手机异常位置更新导致立即指配成功率降低问题研究.docx
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手机异常位置更新导致立即指配成功率降低问题研究
手机异常位置更新导致的立即指配成功率降低问题分析
1问题现象描述
部分少量手机异常位置更新导致立即指配成功率降低，网络中业务（主被叫、数据业务及附加业务等）均正常。
问题手机位置更新未成功的情况下，会不断地向其他小区发起位置更新直到成功为止。
因此问题手机也不会发生掉网等情况，业务可正常进行。
图1.1BSC下出现立即指配成功率小区话统
图1.2立即指配成功率低小区话统变化情况
2问题原因
部分手机不符合协议，导致无理由向网络发送位置更新请求，但是本身又不按照协议完成流程，造成立即指配命令下发后，空口无响应，立即指配流程失败。
3问题分析
问题的关键在空口交互。
3.1位置更新（立即指配）流程
正常位置更新流程：
图1.3正常位置更新流程
问题发生时，异常信令流程（立即指配命令下发后没有SABM接入）：
图1.4异常位置更新流程
异常信令流程实例：
图1.5异常信令流程实例
3.2信道请求Channelrequest（AcessBurst）
3.2.1Channelrequest（AcesBurst）协议规范
空口手机MS以发送随机接入帧的方式，发起信道请求，协议对此有明确的结构（0502）和信道编码方式（0503）统一规定（位置更新的信令请求和其他的SDCCH信道请求）。
1、0502协议对AcessBurst结构的定义
AccessBurst主要由两部分组成：
（1）41比特长度的synch.sequencebits
（2）36比特长度的encryptedbits（实际是信道编码后比特数据，非加密过的比特数据）
BitNumber
（BN）
Length
offield
Contents
offield
Definition
0
-7
8
extendedtailbits（below）
8
-48
41
synch.sequencebits（below）
49
-84
36
encryptedbits（e0..e35）05.03
85
-87
3
tailbits（below）
（88
-156
68,25
extendedguardperiod（bits）subclause5.2.8）
wherethe"extendedtailbits"aredefinedasmodulatingbitswiththefollowingstates:
（BN0,BN1,BN2..BN7）=（0,0,1,1,1,0,1,0）
-wherethe"tailbits"aredefinedasmodulatingbitswiththefollowingstates:
（BN85,BN86,BN87）=（0,0,0）
-wherethe"synch.sequencebits"aredefinedasmodulatingbitswiththefollowingstates,unlessexplicitlystatedotherwise（seeGSM04.60）:
（BN8,BN9..BN48）=（0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,0,
1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0）
incasealternativetraining（synchronization）sequence"TS1"isused,the"synch.sequencebits"shallbedefinedasmodulatingbitswiththefollowingstates:
（BN8,BN9..BN48）=（0,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,0,1）
incasealternativetraining（synchronization）sequence"TS2"isused,the"synch.sequencebits"shallbedefinedasmodulatingbitswiththefollowingstates:
（BN8,BN9..BN48）=（1,1,1,0,1,1,1,1,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1）
2、0503协议中关于AccessBurstencryptedbits信道编码方式的描述
编码过程如下：
（1）8比特的接入信息先增加6比特的CRC校验比特
（2）将目标基站的BSIC码和6比特的CRC校验比特异或
（3）进行1/2的卷积编码，输出36比特encryptedbits
Theburstcarryingtherandomaccessuplinkmessagehasadifferentstructure.Itcontains8informationbits
d（0）,d
（1）,...,d（7）.
Sixparitybitsp（0）,p
（1）,...,p（5）aredefinedinsuchawaythatinGF
（2）thebinarypolynomial:
d（0）D13+...+d（7）D6+p（0）D5+...+p（5）,whendividedbyD6+D5+D3+D2+D+1yieldsaremainderequalto0.
ThesixbitsoftheBSIC,{B（0）,B
（1）,...,B（5）},oftheBStowhichtheRandomAccessisintended,areaddedbitwisemodulo2tothesixparitybits,{p（0）,p
（1）,...,p（5）}.Thisresultsinsixcolourbits,C（0）toC（5）definedasC（k）=b（k）+p（k）（k=0to5）where:
b（0）=MSBofPLMNcolourcode
b（5）=LSBofBScolourcode.
