GPRS信令分析指导书.docx
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GPRS信令分析指导书
资料编码
产品名称
G3PCU
使用对象
技术支援工程师、合作方
产品版本
编写部门
GBSS维护产品部
资料版本
信令分析指导书
拟制:
日期:
2007-02-25
审核:
PCU维护开发组
日期:
2007-03-12
批准:
日期:
华为技术有限公司
版权所有XX
修订记录
日期
修订版本
描述
作者
目录
第1章Pb接口消息3
1.1Pb接口概述3
1.2Pb接口主要流程3
1.2.1小区激活/去激活流程3
1.2.2小区初始化流程4
1.2.3PCU发起的复位7
1.2.4BSC发起的复位8
1.2.5动态信道申请8
1.2.6动态信道主动和被动释放9
1.2.7资源核查9
1.2.8PCIC和分组资源维护10
1.2.9对信道编码动态调整的支持11
第2章Um接口消息13
2.1基本概念13
2.1.1Um接口协议栈13
2.1.2RLC/MAC协议中的基本概念13
2.2Um接口的主要流程14
2.2.1CCCH上的上行一阶段接入14
2.2.2CCCH上的上行两阶段接入16
2.2.3PACCH上的上行接入17
2.2.4上行接入异常流程18
2.2.5CCCH上的下行TBF建立流程18
2.2.6CCCH上的下行TBF建立失败19
2.2.7PACCH上的下行TBF建立流程20
2.2.8PACCH上的下行TBF建立失败20
2.2.9上行TBF的正常释放流程21
2.2.10上行TBF的异常释放流程22
2.2.11下行TBF的正常释放流程22
2.2.12下行TBF的异常释放流程24
第3章Gb接口消息25
3.1Gb接口概述25
3.1.1Gb接口协议栈25
3.1.2BSSGP层主要功能25
3.1.3NS层主要功能26
3.2Gb接口消息跟踪27
3.2.1小区初始化流程27
3.2.2数据传输29
3.2.3手机挂起/恢复29
附录A信令跟踪32
A.1接口信令跟踪32
A.2信令保存33
第1章Pb接口消息
1.1Pb接口概述
Pb接口是华为PCU和BSC的内部接口,主要进行无线分组资源的管理。
在Pb接口中主用涉及到以下基本概念:
●PCIC(PacketCircuitIdentityCode,分组电路标识码)。
分组电路标识码是将MSC-BSC接口(A接口)的CIC概念,引入GPRS系统的PCU-BSC接口(Pb接口)。
PCIC在一个BSC内统一编号。
每个PCIC与PCU和BSC之间的一条16kbit/s的中继电路一一对应。
●逻辑小区号。
逻辑小区号是在PCU处理框内统一编号的小区标识,逻辑小区号与小区CGI(CellGlobalIdentifier)唯一对应。
在PCU内部模块间,小区通过逻辑小区号识别;在PCU与BSC之间,小区通过CGI标识。
●逻辑信道号。
逻辑信道是一组PDCH(PacketDataChannel)在小区内的统一编号,用于PCU内部模块和操作维护模块对信道进行标识。
●固定信道和动态信道。
固定信道是指系统初始化后,将一部分TCH转换为PDCH使用,即使小区中有其它更高优先级的业务,除非小区复位,否则这部分PDCH将不再释放。
动态信道是指在初始化时,作为TCH使用,当分组业务繁忙时,PCU可申请这部份信道转换为PDCH使用;当BSC有更高优先级的业务时,可将这部分PDCH回收。
1.2Pb接口主要流程
Pb接口的主要流程包括小区激活/去激活流程、小区初始化流程、复位流程、动态信道申请流程、动态信道主动和被动释放流程、资源核查流程、PCIC和分组资源维护流程和对信道编码动态调整的支持流程。
1.2.1小区激活/去激活流程
在添加和修改ATTR表的数据配置后,小区处于去激活状态。
要使小区生效,需要在操作维护台对小区进行激活操作。
激活小区后,PCU主动发起小区复位。
在收到BSC的复位应答,再进行小区的初始化流程。
同样,当小区处于激活状态,要删除或修改ATTR表的数据配置,或者要使小区不再生效,需要去激活小区。
去激活小区后,PCU释放占用的固定和动态信道。
1.2.2小区初始化流程
小区在以下情况要进行小区初始化:
●LAPD链路由不通变为通;
●小区由去激活状态变为激活状态;
●PCU或BSC进行小区复位。
小区初始化流程开始前,小区的状态是未初使化。
小区初始化流程中,从BSC获得小区的详细信息;如果信道信息中表明BSC分配了固定信道,PCU立即申请固定信道用于分组业务。
1.正常流程
小区初始化的正常流程如图1-1所示。
①
15:
19:
51.330
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_CONFIG_REQ
②
15:
19:
51.440
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CELL_INFO
③
15:
19:
51.440
