TD信令讲解经典

1、TD-SCDMA网规网优部信令分析指导q信令分析说明q基础知识准备qRRC建立过程的信令分析q初始直传信令分析q鉴权和加密信令分析q直传信令分析qRAB建立过程信令分析q振铃直传过程信令分析q呼叫保持中信令分析 一、信一、信 令令 分分 析析 说说 明明 为了更有条理地进行说明，本文将依据整个信令流程分成几个独立阶段进行描述。在每个阶段中，先进行流程介绍，关键技术点分析，然后是信令的查看与解释以及重要信令参数说明以及常见问题的分析与排查。而对于出问题时的处理方法如下：首先比对标准信令过程，看看从哪一条信令开始和标准信令过程不吻合，查找实现流程不吻合的原因；排除流程原因后，查看是那一条信令出现异

2、常。从异常信令的位置开始往前，逐条检查每条信令内容，和标准信令配置参数比对。如果参数不一样，则先逐个排除参数，将参数调整为一致，看看是否参数原因导致的异常如果全部排除参数和流程的原因后，就需要从该流程原理以及代码实现上来排查问题，以及当UE，NODEB，CN返回失败时，需要请这些设备的相关人员一起定位问题。主要阶段有以下几个：RRC连接过程NAS信令建立过程（初始直传信令过程）鉴权过程（可选）安全模式过程SETUP过程CALL PROCEEDING过程RAB建立过程振铃直传呼叫释放过程 二、基 础 知 识 准 备业务信令跟踪包括了Iu信令、IuB信令、UU信令，下面以rrc Connectio

3、n Request信令为例进行简单说明如何看业务信令： RRC Connection Request 这条信令中重要信元是： Tmsi是ue使用的cs域的临时标识，ptmsi是ps域的临时标识。临时标识每隔一段时间会重新分配。 MCC、MNC是移动国家码、移动网络码，460是中国的移动国家码，00是移动的移动网络码。LAC是位置区码，目前是一个RNC一个LAC。 establishmentCause是UE建立原因，分为很多种，registration是ue注册网络，detach是ue关机，originatingConversationalCall是CS主叫，terminatingConvers

4、ationalCall是CS被叫。流程中的几个重要概念流程中的几个重要概念在进行信令分析之前，需要了先解几个重要的概念：1）RRC连接连接RRC连接是UE与UTRAN的RRC协议层之间建立的一种双向点到点的连接。对一个UE来说，至多存在一条RRC连接。RRC连接在UE与UTRAN之间传输无线网络信令，如进行无线资源的分配等等。RRC连接在呼叫建立之初建立，在通话结束后释放，并在期间一直维持。用于传输RRC消息的可用无线承载（RB）被定义为“信令无线承载（SRB）”。UE和UTRAN应为在DCCH和CCCH上使用RLC-TM、RLC-UM和RLC-AM的RRC消息来选择信令无线承载。2）Iu信令

5、连接信令连接如果说RRC连接建立了UE与UTRAN之间的信令通路，那么Iu信令连接则是建立了UE与CN之间的信令通路。Iu信令连接主要传输UE与CN之间非接入层（Non Access Straum）信令。在UTRAN中，非接入层信令是通过上下行直接传输信令透明传输的。3）鉴权加密）鉴权加密出于网络安全性能考虑，在呼叫建立时，网络必须对UE进行鉴权和加密。（Authentication and ciphering）4）无线接入承载（）无线接入承载（RAB）RAB可以看作是UE与CN之间接入层向非接入层提供的业务，主要用于用户数据的传输,包括IU承载和RB承载。RAB直接与UE业务相关，它涉及接入

6、层各个协议模块，在空中接口上，RAB反映为无线承载（RB）。（Radio Access Bear）5）无线承载（）无线承载（RB）RB是UE与UTRAN之间L2向上层提供的业务。上面我们提到的RRC连接也可以看作是一种承载信令的RB。（Radio Bear）6）无线链路（）无线链路（RL）无线链路是指一个UE和一个UTRAN接入点之间的逻辑连接。（Radio Link）三、RRC建立过程的信令分析 UE处于空闲模式下，当UE的非接入层请求建立信令连接时，UE将发起RRC连接建立过程。每个UE最多只有一个RRC连接。 当RNC接收到UE的RRC CONNECTION REQUEST消息，由其无线

7、资源管理模块RRM根据特定的算法(CAC算法)确定是接受还是拒绝该RRC连接建立请求，如果接受，则再判决是建立在专用信道还是公共信道。对于RRC连接建立使用不同的信道，则RRC连接建立流程也不一样。基本流程如下：首先来看RRC Connection Request信令，它是UE在上行CCCH上发送一个RRC Connection Request 消息，请求建立一条RRC连接，它的整体结果如下图所示：可以将RRC Connection Request信令为成以下几个部分：initial UE_IdentityestablishmentCauseprotocolErrorIndicatormeas

