wcdma手机在特定场景下语音电话建立失败问题的分析

WCDMA手机在特定场景下语音电话建立失败问题的分析摘要对来自现场的某款WCDMA手机在特定场景下AMR语音电话建立失败的问题进行了分析，并给出了解决方案。经现场实际应用，该解决方案完全可行。关键词WCDMAAMR电话建立失败传输格式盲检测互操作性1问题现象自2009年6月中旬起，上海贝尔多个地方的现场人员陆续报告了某款WCDMA手机（以下简称W手机），在中国联通有些地区的WCDMA网络里，在特定场景下，语音电话不能正常建立的问题。1）在甲地，W手机作为主叫，不能拨打国际电话，可以拨打国内电话；作为被叫，对来自中国移动的电话，有时能打通，有时不能。2）在乙地，W手机作为主叫，不能拨打当地的小灵通；作为被叫，对来自中国移动的电话，有时能打通，有时不能。3）在丙地和丁地，W手机作为主叫，只能和中国联通网内的用户通话，所有网间电话都打不通。经确认，出现这个问题的地方，CS核心网都是V公司的设备。2原因分析上海贝尔研发技术支持人员接到现场的问题报告后，高度重视，立刻行动起来，在不同地方组织多次测试，比对测试结果，总结问题现象，找出问题规律。发现该问题总是发生在V公司核心网，上海贝尔无线接入网和W手机这一特定的组合上。以上三者中换掉任何一项，则该问题不再出现。上海贝尔研发技术支持人员在甲地的测试结果如下1）V公司核心网，上海贝尔无线接入网，W手机，打国际电话，问题出现。2）V公司核心网，上海贝尔无线接入网，W手机，打国内电话，问题不出现。3）V公司核心网，上海贝尔无线接入网，另一品牌手机，打国际电话，问题不出现。4）T公司核心网，上海贝尔无线接入网，W手机，打国际电话，问题不出现。5）V公司核心网，T公司无线接入网，W手机，打国际电话，问题不出现。下面是电话建立失败的信令流程。图1CS语音电话建立失败的流程图从信令流程上来看，RADIOACCESSBEARER1建立过程是成功的。但是在随后核心网向手机发送呼叫控制消息ALERTING2前后，手机向RNC发送RRC消息CELLUPDATE，携带的原因值是RLCUNRECOVERABLEERROR，于是RNC释放掉IU连接和RRC连接。电话建立失败。按照3GPP协议3，手机向RNC发送RRC消息CELLUPDATE，携带的原因值是RLCUNRECOVERABLEERROR，表示手机向RNC发送了确认模式的RLCPDU，但是没有收到RNC来的确认。于是手机重复发送该序列号的RLCPDU，直至达到最大重复次数。如果还是收不到RNC来的确认，则发送RLCRESET，要求RNC复位RLC实体，并等待RNC发来RLCRESETACK4。如果手机没有收到该确认消息，则重复发送RLCRESET直至达到最大重复次数。如果依然没有收到，则手机通过上行公共信道RACH发送RRC消息CELLUPDATE，携带的原因值是RLCUNRECOVERABLEERROR。随后RNC释放信令连接。进一步从IUB接口消息来看，手机认为没有收到RNC对承载RRC消息RADIOBEARERSETUPCOMPLETE的RLCPDU的确认，但是RNC的确发出了对该RLCPDU的确认。上海贝尔研发技术支持人员分析了在不同公司的核心网，不同公司的无线接入网，不同品牌手机，以及不同场景下，打电话的信令面和用户面流程，其差异如下1）拨打国际电话和国内电话的差异对于国际电话，从RABASSIGNMENT过程完成，到核心网下发呼叫控制消息ALERTING之间的时间间隔，在5秒钟以上；而对于网内电话，这一段时间只有几百毫秒。分析了在乙地拨打当地小灵通不成功的消息，发现这一等待过程也在5秒钟以上。2）V公司核心网和T公司核心网的差异V公司的核心网，从RABASSIGNMENT过程中的IUUPINITIALIZATION过程完成开始，就开始向主叫手机发送话音帧。而T公司核心网则是等到向主叫手机发送呼叫控制消息ALERTING之后，才开始向主叫手机发送话音帧。3）上海贝尔无线接入网和T公司无线接入网的差异从W手机上抓取的消息上来看，二者的不同之处在于下行DPDCH信道参数TFCIEXISTENCE上海贝尔设置的是FALSE，T公司设置的是TRUE。这一参数表示NODEB在下行DPCCH信道上是否携带传输格式组合指示TFCI域5。图2下行DPCH的帧结构如果一个传输信道I的传输格式集合包含多种传输格式，则接收方可以通过以下几种方法来检测出所用的传输格式6基于传输格式组合指示TFCI的检测通过TFCI域告知所用的传输格式。