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TD-SCDMA信令流程解读
(2006-10-10)
1、引言
对信令的理解和熟悉有助于在网络规划和优化过程中定位问题,因此是网络优化的必备能力。通常遇到问题,我们需要结合RNC侧(后台信令跟踪)和终端侧(Pecker跟踪、路测仪显示)两者的信令,共同分析。
本文首先介绍了UMTS网络接口和UE状态的跃迁,是理解信令的基础;接着参考各层的无线接口协议,并结合外场测试的情况,详细描述了TD-SCDMA系统中Uu接口、Iub接口、Iu接口等在实现业务时的信令;最后针对网优中常见的掉话现象,结合异常信令,做了详细分析,希望对读者有所帮助。
2、UMTS网络结构概述
网络结构与接口
UMTS与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。从功能上看可以分成不同功能的子网,)、无线接入网(UTRAN)和用户设备(UE)三部分组成。
图2-1 UMTS网络结构图
CN——演化而成,通过A接口与GSM系统的BSC相连,通过Iu接口与UTRAN的RNC相连。其中Iu接口又被分为连接到电路交换域的Iu-CS,分组交换域的Iu-PS,广播控制域的Iu-主要处理UMTS内部所有语音呼叫、数据连接和交换,以及与外部其它网络的连接和路由选择。
UTRAN——UTRAN完成所有与无线有关的功能。在UTRAN内部,第三代的无线网络子系统(RNS:work Subsystem)和第二代的BSS地位相同。相连。RNS包括无线网络控制器(RNC)和一个或多个Node B。Node B可以处理一个或多个小区,并通过Iub接口与RNC相连。RNC之间通过Iur进行信息交互,Iur接口可以是RNCs之间物理上的直接连接,也可以靠通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。每个RNS管理一组小区的资源。
UE——UE是用户设备。图2-1中没有画出。
TD-SCDMA系统的网络接口主要有Uu接口、Iub接口、Iur接口和Iu接口。
Uu接口,即空中接口,是指移动终端和接入网之间的接口。Uu接口主要用来传输用户数据、或是相关信令,对应分为用户平面和控制平面。
Iub接口是RNC和Node B之间的接口,完成RNC和Node B之间的用户数据传送、用户数据及信令的处理和Node B逻辑上的O&M等。
Iur接口是两个RNC之间的逻辑接口,用来传送RNC之间的控制信令和用户数据。
的接口,也可以把它看成是RNS和核心网之间的一个参考点。它将系统分成用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。
需要注意的是,在RNC后台跟踪到的信令主要包括Uu口的RRC信令、Iu口的RANAP信令和Iub口的NBAP信令,而在终端路侧设备处跟踪到的信令只包含Uu口信令。
协议状态
UE有两种基本运行模式:空闲模式和连接模式。UE开机后停留在空闲模式下。通过非接入层表示,如:IMSI,P-TMSI,TMSI等标识来区分。UTRAN不保留空闲模式下的UE信息。仅能够寻呼LAC区中的所有UE或同一寻呼时刻的所有UE。当UE完成RRC连接建立后,才会从空闲模式转移到连接模式,CELL-FACH或CELL-DCH。当RRC连接释放后UE从连接模式到空闲模式。UE连接模式共有四种状态:CELL-PCH,URA-PCH,CELL-FACH,CELL-DCH。
图2-2 UE状态和状态的跃迁
Idle状态
UE开机后,在一个小区中读取系统消息,监听寻呼信息,处于Idle状态。在Idle状态下,UE的所有连接在接入层都是关闭的,UE的识别通过非接入层标识(如IMSI、TMSI和P-TMSI)来区别。UTRAN中没有为处于空闲模式的UE建立上下文,如果要寻址一个特定的UE,只能在一个小区内向所有的UE或向监听同一寻呼时段的多个UE发送寻呼消息。
CELL_DCH状态
CELL_DCH状态的基本特征是,UE被分配了专用的物理信道。在该状态下,除了上下行专用物理信道DPCH外,UE还可能被分配物理上下行共享信道PUSCH和/或PDSCH。根据UTRAN的分配情况,UE可以使用专用传输信道DCH、上行共享传输信道USCH、下行共享传输信道DSCH,以及这些传输信道的组合。UTRAN根据当前的激活信道集知道该UE已经处在小区识别等级上。
CELL_FACH状态
CELL_FACH状态的基本特征是,UE与UTRAN之间不存在专用物理信道连接,UE在下行方向将连续监视FACH传输信道,而在上行方向可以使用公共或共享传输信道(如RACH),UE在任何时候都可以在相关传输信道上发起接入过程。根据UTRAN的分配情况,UE在此状态下可以使用USCH或DSCH传输信道,UTRAN也可以根据UE最后一次执行的小区更新