信令跟踪与分析

1、Created By Clarence信令的跟踪与分析信令的跟踪与分析基础篇1.BSS 系统中信令的应用系统中信令的应用.21.1.BSS 系统中涉及到的信令及其主要内容.22.BSS 系统的信令模型系统的信令模型.22.1.概述.22.2.物理层.32.3.链路层.32.3.1.LAPD（Link Access Procedure on the D-channel）.32.3.2.LAPDm（Link Access Protocol on Dm channel）.42.4.网络层.42.5.SS7 信令协议栈.42.5.1.MTP1(Message Transfer Part).42.5.2

2、.MTP2.42.5.3.MTP3.42.5.4.SCCP（Signaling Control Connection Part）.43.各层信令在各层信令在 BSS 系统中的作用系统中的作用.53.1.无线资源层（RR）.53.2.移动管理层（MM）.53.3.呼叫控制（CC）.63.4.BTS 管理层（BTSM） .73.5.BSS 应用层（BSSAP）.84.K1205 的基本操作的基本操作.94.1.K1205 的作用和简介.94.2.K1205 的操作.94.2.1.硬件.94.2.2.架设与连线.94.2.3.基本操作.94.2.4.监视（Monitor）.104.2.5.Captu

3、re RAM.104.2.6.过滤器（Filter）.114.2.7.ABIS信令跟踪流程.115.DAFNE 简单分析简单分析.115.1.软件使用.115.2.简单分析.115.3.案例分析.126.附录附录.12Created By Clarence1. BSS 系统中信令的应用1.1.BSS 系统中涉及到的信令及其主要内容七号信令（NO.7）：在 MSC 和 BSC 之间传送；D 信道的链路接入规程（LAPD）：在 BSC 和 BTS 之间传送；Dm 信道的链路接入规程（LAPDm）：在 BTS 和 MS 之间传送。图 1 BSS 系统中的信令应用2. BSS 系统的信令模型2.1.概

4、述在 GSM 移动通信系统中，BSS 系统的信令模型采用了一般的 OSI 七层协议中的低三层协议，从低到高依次包括：第一层（L1）：物理层第二层（L2）：链路层第三层（L3）：网络层MSCBSCBTSBTSTRAUCCS7OMC_RMSMSLAPDLAPDLAPDmLAPDmCreated By Clarence图 1 BSS 系统信令模型LAP_Dm：Dm 信道的链路接入规程RR：无线资源管理CM：通信管理SMS：短消息管理SS：补充业务管理CC：呼叫管理MM：移动管理LAPD：D 信道的链路接入规程BTSM：BTS 管理部分MTP：消息传送部分SCCP：信令连接和控制部分BSSMAP：BS

5、S 管理应用部分DTAP：直接传递应用部分2.2.物理层物理层主要负责物理数据单元的无错传送。在物理层上，定义了传输路径上的电气特性。在一般系统中， BTS 与 MS 之间的 Um 接口的物理层采用无线路径，在BTS 与 BSC 之间的 Abis 接口的物理层采用在不均衡的 75 同轴电缆或120 双绞线上的 2048bps 的 CEPT 数据流。2.3.链路层在链路层上，主要功能有：帧传递、无错传送以及通过物理层实现两连接实体之间的比特传送。在链路层上的任务主要是建立、维持和释放两连接实体之间的连接。在 GSM 中，BTS 与 MS 之间的 Um 接口的数据链路层通过 LAPDm（Dm信道的

6、链路接入规程）实现；BTS 与 BSC 之间的 Abis 接口的数据链路层通过 LAPD（D 信道的链路接入规程）实现。2.3.1.LAPD（Link Access Procedure on the D-channel）LAPD 的主要功能是通过 D 通路在网络和终端之间可靠有效地传送第三Created By Clarence层以上的信息。国际标准化组织(ISO)在高级数据链路控制协议(HDLC)中规定了这一层的格式和控制协议。LAPD 消息一般由一些固定的帧组成，而且这些帧都会形成它自己的帧结构以便在消息传递双方传递数据。LAPD 上的帧结构有三种：信息帧、监视帧、未编号帧。 （具体内容见附

