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