TDSCDMA路测正常异常信令流程更新.docx
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TDSCDMA路测正常异常信令流程更新
TD-SCDMA路测
软件正常/异常信令流程
20013.11
目录
1．正常信令流程2
1.1开机过程2
1.1.1开机过程2
1.1.2小区选择2
1.1.3系统消息广播3
1.2正常位置更新4
1.3正常路由更新5
1.4UE触发正常释放6
1.5网络触发正常释放8
1.6小区更新8
1.6.1RLC不可恢复错误原因小区更新9
1.6.2Radiolinkfailure原因小区更新10
1.7UE主叫（MOC）11
1.8UE被叫（MTC）14
1.9移动终端呼叫移动终端（MMC）15
1.10VP（视频电话）16
1.11PDP上下文激活18
1.12CS+PS（H）组合业务21
1.13HSDPA（高速分组数据业务）22
1.14RNC内切换流程26
1.15RNC间重定位流程26
1.16CS业务TD-SCDMA切换到GSM流程图27
1.17PS业务TD-SCDMA重选到GSM28
1.18PS业务GSM系统重选到TD系统29
1.19SMS（普通短消息）32
1.20MMS（多媒体短消息，彩信）33
2．异常信令流程35
2.1接入过程35
2.1.1RRC连接建立正常和异常信令流程37
2.1.2RAB连接建立正常和异常信令流程39
2.2切换过程41
2.2.1同一RNC内切换正常和异常信令流程41
2.2.2RNC间重定位正常和异常信令流程41
2.32G/3G互操作正常和异常流程43
2.4掉话49
2.4.1通话过程中异常掉话流程49
2.4.2切换导致异常掉话流程50
注：
本文的所有资料及截图均来自大唐路测软件Outum。
内容简介：
各种业务或过程Outum截图，正常业务消息，并标注明显信令特征，以及RRCsetup、RBsetup、physicalreconfiguration、RBreconfiguration等关键消息资源分配。
1．正常信令流程
1.1开机过程
1.1.1开机过程
UE在开机之后，它使用某种无线接入技术（RAT）搜索并选择一个公共移动网（PLMN）。
UE在选定的PLMN上进行小区初搜，当UE发现一个合适的小区时便进行登记注册，登记注册成功之后UE将驻留在那个小区，同时监听它的控制信道。
这个过程称为―Campingonthecell‖，此时UE便进入了空闲状态。
在空闲状态下，UE周期性的接收当前服务小区的广播系统消息和进行物理测量；并且UE还要对当前服务小区进行响应寻呼、主叫呼出、位置更新等。
1.1.2小区选择
在初始小区搜索过程中，终端的目标是找到一个合适的小区并驻留在该小区。
搜索的过程中需要确定下行同步码、扰码、基本训练序列码（basicmidamblecode）、控制帧周期。
以上信息确定后终端就可以读取广播信道上的广播信息了。
通常以上过程分四步来完成：
第一步：
搜索DwPTS
在初始小区搜索过程的第一阶段，终端匹配下行同步码SYNC_DL与基站建立下行同步。
这个步骤通常使用一个或一个以上的匹配滤波器来捕获下行同步码。
在这个过程中终端确定目标驻留小区使用的是32个下行同步码集中的哪一个。
第二步：
扰码及基本训练序列的确定
完成初始小区搜索的第一步之后，终端开始接收P-CCPCH信道的midamble码。
规范中定义了一个下行同步码对应四个可选的基本midamble码（因此，midamble码组共包含128个不同的基本midamble码）。
终端可以比较容易地从四个可能的基本midamble码中判定该小区使用的基本midamble码。
而每一个基本midamble码又唯一地对应一个扰码，所以终端在确定小区的基本midamble码的同时也知道了小区使用的扰码。
第三步：
控制帧同步
在这一步中，终端搜索广播信道的主信息块MIB的位置。
主信息块的起始位置是由DwPTS信道的QPSK相位调整序列来标识的。
确定了BCH主信息块的位置就可以进入下一步——读广播信息。
第四步：
读取广播信息
完成前三步后，完整的广播信息就可以在一个或多个广播信道BCH上读取了。
上述任何一步如果不成功将返回到上一步。
小区选择是UE物理层过程，与网络无信令交互。
1.1.3系统消息广播
系统消息来源于核心网及RNC，并在基站进行周期性地重复发送。
系统信息块由同类型的系统信息元素组成，在BCCH逻辑信道上发送。