7、录中的表 1）2.3.2.LAPDm（Link Access Protocol on Dm channel）LAPDm 是 ISDN 内的 LAPD 协定加以改良而来2.4.网络层网络层主要用于建立端到端的连接，并实现寻址和选择路由功能。在网络层上，它主要负责通过一个任意的网络拓扑结构从目的地取得消息。在 GSM 中，网络层可以被分为三个子层：CM 层（连接管理层） 、MM层（移动管理层）和 RR 层（无线资源层） 。无线资源层（RR）为移动管理层（MM）提供了一些服务，无线资源层的主要作用包括建立、维持、释放物理连接（比如无线的业务和控制信道） 。无线资源层的一些主要功能在 BSC 中实现，

8、但部分功能在 BTS 中实现。移动管理层（MM）主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别，移动管理层的功能在 MSC 一侧实现。连接管理层（CM）是 GSM 信令模型中的最高一层，这个我们可以从它在信令模型中的位置可以很清楚的看到（在 MSC 和 MS 的信令模型结构的最高层） 。在 GSM 系统中，无线资源层是与用户之间一个基本的接口。连接管理层又可以被分为三个子层：CC（呼叫控制） ，主要负责呼叫的建立、维持和释放；SS（补充业务） ；SMS（短消息业务） 。2.5.SS7 信令协议栈MSC 和 BSC 之间通过七号信令网传递消息，下面简单介绍一下 SS7 信令协议栈。2.5.1.MT

9、P1(Message Transfer Part)MTP1 是 SS7 协议栈中的最底层，对应于 OSI 模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。2.5.2.MTP2在 MSC 和 BSC 之间传送的是七号信令。七号信令协议栈中 MTP2 对应OSI 模型中的数据链路层。其主要功能是确保消息在链路上实现精确的端到端传送。MTP2 提供流控制，消息序号，差错检查等功能。当传送出错时，出错的消息会被重发。LAPDm 是 ISDN 内的 LAPD 协定加以改良而来2.5.3.MTP3MTP3 在 SS7 信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能2.5.4.SCCP（Si

10、gnaling Control Connection Part）SCCP 位于 MTP 之上，为 MTP 提供附加功能，以便通过 SS7 信令网在Created By Clarence信令点之间传递电路相关和非电路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。 无连接业务是指在两个应用实体间，不需要建立逻辑连接就可以传递信令数据。面向连接的业务在数据传递之前应用实体之间必须先建立连接，可以是一般性的连接，也可以是逻辑连接。 SCCP 以全局码（GT）的形式扩展 SS7 协议的寻址能力和路由能力，这些扩展基于被叫号码的寻址信息。3. 各层信令在 BSS 系统中的作用3.1.无线资源层（RR

11、）无线资源层（RR）主要负责无线资源的管理和分配。无线资源层的消息从 BTS 传送至 MS 上相应的层，虽然这些消息在 Abis 接口上出现，但是它们可能包含在更低层的结构中。下面我们来看看在 RR 层上的一些消息，具体如下表：编号消息名1部分释放（Partial Release）2信道释放（Channel Release）3部分释放完成（Partial Release Complete）4信道模式修改（Channel Mode Modify）5RR 状态（RR Status）6重定义频率（Frequency Redefinition）7测量报告（Measurement Report）8级别更

12、新（Classmark Change）9信道模式修改证实（Channel Mode Modify ACK）10系统消息 1（System Information 1）11系统消息 2（System Information 2）12系统消息 3（System Information 3）13系统消息 4（System Information 4）14系统消息 5（System Information 5）15系统消息 6（System Information 6）16寻呼响应（Paging Response）17切换失败（Handover Failure）18指配完成（Assignment Co

13、mplete）19切换命令（Handover Command）20切换完成（Handover Complete）21指配命令（Assignment Command）22指配失败（Assignment Failure）23加密模式完成（Cipher Mode Complete）24加密模式命令（Cipher Mode Command）25扩展立即指配（Immediate Assignment Extended）26立即指配拒绝（Immediate Assignment Reject）27附加指配（Additional Assignment）28立即指配（Immediate Assignment）