显式盲检测通过信道解码和CRC校验来检测所用的传输格式。基于向导的检测当存在至少有另一个被称作向导传输信道的传输信道I，只要传输信道I和向导传输信道I具有相同的传输时间间隔TTI；传输信道I的不同的传输格式，对应到向导传输信道I的不同的传输格式；向导传输信道I使用显式盲检测。如果TFCI域不存在，手机在下行物理信道上需要进行传输格式的盲检测。对于AMR122KBPSSRB34KBPS来说，其共有四个传输信道，分别对应AMR的三个子流以及SRB，如表1所示7。表1AMR122KBPSSRB34KBPS的下行传输信道其对应的传输格式组合集合，如表2所示。表2AMR122KBPSSRB34KBPS的下行传输格式组合集合按照3GPP协议25331，对于AMR122KBPS语音电话，NODEB在下行DPCCH信道上不携带传输格式组合指示TFCI域（TFCIEXISTENCE的值为FALSE）。这样，对于承载AMR122KBPS的第一个子流的传输信道，手机使用传输格式盲检测。而对于承载AMR122KBPS的第二个子流和第三个子流的传输信道，以承载AMR122KBPS的第一个子流的传输信道为向导传输信道，手机使用基于向导的传输格式检测。所以上海贝尔无线接入网的行为符合3GPP标准。4）W手机和其它品牌手机的差异其它品牌手机都能够正常拨打国内外，网内外电话。上海贝尔研发技术支持人员在发现问题初期，从无线接入网内部进行了分析，做出了各种尝试，例如修改上下行信道的功率控制参数、RLC层参数等，都没有完全解决问题。在进一步分析了相关消息后，排除了功率控制、无线环境等诸多因素的可能性，确定问题出在物理层上，和用户面相关。由于这是一个涉及到三方的系统级问题，上海贝尔研发技术支持人员在找出以上差异后，立刻建议V公司核心网、W手机的研发人员一起分析该问题。经过上海贝尔研发技术支持人员和W手机人员的共同测试、分析，最终找到了该问题的根本原因V公司核心网从RABASSIGNMENT过程中的IUUPINITIALIZATION过程完成开始，发给手机大量内容相同的话音帧，其中第三个子流的内容为全零。W手机在物理层上收到这样的帧，进行传输格式检测时，认为出错，丢弃了该帧。累计一段时间后（大约为5秒），认为RLC层出错。于是通过上行公共信道发送RRC层消息CELLUPDATE给RNC，携带的原因为RLC层发生了不可恢复的错误。于是RNC释放了信令联接。导致电话建立失败。那么为什么打网内电话会成功呢前面说过，对于网内电话，从RABASSIGNMENT过程完成，到核心网下发呼叫控制消息ALERTING之间的时间间隔，只有几百毫秒。从ALERTING消息开始，核心网开始向主叫手机播送振铃音，随后主叫和被叫之间语音链路接通，开始通话。这样核心网下发给主叫手机的语音帧，其中第三个子流的内容就不再会长时间为全零。W手机的上述缺陷就不会触发。所以这是一个手机和核心网互操作的问题。由于上海贝尔无线接入网的参数设置，使这一问题暴露了出来。3解决方案基于以上原因分析，根本的解决方案是W手机修改软件，去掉对AMR第三个子流内容为全零的判断。W手机研发人员在现场修改手机软件后，在上海贝尔无线接入网和V公司核心网没有做任何改动的情况下，进行了多次测试，该问题不再出现。其它的修改方案V公司核心网参照T公司核心网的实现方式，从RABASSIGNMENT过程中的IUUPINITIALIZATION过程完成开始，到呼叫控制消息ALERTING之前，不要向主叫手机发送话音帧，或者不发送内容为全零的话音帧。上海贝尔可以提供以下临时的解决方案来规避该问题1）打开加密功能。这样对于V公司核心网发来的内容为全零的话音帧，经过加密后，其内容应该为非全零，W手机在收到后，就可以正确接收。但是加密是一个系统级的功能，需要CS核心网、PS核心网以及所有的RNC都打开加密功能，加密功能才能生效。否则，不仅加密功能不能生效，还有可能会造成CS业务、PS业务在切换时掉话。2）修改CS语音电话下行DPCCH信道参数TFCIEXISTENCE为TRUE，也就是NODEB在下行物理信道上携带传输格式组合指示，这样手机就可以使用基于传输格式组合指示TFCI的检测，而不用进行传输格式的盲检测。最终，W手机修改其软件。同时中国联通WCDMA全网打开加密功能。这个问题得到了完满解决。4总结由于这是一