无线链路流程建立分析.docx

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无线链路流程建立分析

无线链路建立分析

参考文档

（参考文献RadioandLinkEstablishmentB8.pdf）

目录

一、分析概述3

二、功能描述3

2.1概述3

2.1.1RR连接中各层程序的应用3

2.1.2CCCH上建立分组连接时的程序应用3

2.1.3各程序介绍4

三、信令分析5

3.1概述5

3.1.1成功的无线链路建立5

3.1.2早期CLASSMARKCHANGE发送机制10

3.1.3在GPRS运行期间的CS业务建立（CLASSBMS）12

3.1.4在SCCP期间接收到的DTAP消息13

3.1.5ERRORCASES15

3.2详细的处理能力分析16

3.2.1BTS处理能力分析16

3.2.2BSC处理能力分析17

3.2.3MS处理能力分析18

3.2.4MSC的处理能力分析20

3.3相关的其它程序21

3.3.1DTAP21

3.3.2内部及外部切换21

3.3.3加密21

3.3.4系统消息管理21

3.3.5CLASSMARK的操作22

3.3.6POWERCONTROL22

四、接口描述22

4.13GPP接口/物理接口22

4.1.1无线接口22

4.1.2ABIS接口23

4.1.3A接口23

4.1.4GSL接口24

4.2计时器24

4.3相关参数25

五、术语表26

一、分析概述

这篇文档主要介绍无线链路建立和CS（circuitswitch）和PS（packetswitchfornomasterPDCH）的RR（radioresource）层建立和连接。

除此之外，还包含GPRSCLASSB型手机的“SuspensionService”挂起业务。

（“Resumeservice”在《cellrelease.ref》中介绍）

注：

在SDC上不支持GPRS资源的分配

二、功能描述

2.1概述

当MS请求建立一个无线连接的时候，它需要接入网络来获取一个无线信道和一个陆地连接来标识它接入网络。

这些初始连接的获取可称为无线链路建立程序。

BSC负责分配SDC信道给MS，包含在系统消息3里的NECI（newestablishmentcauseindication）标识总是设置为0，表示不支持“newestablishmentcause”。

任何一个包含有“newestablishmentcause”和“reservecause”值的CHANNELREQUEST消息都会被BSC丢弃。

如下图：

但GPRS的“singleblockpacketaccess”和“onephasepacketaccess”建立请求可被支持。

MFS负责GPRS信道的分配。

2.1.1RR连接中各层程序的应用

主叫程序：

1、立即指配程序

2、SCCP建立程序

被叫程序：

1、寻呼程序

2、立即指配程序

3、SCCP建立程序

2.1.2CCCH上建立分组连接时的程序应用

●由MS发起的分组建立程序

1、分组接入程序

●由网络发起的分组建立程序：

1、分组下行指配程序

2.1.3各程序介绍

●寻呼程序

这个程序是由网络（MSC&BSS）发起，为了通知手机有一个呼叫建立请求（被叫）。

●立即指配程序

由网络（BSS）分配无线资源给MS，并且在MS和网络之间建立一个无线信令链路连接。

由MS在RACH信道上发送一条“CHANNELREQUEST”消息来发起。

这个程序的执行无需通知MSC。

●分组接入程序

MS向网络（MFS）请求一个TBF（temporaryblockflow），并由MS在RACH上发送一条含有PS建立请求原因的“CHANNELREQUEST”发起。