8、ureResultOnRACHNoCritialExtensionRRC Setup 信令消息解读： 实际功率值为该值+（-116）dBmRRC Setup 信令消息解读： RRC Connection SetupComplete信令消息解读： RNC收不到收不到RRC连接请求连接请求 现象：现象： UE一直上报RRC CONNECTION REQ, 但后台信令跟踪上看不到任何信令过程。 常见原因：常见原因： 通过路测软件查看现场的无线环境的情况。 随机接入过程出现问题，可能存在UpPCH的干扰，这是上行的干扰，可以通过联系后台工程师查看上行的干扰。 终端问题，重启UE看能否接入。RRC建立过

9、程中常见问题：建立过程中常见问题：Rrc connection quest信令交互问题：手机发送的rrc connection request 信令rnc没有收到或者是拒绝，手机会多次发送rrc connection request 具体的原因那可能是上行干扰，upsift的原因导致系统收不到prach。需要查找干扰源。或者是系统的原因导致拒绝此消息，需要跟rnc和基站的工程师联系具体的处理办法。Rrc connection setup信令交互问题：手机发送了rrc connection request 消息，系统也收到了，下发rrc connection setup消息，这里面有两种请情况，

10、1）手机没有收到rrc connection setup消息，可能的原因是下行干扰，或者是手机的问题，没有收到消息。2）手机收到了rrc connection setup消息，但是没有反馈完成消息，可能的原因是终端的问题 。Rrc connection complete信令交互问题：可能的原因也有两个1）首先物理层是否发送了rrc connection complete消息，有些情况是在路测时候看到手机层三信令发送了，但是物理层没有发送，可能是终端的问题。2）手机发送了rrc connection complete消息，但是rnc没有收到，需要联系rnc研发定位问题。可以通过路测来发现问题，或

11、者可以从机房跟踪的trace上面看到是那些用户造成的接入失败，跟踪并回访用户来辅助定位问题。问题及其定位方法问题及其定位方法：RRC连接拒绝连接拒绝在25331协议里，对于RRC连接拒绝的原因，如下：被拒原因主要有congestion、unspecified.常见原因：调用数据库接口获取RUP的板号失败，如板子故障闭塞等。为该UE建立呼叫，需要轮选合适的用户面板，来建立用户面实例，如果获取不到，则会失败。无线链路建立失败，导致RRC连接拒绝。有可能是Iub口，NODEB反馈无线链路建立失败，也有可能是Iub口无线链路建立成功后FP进行传输同步失败。前者观察信令跟踪，即可发现NODEB返回的是无

12、线链路建立失败，此时需要检查无线链路建立的参数是否正确，在NODEB侧定位失败原因。首先要在用户面看同步帧发送出去没有，排除RNC发送处理问题；其次看NODEB用户面收到没有，排除Iub口传输问题；然后看NODEB回同步帧没有，排除NODEB发送处理问题；然后看RNC收到没有，最后看收到的帧正确否，其中任何一个环节出问题都会导致同步失败。四、初 始 直 传 信 令 分 析 Iu口信令流程是在UE与UTRAN之间的RRC连接建立成功后，UE发起的。RRC连接过程建立了RNC与UE之间的信令通道，而Iu信令连接则建立了UE与CN之间的信令通路。主要传输UE与CN之间非接入层信令。在UTRAN中，非

13、接入层信令是通过上下行直接传输信令透明传输的，RNC不做任何处理。UE发送到CN的消息，通过上行直传（Uplink Direct Transfer）发送到RNC，RNC将其转化为直传消息（Direct Transfer）发送到CN；CN发送到UE的消息，通过直传消息发送到RNC，RNC将其转化为下行直传消息（Downlink Direct Transfer）发送到UE。具体信令流程如下：大致信令流程描述如下：（1）RRC连接建立后，UE通过RRC连接向RNC发送初始直传消息（Initial Direct Transfer），消息中携带UE发送到CN的NAS信息内容。此过程由UE发起，用于在上行

14、链路上建立一条信令连接，在无线接口上传送初始的非接入层（NAS）消息。UE在UL DCCH上使用AM RLC方式由RB3向UTRAN发送此消息。（2）RNC接收到UE的初始直传消息，通过Iu接口向CN发送SCCP连接请求消息（CR），消息数据为RNC向CN发送的初始UE消息（Initial UE Message），该消息带有UE发送到CN的消息内容。（3）如果CN准备接受连接请求，则向RNC回SCCP连接证实消息（CC），SCCP连接建立成功。RNC接收到该消息，确认信令连接建立成功。如果CN不能接受连接请求，则向RNC回SCCP连接拒绝消息（CJ），SCCP连接建立失败。RNC接收到该消息，