Thisdefines{u（0）,u
（1）,...,u（17）}by:
u（k）=d（k）fork=0,1,...,7
u（k）=C（k-8）fork=8,9,...,13
u（k）=0fork=14,15,16,17（tailbits）
Thebits{e（0）,e
（1）,...,e（35）}areobtainedbythesameconvolutionalcodeofrate1/2asforTCH/FS,definedbythepolynomials:
G0=1+D3+D4
G1=1+D+D3+D4
andwith:
e（2k）=u（k）+u（k-3）+u（k-4）
e（2k+1）=u（k）+u（k-1）+u（k-3）+u（k-4）fork=0,1,...,17;u（k）=0fork<0
3、GSM 4.08协议信道请求具体含义：
Themessageisonlyoneoctetlong,codedasshowninfigure9.1/GSM 4.08andtable 9.9/GSM 04.08.
87654321
┌─────────────────┬─────────────────────────────┐
│ESTABLISHMENT│RANDOM│
│└────────┐│octet1
│CAUSE│REFERENCE│
└───────────────────────────────────┴───────────┘
Figure9.1/GSM 04.08:
CHANNELREQUESTmessagecontent
位置更新相关bit定义:
Table9.9/GSM 04.08:
CHANNELREQUESTmessagecontent
MScodesAccordingtoEstablishmentcause:
bits
8....1
101xxxxxEmergencycall
110xxxxxCallre-establishment;TCH/Fwasinuse,or
TCH/Hwasinusebutthenetworkdoesnot
setNECIbitto1
011010xxCallre-establishment;TCH/Hwasinuseandthe
networksetsNECIbitto1
011011xxCallre-establishment;TCH/H+TCH/Hwasinuse
andthenetworksetsNECIbitto1
100xxxxxAnswertopaging
0010xxxx
0011xxxxSeetable 9.9a/GSM 04.08
0001xxxx
111xxxxxOriginatingcallandTCH/Fisneeded,ororiginatingcall
andthenetworkdoesnotsetNECIbitto1,or
proceduresthatcanbecompletedwithaSDCCHandthe
networkdoesnotsetNECIbitto1.note1
0100xxxxOriginatingspeechcallfromdualratemobilestationwhenTCH/H
issufficientandsupportedbytheMSforspeechcallsandthenetworksetsNECIbitto1note5
0101xxxxOriginatingdatacallfromdualratemobilestationwhenTCH/H
issufficientandsupportedbytheMSfordatacallsandthenetworksetsNECIbitto1note5
000xxxxxLocationupdatingandthenetworkdoesnotsetNECIbitto1
0000xxxxLocationupdatingandthenetworksetsNECIbitto1
0001xxxxOtherprocedureswhichcanbecompletedwithnote1
anSDCCHandthenetworksetsNECIbitto1
01100xxxReservedforfutureusenote2
0111xxxx
3.2.2华为基站接收AcessBurst接入脉冲的过程
BTS侧通过一系列措施可以保证解出的数据正确。
（1）进行GMSK均衡，比较41比特训练序列错误比特数，若大于配置的RACH训练序列错误门限，则直接返回（进行干扰信号排查）
（2）计算TA值，若大于配置的MaxTA，则直接返回
（3）计算信号电平，若小于配置的RACH最小接入电平，则直接返回
（4）进行卷积译码
（5）将BSIC和6比特CRC校验异或，然后进行CRC校验，若校验错，则直接返回（判断是给本小区发起的信道请求）
（6）将当前帧号，译码后8比特接入信息通过Abis口信道接入请求消息上报给BSC
3.3立即指配
3.3.1手机正常行为模式
1、手机在发送信道请求之后进入专用模式，监听主B和所属CCCH组的所有下行时隙。
GSM0408:
AftersendingthefirstCHANNELREQUESTmessage,themobilestationshallstartlisteningtotheBCCH;itshallalsolistentothefulldownlinkCCCHtimeslotcorrespondingtoitsCCCHgroup.
HavingsentM+1CHANNELREQUESTmessages,theRRentityofthemobilestationstartstimerT3126.AtexpiryoftimerT3126,theimmediateassignmentprocedureisaborted;iftheimmediateassignmentprocedurewastriggeredbyarequestfromtheMMsublayer,arandomaccessfailureisindicatedtotheMMsublayer.