BCCH可以映射到BCH和FACH信道。
绝大部分系统信息在BCH上发送，当系统消息发生变更的情况下，网络通过FACH通知UE。
一条系统信息可以传送几个SIB或者一个SIB的一部分，这依赖于所要传输的SIB的大小。
同时传输的消息大小要适合一个BCH和FACH传输块的大小。
若一个SIB信息大于预定传输块的长度，应对其进行分段后，分别在几个消息中传输；若SIB信息较少，UTRAN可以在同一个消息内串接几个完整的SIB。
同样，UE的RRC也要执行对接收到的信息段进行重组：
属于同一个信息块的短消息根据相应的索引进行组合，收到全部的信息后再进行解码；对多次出现的SIB，每次均需要独立重组。
系统信息块成树状结构，如图所示。
网络初始化完成以后，根据系统当前的配置，由系统信息管理模块配置系统信息。
所配置的系统信息包括：
（1）NAS信息（由CN指定）；
（2）OAM配置信息；
（3）RRM中其他模块进行资源分配后的给定信息。
其中NAS信息来自CN。
配置完毕的系统信息通过BCH信道、广播发送给UE。
图给出了RNC与UE、NodeB之间的处理流程。
如下图是系统消息outum截图，从协议消息和outum看见消息比对可知，outum看见的系统小消息MB、SB1、SB2和SIB是UE谊解析出来的消息。
从Iub接口来看，RNC只在网络启动或系统消息发生改变时通知Nodeb组织周期发送系统消息，故没抓取网络侧信令。
1.2正常位置更新
引起移动用户发生正常位置登记的条件是：
移动设备开机时以及移动用户发生漫游引起位置改变。
1.3正常路由更新
正常路由区更新。
当检测到路由区发生变化时，UE通过它更新在网络中注册的路由区；
路由区更新过程只能由UE发起。
在路由区更新的过程中，UE和网络端的数据传输都将继续进行（仅适用于UMTS系统。
若为GSM，则UE端的数据传输将被挂起）。
UE通过向网络发送ROUTINGAREAUPDATEREQUEST消息来触发路由区更新过程。
网络收到该消息后，根据消息中的参数，可能需要触发其它GMM的一般过程，这与前述的GPRS附着过程相类似。
如果网络接受了UE的更新请求，将向UE端应答ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息。
反之，则用ROUTINGAREAUPATEREJECT消息来拒绝UE的更新请求。
UE收到网络发来的ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息后，将分析消息中所包含的内容。
若消息中包含P-TMSI（路由区更新时），UE将使用该P-TMSI作为GPRS的新临时标识，同时存储该P-TMSI；若消息中包含IMSI（组合路由更新时），UE将删除任何的TMSI；若消息中包含TMSI，UE将删除老的TMSI，使用新的TMSI作为临时标识；若消息中包含P-TMSI/TMSI或者N-PDU号，则UE将用ROUTINGAREAUPDATECOMPLETE消息来给网络以应答。
1.4UE触发正常释放
通信结束后，要进行有关资源和标识的释放过程，从资源角度来说，释放是RNC可以把分配的资源重新分配给其它用户，从UE的角度来说是不能再用原来分配的资源进行通信。
释放分正常释放和异常释放，正常释放是指正常通信结束后释放，可以UE发起，也可网络发起，UE发起释放标志是UE发送Disconnect消息到CN,网络发起释放标志是CN发Disconnect消息到UE。
下面图表述的是UE触发的正常释放过程。
1.5网络触发正常释放
1.6小区更新
小区更新过程是三代系统中一个比较有特色的功能，它由UE主动发起，并且UE处于四种连接态（CELL_DCH,CELL_FACH,CELL_PCH和URA_PCH）都可能发起。
当用户出现异常（无线链路失败，RLC不可恢复错误等）会发起小区更新；处于CELL_PCH或URA_PCH时如果需要发送上行数据使用小区更新过程；进行小区重选后用小区更新消息通知RNC；用周期性的小区更新过程保持与网络侧的联系；CELL_PCH/URA_PCH的寻呼响应，重新进入服务区也使用小区更新过程。
小区更新过程有以下几个主要目的：
（1）通知UTRAN，处于CELL_PCH或CELL_FACH状态的UE重新进入了服务区；
（2）通知UTRAN，UE的AMRLC实体发生了不可恢复的RLC错误；
（3）周期性小区更新可作为CELL_PCH或CELL_FACH状态下的UE监管机制；