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_INFO_CNF
④
15:
19:
51.490
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_INFO
⑤
15:
19:
51.490
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CHAN_INFO_CNF
⑥
15:
19:
51.600
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_INFO
⑦
15:
19:
51.600
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CHAN_INFO_CNF
⑧
15:
19:
51.660
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CELL_CONFIG_ACK
⑨
15:
19:
51.660
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PDCH_REQ
⑩
15:
19:
51.710
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_PDCH_ACK
图1-1小区初始化流程(正常)
PCU向BSC发无线配置请求消息(如①所示),消息中携带需初始化的小区的逻辑小区号。
BSC收到无线配置请求消息后,向PCU发小区信息消息(如②所示),消息中携带是否跳频以及系统消息参数等信息。
PCU向BSC发小区信息确认消息(如③所示)。
BSC将信道属性消息(如④⑥所示)发送给PCU,信道属性包括绝对频点号(如果不跳频)和TSC,如果跳频信道参数还包括(HSN、MAIO、频率列表)。
PCU每收到一个信道属性,都返回应答消息(如⑤⑦所示)。
BSC通知PCU小区初始化完成(如⑧所示),可以正常工作。
如果信道中有固定信道,PCU发起信道请求消息(如⑨所示)。
BSC回应信道请求应答消息(如⑩所示)。
小区初始化的正常流程如下:
2.异常流程
BSC侧不存在该小区。
当BSC侧不存在该小区时,小区初始化流程如图1-2所示。
①
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_CONFIG_REQ
②
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_RF_RES_BLOCK
图1-1小区初始化流程(BSC侧不存在该小区)
PCU发起小区配置请求消息(如①所示),如果BSC没有配置该小区,应该回应无线资源闭塞消息(如②所示),并带原因值为Cellnotexit。
在PCU的操作维护台查询该小区状态为:
RPPU:
1
Cell:
37
Operationstate:
disabled
Availabilitystate:
insidefail
BSCmanagementstate:
blocked
CauseofBSCbeingblocked:
unknown
Managementstateofmaintenance:
unblocked
ManagementstateofGb:
blocked
BSC侧小区状态异常。
当BSC侧小区状态异常时,小区初始化流程如图1-3所示。
①
17:
13:
2.650
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_CONFIG_REQ
②
17:
13:
2.750
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CELL_INFO
③
17:
13:
2.750
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_INFO_CNF
④
17:
13:
2.860
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_INFO
⑤
17:
13:
2.860
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CHAN_INFO_CNF
⑥
17:
13:
2.970
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_INFO
⑦
17:
13:
2.970
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CHAN_INFO_CNF
⑧
17:
13:
3.30
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CELL_CONFIG_ACK
⑨
17:
13:
2.30