Table3.1/GSM 04.08:
ValuesofparameterS
┌────────────┬───────────────────┬────────────────────┐
│TX-integer│noncombinedCCCH│combinedCCH/SDCCH│
├────────────┼───────────────────┼────────────────────┤
│3,8,14,50│55│41│
│4,9,16│76│52│
│5,10,20│109│58│
│6,11,25│163│86│
│7,12,32│217│115│
└────────────┴───────────────────┴────────────────────┘
2、手机在收到立即指配命令后向指定信道发送SABM帧。
3.3.2问题时间段的异常流程
BSS侧下发立即指配命令在等待手机接入过程中，基站测量到上行的信号强度一直为<-110dBm（基站测量），即手机根本没有去SDCCH上正常上报建链指示，导致立即指配过程失败。
图1.6手机未接入已分配信道
3.4现网问题情况分析——手机发起位置更新但在收到立即指配后没有接入。
3.4.1手机上报异常上报信道请求（位置更新）
1、修改小区为小区接入禁止（CBA），小区的立即指配成功率恢复正常——〉手机行为发起异常位置更新
修改小区接入禁止参数（CBA）功能的原理：
1〉打开小区接入禁止（打开小区接入禁止）的情况下，在本小区的系统消息中携带标志位知会手机;
图1.7小区系统消息下发小区接入禁止属性
2〉收到系统消息的手机在进行小区重选时将不再会考虑此小区，转向其他小区进行位置更新。
（打开小区接入禁止周围小区位置更新增加）。
图1.8话统3：
40：
25s-3：
52：
12小区修改CBA
2、位置更新情况为高电平低误码，TA值（除部分覆盖范围较大站点以外）——〉手机行为发起异常位置更新
图1.9信道请求：
TA为0或1，上行接入电平为1C或1D，即-72或-73dBm
3、同一个手机发起的位置更新请求次数符合现网参数设定——〉异常位置更新是手机行为发起
从手机上报的物理信息可以基本判断是同一手机。
（附影响手机上报次数配置GSM0408）
位置更新的最大发送次数（5）：
图1.10手机连续发起信道请求消息
参数配置（信道请求相关）：
图1.11数据配置-MS最大重发次数为4次（M=4）
图1.12数据配置-其他
附（影响手机上报次数配置GSM0408）：
ItthensendsmaximallyM+1CHANNELREQUESTmessagesontheRACHinawaysuchthat:
-thenumberofslotsbelongingtothemobilestation'sRACHbetweeninitiationoftheimmediateassignmentprocedureandthefirstCHANNELREQUESTmessage（excludingtheslotcontainingthemessageitself）isarandomvaluedrawnrandomlyforeachnewinitialassignmentinitiationwithuniformprobabilitydistributionintheset{0,1,...,max（T,8） 1};
-thenumberofslotsbelongingtothemobilestation'sRACHbetweentwosuccessiveCHANNELREQUESTmessages（excludingtheslotscontainingthemessagesthemselves）isarandomvaluedrawnrandomlyforeachnewtransmissionwithuniformprobabilitydistributionintheset{S,S+1,...,S + T 1};
Here,Tisthevalueoftheparameter"Tx-integer"broadcastontheBCCH.
Misthevalueoftheparameter"maxretrans"broadcastontheBCCH.
3.4.2BTS下发立即指配后手机未接入
1、BTS立即指配命令下发正确不存在异常
为了保证下发的立即指配命令能到达手机，立即指配命令下发时携带的下发的51复帧和26帧中的具体帧号，保持和信道请求消息中的该值一致；问题发生时立即指配命令和信道请求中帧号一致。
其他的SDCCH信道的请求和占用不存在问题。
图1.12位置更新与呼叫重建立即指配比较无异
2、已激活信道定时器超时释放——〉手机未接入引发
发起请求后，系统分配了SDCCH信道，但是却没有正常去SDCCH信道去建链，基站测量到上行的信号强度一直为<-110dBm，手机根本没有去SDCCH上正常上报建链指示，导致立即指配过程失败。
图1.13BTS未收到手机上行接入
3.5初步结论和下一步处理计划
异常位置更新引起立即指配成功率降低问题为部分手机不按照协议处理引发问题。
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