15、确认信令连接建立失败，则发起RRC释放过程。（4）信令连接建立成功后，UE发送到CN的消息，通过上行直传消息（Uplink Direct Transfer）发送到RNC，RNC将其转换为直传消息(Direct Transfer)发送到CN；CN发送到UE的消息，通过直传消息（Direct Transfer）发送到RNC，RNC将其转换为下行直传消息（Downlink Direct Transfer）发送到UE。RNC接收到UE的初始直传消息（InitialDirectMessage），通过Iu接口向CN发送SCCP连接请求消息（CM Service Request），消息数据为RNC向CN发送

16、的初始UE消息（Initial UE Message），该消息带有UE发送到CN的消息内容。 CommonID信令其实是安全控制部分的信令，但这里我们对之先进行分析，这一过程的目的是将用户的permanent NAS UE Identity（如IMSI）告诉RNC，详细的信令解释如下图：CommonID信令分析信令分析它的最主要作用是CN告诉RNC用户的IMSI，这也是我们优化中常用到的问题，同时这也关联到我们在日常优化时遇到的另一个问题，在进行信令跟踪时，一段时间内无信令上来，这主要是因为我们优化中使用的信令跟踪常使用IMSI跟踪方式，而这种方式如果信令没有走到CN回COMMON ID的过程

17、，是没有信令上来的，一旦到了这一步，则信令跟踪工具将以前积累的信令进行回放，这样才有相关的信令在工具内的显示，这一点请注意。五、鉴权和加密信令分析 鉴权流程由网络侧发起，其目的是：由网络来检查是否允许终端接入网络；提供鉴权参数五元组中的随机数数组，供终端计算出加密密钥（CK）；同时，供终端计算出与网络侧进行一致性检查的密钥（IK）；最后一个目的是可以提供终端对网络的鉴权。 在鉴权加密之后是UE和CN之间的直传消息。这一过程UE和CN之间的消息交互采用透明传输的方式。 鉴权过程中常见问题鉴权过程中常见问题 鉴权失败鉴权失败 现象：现象： 出现鉴权不通过的现象 常见原因：常见原因： 检查用户的合法

18、性 重新开关机，检查USIM卡与终端的契合度六、直 传 信 令 分 析 直传信令其实可以分成两个部分，初始直传信令与直传信令，初始直传用在RRC连接完成后，主要用作UE与CN之间的第一次直传，建立UE与CN之间的NAS层信令通道，直传信令则可以分成几个部分鉴权加密过程、呼叫建立过程、振铃和摘机过程等，这里主要是呼叫建立过程中的直传信令，主要有两部分：Setup部分和Call Proceeding部分，其中的信令流程如下：Setup过程信令分析：Call Proceeding过程信令分析： 在网优分析未接通问题时，需要对应上主被叫的信令时间点，就可以通过这条主叫信令的时间去寻找相对应的被叫的RR

19、C连接请求的时间，一般来说被叫的RRC连接请求会在主叫的寻呼消息下发后的3秒内会发起。否则在RRC发送超过后台设定的次数后，就会导致主叫未接通。七、RAB建立过程信令分析 当RRC连接完成与RNC之间的信令连接，并且也完成了CN和UE之间的信令连接后，则需要建立UE与CN，RNC与CN的业务承载连接，也就是RAB过程，RAB是指用户平面的承载，用于UE和CN之间传送语音，数据及多媒体业务。对于RAB过程，我们要注意以下几点： RAB建立是由CN发起，RNC执行的功能 首先由CN向RNC发送RAB指配请求消息，请求RNC建立RAB RNC发起建立Iu接口与Iub接口的数据承载； RNC向UE发起

20、RB建立请求； UE完成RB建立，向RNC回应RB建立完成消息； RNC向CN应答RAB指配响应消息，结束RAB建立流程。 在这个流程中要注意RB建立的过程是含在RAB建立的流程中的，而不是分开的，RAB建立的过程主要是CN与RNC之间的过程，而RB的过程则主要是RNC与UE之间的过程。 根据无线资源使用情况（RRC连接建立时的无线资源状态与RAB建立时的无线资源状态），可以将RAB的建立流程分成以下三种情况： RRC连接在DCH上，RAB建立在DCH上的过程 RRC连接在公共传输信道上，RAB建立在DCH上的过程 RRC连接在公共传输信道上，RAB建立在公共信道上的过程 本次重点为RRC连接