●分组下行指配程序

由网络（MFS）建立一个下行的TBF。

这个程序由MFS发送一条“IMMASS”消息来发起。

●SCCP连接建立程序

由BSS将MS与MSC连接起来。

这个程序在无线接口信令连接成功以后再发起。

因MSC不会立即确认SCCP建立消息，所以在这期间BSC将会存储MS上发的上行DTAP消息。

如果在这一期间BSC接收到任何一个CLASSMARK消息都会处理并存储这些消息，在SCCP建立成功以后由一条CLASSMARKUPDATING消息发送给MSC。

注：

在SCCP建立以后，这些被BSC存储的CLASSMARKCHANGE消息会通过一个CLASSMARKUPDATE消息发送给MSC。

✓一个PHASE2手机可以通过透明的发送CMSEVICEABORT消息来请求取消正在进行的MM（mobilemanage）连接建立并且释放RR连接。

BSC会存储由MS在SCCP建立阶段最先发送的两个DTAP消息。

✓ECSC标识存在于系统消息3中，表示允许一个PHASE2MS在LAPDm建立后就发送CLASSMARKCHANGE消息。

BTS通过发送UA帧来证实此程序的发起。

（ALCATEL系统中总是允许Earlysendingofclassmarkchange）

三、信令分析

3.1概述

3.1.1成功的无线链路建立

3.1.1.1被叫呼叫流程：

1、MSC收到了一个对IDLE状态MS的呼叫请求，之后通过发送一条paging消息给MS最后一次正确登记的位置区所在的BSC来发起寻呼程序。

（MSC以T3113这个计时器来监控此寻呼程序，保证正确的接收到pagingresponse）；然后BSC将发送pagingcommand消息给每一个支持寻呼的BTS。

最后BTS会组织pagingrequest消息（TYPE1、2AND3），在适当的时间里通过PCH信道发送寻呼消息。

2、MS会在分配给它的寻呼组里监听BTS下发的寻呼消息，它所接收到的pagingrequest消息里要么是IMSI要么是TMSI；正确的接收到发给自己的寻呼消息以后，MS会在RACH信道上发送一条CHANNELREQUEST消息（TA=0）来发起立即指配程序。

MS记录自身产生的随机数（randomnumber）和发送时的帧号（framenumber）；

BTS会发送包含有手机上发的随机数、帧号以及BTS测得的TA值的CHNNAELREQUIRED消息给BSC。

如果BSC的RACH_FILTERING功能开启，那么将会过滤掉超过TA值要求的接入请求。

3、BSC接收到CHANNELREQUIRED消息以后会存储并激活一个SDC信道并开始执行立即指配程序。

CHANNELACTIVATION消息里包含有之前收到的CHANNELREQUIRED消息里测量到的TA值以及服务小区里允许的BS&MS可使用的最大输出功率，同时BSC将起动T9103计时器来监控信道激活程序；BTS随后分配SDC信道给MS并命令LAPDm层实体执行争抢判决建立程序，在SACCH上发送系统消息6并以CHANNELACTIVATIONACKNOWLEDGE消息回复给BSC。

4、BSC组织IMMASSCMM消息后发送给BTS，这个消息将会在与CHANNELREQUEST消息发送时所占用的相同的CCCH信道上发送，并且包含有CHANNELREQUEST消息中的随机数和帧号。

BSC通过T3101计时器来监控SDC信道的分配。

BTS通过在CCCH上发送IMMASS或是IMMASSEXT消息来分配SDC给MS。

5、MS接收到IMMASS消息并检测消息里的内容是否与之前CHANNELREQUEST消息里的内容一致。

如果正确，那么MS将会设置IMMASS或是IMMASSEXT消息里指示的TA值并通过包含层3消息（pagingresponse）的层2信令SABM帧来建立LAPDm连接，转换到新信道上。

当BTS接收到这个带有3层消息的2层信令，那么它将会以包含相同内容的UA帧回复给MS并同时发送包含相同层3消息的ESTIND给BSC；BSC成功的接收到该消息以后，BSC的立即指配实体将会立即停止T3101计时器，萃取此信息中包含的CLASSMARKCHANGE消息，并发送给BSCSCCP实体一条SCCPN-CONNECTREQUEST消息，其中包含层3消息同时开始T9105计时，用来监控SCCP建立程序；随后BSCSCCP实体将会发送CR给对端实体，其中包含层3消息（pagingresponse），同时开始T（conn_est）计时器来监控MSC的回复情况。

在接收到ESTIND消息后，BSC将会：

1、开始排列任何一个由MS上发的DTAP消息（只有前2个消息被排列），如果收到任何一个CLASSMARKCHANGE消息后，BSC都会处理并在SCCP建立以后立即发送给MSC。