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PDCH_REQ
⑩
17:
13:
2.140
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_PDCH_NACK
图1-2小区初始化流程(BSC侧小区状态异常)
在BSC_PCU_CELL_CONFIG_ACK消息中,小区的状态为blocked。
申请固定信道时,BSC回应NACK。
在PCU的操作维护台查询该小区状态为:
RPPU:
1
Cell:
35
Operationstate:
enabled
Availabilitystate:
noexception
BSCmanagementstate:
blocked
CauseofBSCbeingblocked:
unknown
Managementstateofmaintenance:
unblocked
ManagementstateofGb:
blocked
可通过基站维护台查看站点和小区的状态,确认小区是否正常工作。
BSC没有回应。
当BSC没有回应时,小区初始化流程如图1-4所示。
①
16:
40:
12.690
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_RESET
②
16:
40:
15.650
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_RESET
③
16:
40:
16.700
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_RESET
④
16:
40:
17.690
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_RESET
图1-3小区初始化流程
PCU将不停地发起小区的复位消息(如①②③④所示),BSC没有回应。
在PCU的操作维护台查询该小区状态为:
Operationsuccessful
RPPU:
4
Cell:
51
Operationstate:
disabled
Availabilitystate:
devicehasnotbeeninitialized
BSCmanagementstate:
blocked
CauseofBSCbeingblocked:
unknown
Managementstateofmaintenance:
unblocked
ManagementstateofGb:
blocked
需要查看BSC的状态是否正常。
1.2.3PCU发起的复位
在下列情况,PCU会发起小区复位:
●在PCU的操作维护台进行小区复位操作。
●小区由去激活状态变为激活状态。
PCU发起的复位流程如图1-5所示。
①
15:
19:
49.240
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CELL_RESET
②
15:
19:
49.350
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CELL_RESET_ACK
图1-1PCU发起的复位流程
PCU向BSC发小区复位消息(如①所示)。
BSC向PCU返回复位确认消息(如②所示)。
在小区复位后,会立即执行小区的初始化流程。
PCU发起的复位流程如下:
1.2.4BSC发起的复位
在下列情况,BSC会发起小区复位:
●BSC动态数据配置生效后,通知PCU重新取小区配置。
●BSC上电后,向GRRM发送小区复位命令。
1.2.5动态信道申请
PCU在收到手机的接入请求后,根据手机的多时隙能力、小区初始化信道配置信息、已申请的信道和各信道上已复用的手机数,决定是否向BSC申请动态信道和申请哪一条信道。
如果需要申请动态信道,通过指定方式向BSC发起动态信道申请。
动态信道的申请流程如图1-6所示:
①
15:
19:
51.880
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_REQ
②
15:
19:
51.880
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_IMM_ASS
③
15:
19:
52.260
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PDCH_REQ
④
15:
19:
52.650
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_PDCH_ACK
⑤
15:
19:
53.360
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_REQ
⑥
15:
19:
53.360
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_IMM_ASS