14、3.2.移动管理层（MM）Created By Clarence移动管理层（MM）在 MS 和 MSC 中实现。移动管理层（MM）主要用于在网络中的用户设备的注册和用户的鉴别，在其它处理中，MM 参与到位置更新、鉴权、TMSI 再分配等过程中。下面我们来看看在 MM 层上的一些消息，具体如下表：编号消息名1IMSI 分离指示（IMSI Detach Indication）2位置更新接收（Location Update Accept）3位置更新拒绝（Location Update Reject）4位置更新请求（Location Update Request）5鉴权拒绝（Authenticatio

15、n Reject）6鉴权请求（Authentication Request）7鉴权响应（Authentication Response）8识别请求（Identity Request）9识别响应（Identity Response）10TMSI 再分配命令（TMSI Reallocation Command）11TMSI 再分配完成（TMSI Reallocation Complete）12CM 业务接收（CM Service Accept）13CM 业务拒绝（CM Service Reject）14CM 业务请求（CM Service Request）15CM 重建立请求（CM Re-Esta

16、blish Request）16MM 状态（MM Status）3.3.呼叫控制（CC）在一般的呼叫建立过程中，在 Abis 接口上生成消息的最后一层是在连接管理层（CM）中的子层呼叫控制（CC）中实现的。呼叫控制主要负责呼叫的建立、维持和清除。在 CM 中的其它两个子层是 SS（补充业务）和SMS（短消息业务） 。下面我们来看看在 CC 子层上的一些消息，具体如下表：编号消息名1提醒（Alerting）2呼叫进程（Call Proceeding）3进展（Progress）4建立（Setup）5连接（Connect）6呼叫证实（Call Confirmed）7紧急建立（Emergency Se

17、tup）8连接证实（Connect ACK）9用户信息（User Information）10修改拒绝（Modify Reject）11修改（Modify）12修改完成（Modify Complete）13拆链（Disconnect）14释放完成（Release Complete）Created By Clarence15释放（Release）16停止 DTMF（Stop DTMF）17停止 DTMF 证实（Stop DTMF ACK）18状态查询（Status Enquiry）19开始 DTMF（Start DTMF）20开始 DTMF ACK（Start DTMF ACK）21开始 DTM

18、F 拒绝（Start DTMF Reject）22阻塞控制（Congestion Control）23状态（Status）24通报（Notify）3.4.BTS 管理层（BTSM）BTS 管理层（BTSM）主要负责控制 BTS 的一些操作。从 RR 层来的消息要发送到 MS，必须要以一定的消息类型来发送，这个消息类型就是BTSM 中的数据请求消息；同样，从 MS 来的第三层要发送到 BTS，也必须要以一定的消息类型来发送，这个消息类型就是 BTSM 中的数据指示消息。下面我们来看看在 BTSM 层上的一些消息，具体如下表：编号消息名1数据请求（Data Request）2数据指示（Data I

19、ndication）3错误指示（Error Indication）4建立请求（Establish Request）5建立证实（Establish Confirmation）6建立指示（Establish Indication）7释放请求（Release Request）8释放证实（Release Confirmation）9释放指示（Release Indication）10单元数据请求（Unit Data Request）11单元数据指示（Unit Data Indication）12BCCH 信息（BCCH Information）13CCCH 负载指示（CCCH Load Indicat

20、ion）14信道请求（Channel Request）15删除指示（Delete Indication）16寻呼命令（Paging Command）17立即指配命令（Immediate Assignment Command）18短消息广播请求（SMS Broadcast Request）19RF 资源指示（RF Resource Incication）20SACCH 拥塞（SACCH Filling）21过载（Overload）22错误报告（Error Report）23信道激活（Channel Activation）24信道激活证实（Channel Activation ACK）25信道激活

21、非证实（Channel Activation NACK）26连接失败（Connection Fail）Created By Clarence27去活 SACCH（Deactivation SACCH）28加密命令（Encryption Command）29切换检测（Handover Detect）30测量结果（Measurement Result）31模式修改请求（Mode Modify Request）32模式修改 ACK（Mode Modify ACK）33模式修改 NACK（Mode Modify NACK）34物理上下文请求（Physical Context Request）35物理上