2、改变专有模式系统消息序列并在SACCH上发送MULTIPLESACCHINFOMODIGY消息给BTS。

6、MSCSCCP实体会停止T3113计时器并以CC消息回复BSC来证实SCCP的连接。

这时BSCSCCP实体将会停止T（conn_est）计时并通过SCCPN-CONNECTCONFIRM消息通知BSC立即指配实体，这时BSC立即指配实体将会停止T9105计时；然后BSC可能会发起CLASSMARKENQIRY程序，它可以用一条CLASSMARKUPDATE消息来通知MSC之前的CLASSMARKCHANGE消息，并且在任何一个BSSMAP程序发起之前对在SCCP建立期间的DTAP消息进行排队。

这个指示可以包含在CC消息里。

3.1.1.2主叫呼叫流程

详细介绍同上。

3.1.1.3网络发起的分组模式

1、MFS通过发送CHANNELASSIGNMENT给BSC来发起分组下行指配程序

2、BSCGP层将消息直接传递给RR层并发送IMMASSCMM消息发给BTS

3、BTS按照当时的DRX模式来确定在PCH信道（NODRX）还是在AGCH信道（DRX）上发送IMMASS消息给MS。

当MS接收到此消息以后，它将会转换到所分配的PDCH信道上并且开始以分配的TBF标识来监听下行RLC块。

3.1.1.4手机发起的GPRS分组模式

注：

应用在处于空闲模式或是无PCCCH的MS在CCCH上进行的分组上行指配

1、MS通过发送一个带有CAUSE为packetaccesscause的CHANNELREQUEST消息来发起分组接入程序并且离开分组空闲模式。

随后BTS会向BSC发送一条CHANNELREQUIRED消息；BSCRR层将无处理的消息传递给BSCGP层并由该层发送CHANNELREQUEST消息给MFS

2、MFS发送CHANNELASSIGNMENT消息给MS来分配分组上行资源。

BSCGP层将无处理的消息传递给RR层并由此层发送IMMASSCMM消息给BTS。

BTS在AGCH信道上发送包含有packetuplinkassignment消息的IMMASS信令；MS接收到该消息后将会调谐到的分配的PDCH信道上。

注：

如果CHANNELREQUEST消息被MFS拒绝后，MFS可能发送IMMASSREJ消息给MS（通过IMMASS消息）。

当MS接收到该消息以后，将会等待一段时间（由OMCR参数waitindicationforpacketaccessreject确定）或直接进入空闲状态。

3.1.1.5手机发起的EGPRS分组模式

手机在分组空闲模式或是无PCCCH信道的状态下，CCCH信道可用于分组上行指配程序中。

1、如果服务小区支持EGPRS并且支持EGPRS分组信道请求，那么手机将会在RACH信道上通过EGPRS分组信道请求发起EGPRS分组接入程序。

BTS将Channelrequired消息传送给BSC，其中包含EGPRStrainingsequence。

注：

BTS可能会转换EGPRS分组信道请求的TrainingSequence（TS1上行方向可用于具有8PSK的MS，TS2上行方向可用于非8PSK功能的MS）

BSC的RR层将消息传递给BSCGP层，BSCGP层将会发送ChannelRequired消息给MFS。

2、MFS发送CHANNELASSIGNMENT消息给MS分配分组上行资源。

BSCGP层将无处理消息传递给RR层并由此层发送IMMASSCMM消息给BTS。

BTS在AGCH信道上发送包含有EPGRSpacketuplinkassignment部分IMMASS消息；MS接收到该消息后调谐到所分配的PDCH信道上。

注：

如果EGPRSCHANNELREQUEST消息被MFS拒绝后，MFS可能发送IMMASSREJ消息给MS（通过IMMASS消息）。