图1-1动态信道申请流程
接口消息说明:
PCU收到手机经BSC转发的的接入请求消息(如①所示)。
PCU根据手机的多时隙能力,小区初始化信道配置信息,已申请的信道和各信道上已复用的手机数,向BSC申请动态信道(如②所示)。
BSC在电路业务空闲时,将信道分配给PCU用于数据业务(如④所示)。
PCU将已有的信道和申请到的信道分配给手机用于数据业务(如⑥所示)。
动态信道申请的流程如下:
1.2.6动态信道主动和被动释放
动态信道的释放分主动释放和被动释放两种。
主动释放是指由于信道空闲时间过长、小区间信道动态调整、PCIC闭塞等原因导致PCU主动释放动态PDCH;而被动释放是指BSC侧由于空闲TCH非常少而向PCU发起动态PDCH收回请求。
1.主动释放流程
主动释放流程如图1-7所示。
①
15:
10:
32.20
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PDCH_REL
②
15:
10:
32.130
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_PDCH_REL_CNF
图1-1信道主动释放流程
PCU主动释放信道的流程如下:
2.被动释放流程
BSC在电路业务忙时,发起TCH_REQ消息,要回动态信道用于优先级更高的电路业务。
PCU无条件地将动态信道释放。
PCU被动释放信道的流程如下:
1.2.7资源核查
为了避免在长时间运行中,某些异常事件,如消息丢失等导致PCU和BSC间的资源状态不一致,需要进行状态核查。
状态核查包括小区状态的核查、信道状态的核查和PCIC状态的核查。
●小区状态核查:
小区状态核查主要检查PCU和BSC的状态是否一致。
●信道状态核查:
信道状态的核查主要是核查信道的组合类型和信道管理状态。
由PCU定时发送核查消息,BSC收到消息后,与自己保留的信道状态进行比较,采取相应处理。
●PCIC状态核查:
PCIC状态核查由PCU发起的,只核查PCIC的操作维护状态(闭塞、未闭塞)。
当BSC检测到PCU的PCIC状态与BSC的状态不同时,采用相应处理。
核查消息如图1-8所示。
①
17:
13:
24.840
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CHAN_CHECK
②
17:
13:
24.840
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
③
17:
13:
24.840
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
④
17:
13:
29.830
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
⑤
17:
13:
29.830
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
⑥
17:
13:
29.830
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
⑦
17:
13:
29.830
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_PCIC_CHECK
图1-1资源核查流程
资源核查流程如下:
1.2.8PCIC和分组资源维护
PCIC和分组信道资源的维护可由PCU的操作维护台或由BSC的操作维护台发起。
1.PCU发起的维护命令
PCIC维护消息包括PCIC的闭塞、解闭。
PCU的操作维护台发起PCIC闭塞命令,如果此PCIC对应的分组信道空闲,则只记录PCIC闭塞状态;如果PCIC已分配,且被动态PDCH使用,PCU发起PDCH释放过程并记录闭塞状态;如果被静态PDCH使用,只记录状态。
PCU操作维护发起的PCIC解闭命令。
PCU修改PCIC状态,返回确认消息。
如果此PCIC被静态PDCH使用,改变PDCH的状态。
分组资源的闭塞、解闭。
PCU的操作维护台发起小区闭塞命令,小区的维护管理状态为闭塞。
手机无法在该小区接入。
PCU的操作维护台发起小区解闭命令,小区的维护管理状态为解闭。
手机可以在该小区接入。
PCU的操作维护台发起信道闭塞命令,信道的维护管理状态为闭塞。
该信道无法分配给手机用于数据业务。
PCU的操作维护台发起信道解闭命令,信道的维护管理状态为解闭。
该信道可以分配给手机用于数据业务。
2.BSC发起的维护命令
PCIC维护消息包括PCIC的闭塞、解闭。
BSC发起PCIC的闭塞。
PCU将PCIC状态置为闭塞。
如果PCIC由动态PDCH使用,将释放相应的PDCH。
BSC发起PCIC的解闭,去除PCIC的闭塞状态。
BSC发起PCIC的复位。
BSC和PCU的状态核查时,当BSC的PCIC状态和PCU的PCIC状态不一致,BSC复位在BSC处标识为PDCH、在PCU处标识为TCH的信道占用的PCIC。