22、下文证实（Physical Context Confirmation）36RF 信道释放（RF Channel Release）37MS 功率控制（MS Power Control）38BTS 功率控制（BTS Power Control）39预处理配置（Preprocess Configure）40预处理测量结果（Preprocessed Measurement Result）41RF 信道释放证实（RF Channel Release ACK）3.5.BSS 应用层（BSSAP）BSSAP 层被分为两部分：BSS 管理应用部分（BSSMAP）和数据直传应用部分（Direct Transfe

23、r Application Part） 。其中，BSSMAP 部分负责MSC 与 BSS 之间的通讯，DTAP 部分负责 MSC 与 MS 上的 MM 层和CM 层之间的消息传递。DTAP 消息将会在 CM 和 MM 部分进行处理。对于 BSSMAP 消息，只要求使用 SCCP 的 0 类或 1 类无连接业务操作，由于大多数消息仅仅用于MSC 与 BSC 之间的通信，或在传递至 BTS 或 MS 之前已经被 BSC 改变了消息格式，因此，这部分消息将不会在 Abis 接口上看到。下面我们来看看在 BSSAP 层上的一些消息，具体如表 5：编号消息名1指配请求（Assignment Reques

24、t）2指配完成（Assignment Complete）3指配失败（Assignment Failure）4切换请求（Handover Request）5切换要求（Handover Required）6切换请求证实（Handover Request ACK）7切换命令（Handover Command）8切换完成（Handover Complete）9切换失败（Handover Failure）10切换执行（Handover Performed）11切换候选小区问询（Handover Candidate Enquiry）12切换候选小区响应（Handover Candidate Respons

25、e）13切换请求拒绝（Handover Required Reject）14切换检测（Handover Detection）15清除命令（Clear Command）16清除完成（Clear Complete）17清除请求（Clear Request）Created By Clarence18SAPI n 清除命令（SAPI n Clear Command）19SAPI n 清除完成（SAPI n Clear Complete）20SAPI n 拒绝（SAPI n Reject）21复位（Reset）22复位证实（Reset ACK）23过载（Overload）24跟踪调用（Trace Inv

26、ocation）25复位电路（Reset Circuit）26复位电路证实（Reset Circuit ACK）27阻塞（Block）28阻塞证实（Block ACK）29解闭（Unblock）30解闭证实（Unblock ACK）31资源请求（Resource Request）32资源指示（Resource Indication）33寻呼（Paging）34加密模式命令（Ciphering Mode Command）35级别修改（Classmark Update）36加密模式完成（Ciphering Mode Complete）37队列指示（Queuing Indication）38完成 L

27、3 消息（Complete L3 Informaion）4. K1205 的基本操作4.1.K1205 的作用和简介现今的通信网络越来越复杂，通信设备的架构也越来越繁多，无线通信的网络优化的重要性也显得越来越突出。通信由信令来控制，即建立链路，通信和释放链路，所以如果我们能够对信令实施监测，进行分析，就能发现无线通信中内部所存在的问题，进而给予无线通信的网络优化提供切实的数据和完备的方案，使得网络优化具有更牢固的信令基础。K1205 作为跟踪信令，收集数据的首选仪器，熟悉其功能和操作就显得尤为必要。4.2.K1205 的操作4.2.1.硬件前面板：Keyboard、Alarm & SY

28、NC Option、COM2、SCSI I/O Bus、LED for Power and SCSI上面板：Slot1：PC card and interfaces Slot2-5：PRIMO board、Ethernet board and LEDs4.2.2.架设与连线合理放置仪器并打开，K1205 会自行启动收集信令软件。连线：Cable 的串口接 PRIMO board 的串口，另一端的接口接 DDF架上预定的端口。连接后，PRIMO board 上的连线指示灯仍不亮，只有在配置完接口后才会亮灯。4.2.3.基本操作Created By ClarencePRIMO 板硬件设置：板硬件设

29、置：更改接口名称选择帧结构选择线路编码方式选择阻抗：一般选择高阻，这样 K1205 就不会对线路有任何影响。Scenario：Scenario 数据处理分为在线（Online）和离线（Offline）两种，可以同时配置多个 Scenario 进行不同的配置。每个 Scenario 具有一个数据源，然后分向不同的处理流程，即数据记录（Online Recording） 、实时监视（Online Monitoring）和统计分析（Online Statistics） 。在“Measurement Scenarios”页，选中第一级“Online Scenarios”或“Offline Scenar