当MS接收到该消息以后，将会等待一段时间（由OMCR参数waitindicationforpacketaccessreject确定）或直接进入空闲状态。

3.1.2早期CLASSMARKCHANGE发送机制

MS进行主叫或被叫期间，如果BSS允许该机制（在系统消息3里），那么MS将会在LAPDm建立以后尽可能快的发送CLASSMARKCHANGE消息。

3.1.2.1被叫当中的CLASSMARKCHANGE消息

1、见3.1.1.1

2、MS在LAPDm建立以后立即发送CLASSMARKCHANGE消息，BTS通过发送UA帧来证实此程序的开始。

BTS发送其中包含CLASSMARKCHANGE信息的DATAINDICATION信令给BSC，

BSC随后存储MS的CLASSMARK数据。

如果MS的发射功率改变，它将会立即通知功率控制实体，BSC将会在SCCP建立以后立即发送CLASSMARKUPDATE消息给MSC。

3、MSC通过发送CC消息来证实SCCP成功建立连接。

4、BSCSCCP实体停止计时器T（conn_est）的计时并且发送SCCPN-CONNECTCONFIRM给BSC的立即指配实体，同时立即指配实体会停止计时器T9105的计时。

BSC然后会通过CLASSMARKUPDATE向MSC报告MS之前发送的CLASSMARKCHANGE消息。

除些之外，还会发送在SCCP建立期间的DTAP消息，其中可用的信息可能包含在CC消息中。

3.1.2.2主叫当中的CLASSMARKCHANGE消息

注：

分析如被叫

3.1.3在GPRS运行期间的CS业务建立（CLASSBMS）

一个CLASSBMS在GPRS运行期间可以发起CS业务（例如主叫、被叫、位置更新程序），随后会将GPRS业务吊起。

一旦SDC被激活，发送完CLASSMARKCHANGE消息以后，CLASSBMS将会发送GPRSSUSPENSIONREQUEST消息给BSS来吊起GPRS业务。

BSS传递此消息给SGSN，并在此期间不发送PSpaging消息给MS。

BSS负责触发GPRSRESUME程序。

1、MS发送GPRSSUSPENSIONREQUEST消息给BTS来请求挂起GPRS业务。

MS可以尽早的发送该消息，除了发送完CLASSMARKCHANGE消息以后发送该信息以外，还可以在MS进入专有模式以后发送。

2、BSC检查该消息里的CAUSE内容以及O&M参数FILTER_SUSPEND_CAUSE，如果BSC要按照参数必须忽略此挂起的CAUSE，那么BSC将会把此消息删除。

否则，BSC会创建MSSUSPEND/RESUME上下文并存储请求消息里包含的TLLI&RAI信息。

这是为了MS离开专有模式以后，对其进行GPRSRESUME程序来恢复GPRS业务。

BSC发送MSSUSPEND消息给MFS，MFS发送SUSPEND消息给SGSN。

3、在从MFS成功的接收到SUSPENDACK消息以后，BSC将会存储MSSUSPEND/RESUME消息里的SRN（SUSPENDREFERENCENUMBER），为了将来MS完成CS业务以后恢复GPRS业务之用。

如果BSC收到的ACK消息里包含错误指示，那么BSC将会删除MSSUSPEND/RESUME上下文，这时没有SRN的BSC将无法恢复原来的GPRS业务。

MS将会发送RAUPDATE请求给SGSN。

错误原因：

●如果BSC在ACK消息中没有收到MSSUSPEND/RESUME上下文（例如：

在ACK消息接收之前CS呼叫结束），这条消息将会被丢弃。

●如果BSC没有接收到任何一条ACK消息，MSSUSPEND/RESUME上下文中没有存储SRN，这就暗示着BSC将不会启动后续的MSRESUME程序，MS将会发送RAUPDATE请求给SGSN。

如果在GPRS挂起时，CS业务出现外部切换或是直接重试，那么MSSUSPEND/RESUME上下文将会被删除，因为TLLI、RAI、SRN是不会提供给目标BSC的。