此时的复位可能导致PDCH释放。
另外BSC的OM也可以发起PCIC的复位操作。
分组资源的闭塞、解闭。
BSC发起的无线资源闭塞消息,如果闭塞了动态信道,PCU将主动释放信道,并回应答消息。
BSC向PCU发起无线资源解闭命令。
PCU回应确认消息。
1.2.9对信道编码动态调整的支持
当信道编码从CS-1、CS-2改变为CS-3、CS-4时,必须通知BSC增加Abis和Pb接口的16kbit/s地面电路,在获得BSC的肯定应答后,才能进行信道编码调整,如图1-9所示。
①
17:
13:
24.840
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_CS_MOD
②
17:
13:
24.840
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CS_ACK
③
17:
13:
24.840
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CS_NACK
图1-1对信道编码动态调整支持流程
当信道编码从CS-1、CS-2改变为CS-3、CS-4前,PCU向BSC提出调整请求。
BSC调整成功返回应答消息。
PCU将申请的PCIC分配给支持CS-3、CS-4的分组信。
信道编码方式动态调整流程如下:
第2章Um接口消息
2.1基本概念
2.1.1Um接口协议栈
GPRS的协议栈如图2-1所示。
图2-1GPRS的接口协议栈
Um接口是BSS和MS间的接口。
在GSM03.64协议中有GPRSUm接口的概要描述。
在GSM05.02协议中对GSM/GPRS的无线信道有详细的说明。
Um接口的GPRS信令和数据流程在GSM04.60、GSM04.08协议中描述。
PCU处理的Um接口协议主要是RLC/MAC层协议,Um接口消息跟踪就是跟踪PCU和MS间的RLC/MAC层信令和数据。
Um接口消息跟踪是一种监视PCU和MS间数据和信令流程的手段,可以利用它来解决Um接口相关的一些异常问题。
2.1.2RLC/MAC协议中的基本概念
1.RLC/MAC协议的作用
RLC/MAC层的作用是为LLCPDU提供传输通道,使LLCPDU顺利地在MS和SGSN之间传输。
为了达到这个目的,PCU需要完成以下功能:
●在Um接口建立数据传输链路,即TBF。
●为链路分配资源(信道和无线块),并负责资源的调度和释放。
2.RLC/MAC层的链路-TBF
TBF(TemporaryBlockFlow,临时块流)是MS和BSS之间在进行数据传送时的一种物理连接。
TBF只有在数据传送过程中才存在。
TBF的主要信息包括以下几方面:
●TFI(TemporaryFlowIdentity,临时流标识),它是TBF的标识。
TBF由TFI、数据传送方向唯一标识。
●分配的信道:
表示TBF的数据块在哪几条信道上传输。
●控制信道(PACCH):
表示TBF的控制块在哪一条或几条信道上传输。
●RLC模式。
RLC模式分确认和非确认两种。
确认模式:
TBF的每个发送的数据块都需要得到对方的确认,否则要重传,直到所有数据块都传送完毕并得到对方确认才可释放TBF。
非确认模式:
传送的数据块无需得到对方确认,丢失的数据块无需重传,数据传送完毕即可释放TBF。
●MAC模式(上行TBF)。
MAC模式包括固定分配、动态分配和扩展动态分配三种。
固定分配:
MS使用的无线块由BSS事先分配好,在指配消息中以资源位表的形式通知MS。
若无线块使用完毕但还有数据需要传送,则需由BSS再次分配无线块。
动态分配:
BSS在给MS指配无线资源时,为MS指配几个无线信道及每个无线信道对应的USF值,MS监听所指配信道的下行无线块中的USF值,如果该值与指配的USF相同,则MS就在相应的上行无线块上传送数据。
扩展动态分配:
扩展动态分配的资源分配机制与动态分配基本一致,只是MS在收到其中一个信道的USF值后,即可在该信道以及在编号比该信道大的其他信道上传送数据。
2.2Um接口的主要流程
根据目前各网络运营商的实际配置情况,下面介绍的都是系统配置了CCCH,而未配置PCCCH时的流程。
2.2.1CCCH上的上行一阶段接入
当小区中没有配置PCCCH时,分组业务在CCCH上发起。
因为CCCH上的分组接入请求首先到达BSC,经过BSC转发到PCU处理,所以,在Um接口消息跟踪中无法看到分组信道请求和立即指配消息。
在Pb接口和Um接口跟踪到的CCCH上的上行一阶段接入流程如图2-2和图2-3所示。
①
17:
18:
22.810
BSC→PCU
MT_BSC_PCU_CHAN_REQ
②
17:
18:
22.810
PCU→BSC
MT_PCU_BSC_IMM_ASS
图2-1CCCH上的上行一阶段接入(Pb接口)
③
17:
18:
22.420
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