换成了“去活PDP上下文请求”。该测试基本模拟了用户A的行为。分析相关的信令流程，我们认为是由于下行的PDP激活接受消息没有收到造成的。以最简单的信令流程登陆CMNET为例进行分析。图1 CMNET PDP激活信令流程图 根据上图，SGSN的用户状态为PDP激活状态，那么说明第1、2、3步已完成，至于第4步，由于用户手机会再次发起PDP上下文激活的请求，显然手机不知自己已处于激活状态，所以以上情况的出现是由于第4步完成不到位造成的。即在无线环境较差或其他原因时，下发的PDP激活接受消息丢失或部分丢失，而用户已发出TI=0的PDP激活请求，所以若用户重试，会启动TI=1的PDP激活，而系统侧认为已为PDP激活状态，给与拒绝。 目前爱立信手机有主动的“去活PDP上下文请求”，因此若用户遇到这种情况，激活拒绝的频次会较少，一般1个或几个。但是我们用的西门子6618以及3618手机没有这个功能，一旦出现激活拒绝，若用户一直选择重试，将产生大量的激活拒绝，对指标影响很大。用户只有关开机后才能正常使用网络。目前我们已联系西门子手机厂家正在进行相关的测试。 测试情况二：呼叫时间IMSI号码呼叫时长(毫秒)呼叫类型呼叫结果APN呼叫协议14:41:49.28146000642506162875去活PDP上下文请求 Gb14:41:49.3014600064250616287激活PDP上下文请求(激活拒绝)cmwapGb表四、用户C 8613573239652-日期5月5日该用户是在去活PDP上下文成功后，再次PDP激活（T1=1），被拒绝。这种情况我们非常疑惑，既然手机“去活PDP上下文”已成功，说明SGSN状态已更改用户状态，为什么还会被拒绝？而且去活与再次激活请求间隔时间非常短，在几十毫秒左右，象是手机自动行为。首先我们针对被拒绝问题进行分析。设计了一个小测试进行模拟，手机通过串口联到电脑，运行程序做CMWAP或CMNET的连接。中间间隔1000MS的时间，并且慢慢将时间从1000MS、500MS、100MS、50MS减少至10MS,奇怪的事情发生了，随着时间的缩短，出现PDP激活失败的频次逐渐增加。如下表所示：呼叫时间IMSI号码呼叫时长(毫秒)呼叫类型呼叫结果APN呼叫协议16:13:27.61846000320457795199激活PDP上下文请求CMNETGb16:13:28.83846000320457795135去活PDP上下文请求 Gb16:14:06.411460003204577951101激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:07.41346000320457795136去活PDP上下文请求 Gb16:14:31.179460003204577951175激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:33.16146000320457795150去活PDP上下文请求 Gb16:14:41.31546000320457795178激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:42.21646000320457795137去活PDP上下文请求 Gb16:14:42.23546000320457795110激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:14:43.67646000320457795142去活PDP上下文请求 Gb16:14:44.175460003204577951126激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:44.91646000320457795144去活PDP上下文请求 Gb16:14:44.9354600032045779518激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:14:45.675460003204577951162激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:46.43646000320457795130去活PDP上下文请求 Gb16:14:46.45546000320457795178激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:47.05646000320457795142去活PDP上下文请求 Gb16:14:47.07546000320457795120激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:14:47.83546000320457795174激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:48.55646000320457795140去活PDP上下文请求 Gb16:14:48.595460003204577951117激活PDP上下文请求CMNETGb16:14:49.53646000320457795132去活PDP上下文请求 Gb16:15:58.85446000320457795198激活PDP上下文请求CMNETGb16:15:59.71346000320457795133去活PDP上下文请求 Gb16:15:59.73246000320457795178激活PDP上下文请求CMNETGb16:16:00.33346000320457795142去活PDP上下文请求 Gb16:16:00.35246000320457795120激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:16:01.112460003204577951123激活PDP上下文请求CMNETGb16:16:01.85346000320457795139去活PDP上下文请求 Gb16:16:01.87246000320457795118激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:16:02.63246000320457795172激活PDP上下文请求CMNETGb16:16:03.33246000320457795145去活PDP上下文请求 Gb16:16:03.35146000320457795119激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:16:04.111460003204577951115激活PDP上下文请求CMNETGb16:16:04.85246000320457795187去活PDP上下文请求 Gb16:16:04.87146000320457795129激活PDP上下文请求(激活拒绝)CMNETGb16:16:05.63046000320457795176激活PDP上下文请求CMNETGb16:16:06.33146000320457795144去活PDP上下文请求 Gb表五、西门子6618 861