（4）通知UTRAN，处于CELL_PCH或CELL_FACH状态下的UE发生小区重选后所在的小区；
（5）用于处于CELL_DCH状态下的UE发生无线链路故障时的处理；
（6）用于UE发送UECAPABILITYINFORMATION消息失败时的处理；
（7）通知UTRAN，处于CELL_PCH状态下的UE收到寻呼或需要发送上行数据，需要将其状态转移到CELL_FACH状态；
小区更新只能由UE触发，小区更新时UE状态只能在连接状态，不可能在idle状态，故小区更新过程不需建立RRC连接。
小区更新是UE和RNC的RRC层之间的交互过程，UE发送cellupdate是在RACH信道，RNC回cellupdate是在FACH信道上响应。
1.6.1RLC不可恢复错误原因小区更新
1.6.2Radiolinkfailure原因小区更新
1.7UE主叫（MOC）
由移动终端发起的CS呼叫过程，一般称为MOC过程。
在UE发起呼叫建立时，如果之前UE没有建立RRC连接则先建立RRC连接，再通过初始直传建立传输NAS消息的信令连接，最后建立RAB。
以下图为UE处于Idle状态下发起CS呼叫的流程。
由下图可知，一个完整的MOC过程，可分为如下6个子过程：
（1）RRC连接建立过程
建立SRB传递的通道。
即申请SRB资源的过程。
如3.4K或13.6K带宽信令承载。
（2）建立初始直传
通过初始直传，传递有关业务类型到CN.Iu接口是第一次建立信令连接。
（3）鉴权、加密过程
对用户身份合法性进行签别，并向UE提供新密钥的参数。
加密过程是UE和RNC、CN之间协商有关加密参数，后续的信令都以加密的方式进行传递。
（4）呼叫建立过程
通过setup消息，告诉CN有关被叫信息。
（5）RAB建立过程
第二次资源分配过程，目的是建立业务承载，为传递CS3.4K+12.2K分配资源。
（6）振铃和接听过程
表示被叫振铃和摘机。
Outum消息截图：
业务承载RB，上行资源分配。
业务承载RB，下行资源分配。
1.8UE被叫（MTC）
MTC过程是UE响应CS呼叫的过程。
网络唤醒UE是通过寻呼的方式，UE收到寻呼后知道是响应呼叫，如UE在idle模式发起RRC连接建立过程。
MTC和MTC过程大同小异，整个过程也可分为六个子过程，只是MTC过程是网络通过寻呼触发的，而MOC是UE主动发起的呼叫。
Outum消息截图：
1.9移动终端呼叫移动终端（MMC）
Outum消息截图：
1.10VP（视频电话）
VP业务在信令流程上与一般CS业务无异，只是在资源的申请方面与CS业务有所出入。
RB，上行资源分配。
RB，下行资源分配。
1.11PDP上下文激活
对一个UE发起的PDP上下文激活过程来说，如果之前UE没有建立RRC连接则先建立RRC连接，再通过初始直传建立传输NAS消息的信令连接，最后建立RAB。
网络发起的PDP上下文激活过程包括了寻呼过程，在接入层内与主叫过程很类似，其它区别主要体现在NAS消息上。
下图是PDP上下文激活过程。
由下图可知，UE处于idle状态，故需发起RRC连接建立过程，该过程没GPRSAttach过程，说明先前已进行过GPRSAttach。
从信令观察申请速率、分配速率。
1、ACTIVATEPDPCONTEXTREQUEST：
2、ACTIVATEPDPCONTEXTACCEPT：
下图是从outum看见的PDP激活过程信令截图，从该图可知，先建立RRC连接建立后，首先做PSattach，然后PDP激活，建立RAB。
与前面协议流图的区别在于，协议流图已经进行过PSattach过程，故PDP激活时不需PSattach过程。
1.12CS+PS（H）组合业务
组合业务是指在进行CS业务时可以同时进行PS业务，第二代不支持组合业务，CS和PS是独立进行，组合业务的特点在于，先进行一个业务后，另一业务不在需要重新建立RRC连接，直接通过原信令承载的资源进行信令传递，分配业务资源时，是与原业务一起作为组合业务进行资源分配。
1.13HSDPA（高速分组数据业务）
HSDPA业务本身也是PS业务，只是从资源占用角度来看与PS主要区别在于HSDPA业务是多用户共享的概念，级多个用户通过某种调度策略来时分或码分复用资源，而不是普通PS业务的资源专用方式。
HSDPA业务承载建立以后，NodeB内的分组调度器将来自高层不同用户的数据分配到相应的优先权队列。
NodeB内的分组调度器评估不同用户的相关参数，并据此进行调度，这些参数可能包括：