21、在DCH上，RAB建立在DCH上，该流程是指标用户在初次建立信令连接后（其中空中接口的RRC连接建立在DCH上），CN根据其业务类型，为用户请求建立CS域上的业务承载；在CN发送的RAB_ASSIGNMENT中可一次要求在该域上为该用户建立一个或多个RAB的处理流程。 对于这一信令，重点要注意这是从CN向RNC发起的一个请求，RAB的意思为无线接入承载（Radio Access Bear ），这一信令的整体结构如下图：RAB Assignment Request信令分析信令分析需要我们重点关注的是其中的rAB_SetupOrModifyList消息中的内容，其内容大体如下： 从信令中我们看到它

22、主要分为以下几个部分： rAB_ID nAS_SynchronisationIndicator rAB_Parameters userPlaneInformation transportLayerInformation service_Handover rAB_ID：上图已经标出，这个元素唯一地识别一个特定UE在CN域的无线接入承载，它在一个Iu连接上是唯一的。RAB ID在此RAB存在期间应不变，即使RAB重定位到另一个Iu连接 RAB ID也不变。从非接入层的角度来看，这个元素的目的是把数据流（例如：呼叫承载或PDP上下文）与接入层的无线接入承载绑定，这个值也用于RNC把无线承载RB与RA

23、B相关联。RANAP消息和RRC消息把这个信息元素的内容不加改变地从CN节点(即, MSC 或SGSN)经RNC传送到UE。3）rAB_Parameters消息：RAB parameters IE组和RAB parameters IE组的其他参数指出所有RAB的上下行全部方向的属性，截图如下： 这个消息是RNC向Node B的，RNC通过发送无线链路重配置准备Radio Link Reconfiguration Prepare 消息，请求Node B准备在已有的无线链路上增加一条（或多条）承载RAB的专用传输信道（DCH） 这部分内容主要包括以下几个方面的信令： uL_CCTrCH_Infor

24、mationModifyList_RL_ReconfPrepTDD dL_CCTrCH_InformationModifyList_RL_ReconfPrepTDD tDD_DCHs_to_Modify dCHs_to_Add_TDD rL_Information_RL_ReconfPrepTDD 。 结构图如下：Radio Link Reconfiguration Prepare信令分析uL_CCTrCH_InformationModifyList_RL_ReconfPrepTDD消息：dL_CCTrCH_InformationModifyList_RL_ReconfPrepTDD消息： 此

25、信令为RNC通过Uu口协议向UE发送的消息，命令UE建立RB，此时对于无线网络优化来说可能出现的为RB超时，其原因多种多样，下面我们来看其信令结构，如下图：Radio Bearer Setup信令分析IE rab_InformationSetupList的分析： T314是指当UE处于DCH状态下，如果发生了无线链路失败，则UE将触发小区更新过程，在发送cell update 之前，如果有RAB使用重建定时器T314，而且T314为0，则为该RAB分配的资源将被释放，如果所有的RAB资源全部被释放，则UE将回到Idle状态。如果T3140，则该RAB分配的资源将暂时不会被释放，状态也不发生改变

26、，同时将启动定时器T314。在发送cell update消息的时候，UE将自动进行状态的改变，进入FACH状态。如果小区更新过程成功结束，T314将停止。（注：此参数目前我们系统的默认值12）rb_InformationSetupList消息中的内容：RB中上行信道的信元：RB中下行信道的信元： Radio Link Restore Indication 消息是NBAP接口基本功能无线链路监控功能的一个组成部分（另一部分为无线链路失败：Radio Link Failure）这个过程由Node B发起，用于通知一条或多条无线链路，或一条无线链路中的多个CCTrCHs的上行链路同步的获取和重新获取

27、，Node B可以在无线链路建立后的任何时刻发起无线链路恢复过程，其成功的流程如下：。 Radio Link Restore Indication CRNC Node B RADIO LINK RESTORE INDICATION 当检测到UL同步后，Node B才会发送RADIO LINK RESTORE INDICATION消息给CRNC指示无线链路恢复过程。这个过程使用分配给Node B通信上下文的通信控制端口。 如果重新建立的同步涉及到一个或多个单独的无线链路，Node B将使用RL Information IE指示受影响的无线链路。如果重新建立的同步仅涉及到一条无线链路中的一条或多条CCTrCHs，Node B将使用CCTrCH ID IE指示受影响的CCTrCHs。也就是说一旦这条信令出现，那么UE已经与系统取得上行的同步。这一点对我们的优化工作比较重要。但其信令的内容却没有对优化起到相应的作为，我们只需要关注此信令的存在即可，它是我们分析定位问题的一个依据。Radio Bearer Setup CompleteRAB Assignment ResponseRNC发送这条消息来报告发送这条消息来报告RAB ASSIGNMENT REQUEST消息的消息的请求结果，此信令的传送方向是从请求结果，此信令的传送方向是从RNC到到CN。八、振铃直传