30、ios” ，按鼠标右键，可增加新的 Scenario、删除Scenario。在下一层 Scenario 中可以为 Scenario 改名（单击鼠标左键）、增加数据流程（Recording、Monitor、Statistics） 、删除某个数据流程（Remove Branch） 、删除整个 Scenario。在一个实时监视（Online Monitoring）的数据流程里，有以下几个部件：Src. Online Scenarios、触发器 Trigger、开关 On/Off、过滤器Filter、应用 Application、Capture RAM、监视器 Monitor。Src. Online

31、ScenariosPRIMO 板逻辑链路设置A）按下 Src. Online Scenarios，出现逻辑链路设置对话框：Handle as：Single LL- 产生一个逻辑链路。Monitoring Pair- 同时测试该 PCM 链路通道两个方向的信令。Use matching params.- 收发两个方向的信令链路设置相同，只需设置一个方向，另一个的设置自动拷贝。B）选择接口板号和接口C）Common Parameters：Name：逻辑链路的名称Text/Background Color：设置该逻辑链路上消息的显示颜色和背景颜色，以便在 Monitor 窗口中观察信令。Protoc

32、ol Stack：按 Browse 键选择协议栈。D）Special Parameters：Timeslot：时隙设置。包括 Channel No、Bit Rate、子时隙 Subslot。在跟踪 A 接口时，Channel No 为 16、Bit Rate 为 64Kbit/s、无子时隙；在跟踪 A-bis 接口时，需要根据实际情况进行设置。E）Level2 解码方式：Method：HDLC（收集信令时，即为此值） ；PCR：重发的消息将被滤除；Transparent：不解码，只显示原始数据；TRAU：用于 O&M信令数据。Inverted Bits：设置为 Off。4.2.4.监视

33、（Monitor）按下 Monitor 框进入实时监测界面，整个界面分为三个部分：Short View：显示协议，消息名称和重要参数Frame View：对在 Short View 中所选中消息的详细解码Packet View：显示 Short View 中所选中消息的原始数据。如果在Created By ClarenceFrame View 中点中某个参数，对应的数据将被高亮显示4.2.5.Capture RAM是数据的暂存器，可以定义大小，定义运行方式。 （线性模式：RAM 记录满后，新数据将不再写入；环形模式：RAM 记录满后，新数据将覆盖旧数据，这种方式适用于大数据量长时间测试）RAM

34、 中的内容可被存储，打印或删除（右键单击 Capture RAM）4.2.6.过滤器（Filter）前一个过滤器为输入过滤器，它决定了 pipeline 所处理的数据，即各种应用将不处理被该过滤器滤除的消息。后一个过滤器是显示过滤器，它决定了在 Monitor 窗口中显示哪些消息。4.2.7.ABIS 信令跟踪流程查看小区所用 PCM 时隙进入 K1205，在 Online Scenario 中增加 Online Recording、Online Monitoring 监视窗口。点击进入 Src (Configured)窗口中选择哪个 Scenario 板的哪个端口，及哪种协议和时隙。如果进行

35、 ABIS 口跟踪，应选择c:k1205stackgsm2pgsm2p_abis+.stk 协议。选择时隙的时候，如果 RSL 没有复用，一般从 5 开始，下一 RSL为 8（同一扇区内） ，如 5，8，11，15，18 等；如果 RSL 进行了复用，则 BIT RATE 应选择 16KBITS/S，SUBSLOT 中选择相应的时隙，最好查看 SETTING 文件。现在在吉林有 OML 与 RSL 复用的情况，这样在选择时隙时在有 RSL 的时隙中一律选择 64kBit/s BIT RATE，但在后台处理中不能在使用 DAFNE 软件分析，可以使用Tektronix 公司的软件进行分析（在后文中讲述） 。操作完毕后在 Monitor 窗口中看每个端口每个时隙是否有数据进入，并查找 SYSINF5 消息中的 LAC CI 等小区标识是否与所要跟踪的小区相同。5. DAFNE 简单分析5.1.软件使用（1）将 rf5 文件转换成 rec 文件（2）用 DAFNE 打开 rec 文件（3）相关设