各用户的优先级、各用户的信道条件（可参考UE上报的CQI）、用户缓冲区数据量、距上次接受服务的时间、哪些用户的重传没有执行等。
若在给定的TTI调度某UE，NodeB要选择适当的传输参数，包括：
使用的码字和时隙、调制方式、冗余版本和HARQ进程。
这些参数的选取要考虑UE的能力级。
NodeB通过HS-SCCH信道将这些信息通知被调度的UE。
UE监听HS-SCCH，如发现下一HS-DSCHTTI传输属于自己的数据，则准备接收，并根据HS-SCCH上的信息对HS-DSCH的数据进行解码。
一旦完成数据的解码，UE根据CRC校验结果使用HS-SICH发送ACK/NACK信息及UE推荐的CQI。
HSDPA高速分组下行数据业务，也是PS业务的一种，但是它是特殊的PS业务。
故H业务的信令流程从高层信令观察与PS业务并无明显区别。
为确定本次资源分配是否是H业务：
从RRCConnectionSetupComplete消息中UE能力观察，能否支持H业务，但本次业务不一定分配H资源：
从业务承载观察资源分配，可确定是否是H业务：
1.14RNC内切换流程
下图是RNC内切换流程图。
RNC内切换是指目标小区和服务小区位于同一个RNC内下不同小区。
RNC内切换可以采用接力切换也可采用硬切换。
下图是RNC内切换outum截图，从下图可知，其采用的切换命令是Physicalchannelreconfiguration消息。
1.15RNC间重定位流程
RNC间的切换过程采用的是重定位过程，由于目前RNC之间没实现Iur接口，RNC之间无法直接进行通信，需通过CN来进行转发方式进行联系。
RNC间的重定位过程触发是UE上报测量报告后，RNC根据候选目标小区列表，发现是属于另一RNC的小区，则触发重定位过程。
下图是重定位过程。
1.16CS业务TD-SCDMA切换到GSM流程图
下图是CS业务时，从3G网络切换到2G网络的outum截图，从下面截图可知，UE收到3A测量报告后，RNC判决是需切换到2G网络下的小区，会下发Handoverfromutrancommand-GSM，是最明显标志。
后续的过程就是在GSM中进行CS业务的过程。
1.17PS业务TD-SCDMA重选到GSM
该过程用于PS域分组业务，由网络端触发，与UE自身触发的小区重选过程有差异。
UE由TD-SCDMA网络发起分组业务请求并成功接入后，RNC会根据邻小区的情况发起相应的测量控制，当满足测量上报条件时UE将向RNC报告测量结果。
RNC中的RRM对测量结果进行处理判决并确定切换的目标小区，如果需要切换的目标小区为GSM/GPRS小区，则执行网络端触发的TD-SCDMA向GSM/GPRS的小区重选过程。
首先由RNC向UE发送CELLCHANGEORDERFROMUTRAN消息，UE接收到该消息后执行向GSM/GPRS的小区重选过程，与目标BSS和核心网建立信令连接，并触发路由区更新的过程。
随后，核心网会进行一系列的非接入层过程，同时触发RNC进行Iurelease过程，RNC将释放该UE在TD-SCDMA小区内使用的资源。
此时，RNC认为UE已经成功完成小区重选到GSM/GPRS网络。
下图是PS业务从3G重选到2G的outum截图，从下图可知，与在idle模式下重选不同，在PS业务时需通过3A测量报告的方式触发，UE收到RNC下发的cellchangeorderfromUTRAN后，不是采用CS业务互操作方式，而是采用重选的方式，重选到GSM网络后，直接在GSM网络申请资源，然后接到TD网络的数据进行传递。
1.18PS业务GSM系统重选到TD系统
UE由GSM/GPRS网络发起分组业务请求并成功接入后，当BSS判决向TD-SCDMA小区切换时，则执行网络端触发的GSM/GPRS向TD-SCDMA小区重选过程。
首先，由BSS向UE发送RR-CellChangeOrder1消息，UE接收到该消息后执行向TD-SCDMA的小区重选过程，与目标RNC、核心网建立信令连接，并触发路由区更新过程。
其中，RRCConnectionEstablishment2过程中，“Establishmentcause”IE为Inter-RATcellchangeorder，并具有较高的优先级。
UE接收到ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息完成路由区更新过程，并向核心网发送SERVICEREQUEST消息，请求PS域RAB建立。
核心网将触发RNC进行RAB建立等一系列过程，UE在目标小区继续数据传输，成功完成小区重选到TD-SCDMA网络。
下面是从outum上观察PS业务时，从GSM重选到TD的信令，从下面信令可知，由于现在实现的原因，不是UE在GSM网络上发测量报告，然后网络触发UE小区改变命令，然后UE重选到TD网络；而是UE通过测量的方式决定重选到TD网络，与idle模式下重选相似，故RRCconnectionrequest的原因是系统间小区重选，而不是系统间小区改变。
但通过RA和LA更新后，收到网络侧MODIFYPDPCONTEXTREQUEST（NETWORKTOMSDIRECTION）和UE回MODIFYPDPCONTEXTACCEPT消息，可以判断与idle时重选的异同。
1.19SMS（普通短消息）
短消息是GSM/UMTS中纯信令过程，不需要建立业务承载。
如UE在idle状态需要通过RRC连接建立申请传递通道，如在连接模式，利用已有通道即可进行传递。
Outum消息截图：
1.20MMS（多媒体短消息，彩信）
多媒体短消息（MMS），又称为彩信，其是在GPRS承载上的应用业务。
2．异常信令流程
2.1接入过程
我们一般把UE的整体接入过程分为三大部分：
MOC（移动始发呼叫，即主叫），MTC（移动终结呼叫，即被叫）以及MMC（移动对移动的呼叫，即两个UE之间的移动呼叫，实际上就是MOC+MTC过程），以下是针对三种情况在路测软件（SPANOUTUM）上的信令流程显示：
1）MOC过程
说明：
一般情况下，从与网络交互的消息来看，主叫有以下明显特征：
随机接入后，上报的第一条NAS消息（非接入层信令，即不需要RNC、NodeB进行解析处理的信令）是CMServiceRequest，另外网络侧下发的NAS消息CallProceeding也是它特有的。
2）MTC过程
说明：
一般情况下，从与网络交互的消息来看，被叫有以下明显特征：
收到的第一条消息是Paging（可能是PagingType1或者PagingType2），然后会上报PagingResponse，另外向网络上报的NAS消息CallConfirmed也是其特有的。
3）MMC过程
说明：
MMC过程，其实就是针对特定的两个UE（在这两个UE之间建立点对点的主被叫关系）建立的MOC+MTC过程，是一个贯穿主被叫从拨打到接通的过程。
2.1.1RRC连接建立正常和异常信令流程
RRC连接建立的正常和异常信令流程如下图所示：
1）RRC连接建立正常流程
说明：
RRC连接建立的正常流程中只有三条消息，其中我们可以从RRCConnectionSetup消息中获取UEID以及小区所属RNCID，便于OUTUMLOG和CDL以及UETRACE结合起来分析定位问题
2）常见RRC连接建立异常流程举例
说明：
RRCConnectionRequest无响应的问题，一般情况下都跟无线环境有关，，导致网络侧没有收到RRCConnectionRequest消息，此时需要查看一下小区的P-CCPCHRSCP、P-CCPCHCIR等值，看看是否符合接通要求。
说明：
RRCConnectionRequest被拒绝（RRCConnectionReject），多半都与RNC资源不足有关，有可能是拥塞了，也有可能是RNC相关处理单元异常了，需要排查设备是否存在问题。
2.1.2RAB连接建立正常和异常信令流程
1）RAB连接建立正常流程
图RAB连接建立正常流程-RNC侧截图
图RAB连接建立正常流程-UE侧截图（主叫）
说明：
主叫侧一般是收到网络侧的CallProceding消息之后，才进行承载建立，同时在承载建立消息中，能够了解到承载资源的占用情况
图RAB连接建立正常流程-UE侧截图（被叫）
说明：
被叫侧一般是向网络上报CallConfirmed消息后，才会进行承载建立，同时在承载建立消息中，也能够了解到承载资源的占用情况。
另外针对RAB过程，从网络角度看，实际上涉及到Uu、Iub、Iu三大接口，如上截图也是从这三大接口的角度展示了所涉及到的关键信令信息。
2）RAB连接建立异常流程举例
图RAB连接建立异常流程-1（RNC侧截图）
图RAB连接建立异常流程-1（UE侧截图）
说明：
网络侧下发RADIOBEARERSETUP消息给UE后，同时就向CN发送IURELEASEREQUEST消息，说明该消息RNC底层就没有将消息发送
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