（BSC内部切换除外）

3.1.4在SCCP期间接收到的DTAP消息

BSC可以提供一个通用的程序，在SCCP建立期间BSC可以对MS上发的最多2个DTAP消息进行排队。

在主叫阶段，一个PHASE2的手机可能会透明的发送CMSERVICEABORT消息来取消一个正在进行的MM连接并释放RR连接，这个消息必须在其它CM业务发起之前发送。

1、见3.1.1.2（step1tostep4）

2、MS发送DTAP消息（例如CMSERVICEABORT）后BTS将发送包含DTAP消息的DATAINDICATION给BSC；BSC对DTAP消息进行排队（BSC在SCCP阶段可能对前2个DTAP消息进行排队）

3、MSCSCCP实体通过发送CC消息来确认SCCP的建立连接；BSCSCCP实体停止计时器T（conn_est）的计时并且发送SCCPN-CONNECTCONFIRM给BSC的立即指配实体，同时立即指配实体会停止计时器T9105的计时。

4、BSC然后会通过CLASSMARKUPDATE向MSC报告MS之前发送的CLASSMARKCHANGE消息。

除些之外，还会发送在SCCP建立期间的DTAP消息，其中可用的信息可能包含在CC消息中。

3.1.5ERRORCASES

主要CAUSE如下：

1、SDCCH拥塞：

无SDC信道可用

2、T9103超时：

在信道激活程序期间，没有收到channelactivationacknowledge或是negativeacknowledge消息。

3、收到CHANNELACTIVATIONNEGATIVEACKNOWLEDGE消息

4、T3101超时：

在立即指配程序期间，没有收到带有层3消息的ESTABLISHINDICATION信令

5、T9105超时：

在SCCP建立期间，没有收到SCCPN-CONNECTCONFIRM或是SCCPN-DISCONNECT

6、在SCCP建立阶段接收到SCCPN-DISCONNECTINDICATION：

在SCCP连接建立程序期间，MSC无响应或是接收到CREF（CONNECTIONREFUSED）。

3.1.5.1SDC拥塞

当没有可分配的静态或动态的SDCCH信道时，BSC通过EN_IM_ASS_REJ标识回复：

●如果EN_IM_ASS_REJ=“disable”，那么BSC将会丢弃CHANNELREQUIRED消息

●如果EN_IM_ASS_REJ=“enable”，那么BSC检查收到CHANNELREQUIRED里的建立原因：

1、如果建立原因为“answertopaging”那么BSC将会丢弃CHANNLEREQUIRED

2、如果建立原因为"emergencycall",“callre-establishment”,“originatingcall”或是"otherprocedures"（见注释），那么BSC将会检查WI_XX的值（XX分别代表OMCR参数设置上的EC、CR、OC和OP）

3、如果WI_XX=255，那么BSC将会丢弃CHANNELREQUIRED消息

4、如果WI_XX≠255，那么BSC将会发送包含有IMMASSREJ消息且带有4个请求参考值的IMMASSCMM消息给BTS，这四个参考值中对应于上发的所有CHANNELREQUIRED中的一个且4个WAITINDICATION等于WI_XX。

注：

otherprocedures代表locationupdating或是其它可以通过SDC完成的程序。

3.1.5.2T9103超时

T9103是BSC为了保证信道激活程序的计时器，此计时器超时意味着BSC没有收到BTS发来的channelactivationacknowledge或是negativeacknowledge消息。

在这种情况下BSC将会执行信道释放程序。

3.1.5.3收到CHANNELACTIVATIONNEGATIVEACKNOWLEDGE消息

收到此消息以后说明信道激活程序失败，SDC信道将被本地释放，资源将不会被分配。

3.1.5.4T3101超时

这个计时器超时以后说明没有层3信道建立，在这种情况下信道将被释放。

值得提出的是，这个释放程序与其它的程序不同，因为这个程序当中MS处于未知状态，因此T3109不用于这个释放程序。

只有这种释放情况要通过BTS来执行，这是为了避免产生拥塞状态而导致SDC无法分配。

3.1.5.5T9105超时

BSC用这个计时器来确保BSCSCCP实体在SCCP建立期间可以接收到SCCPN-CONNECTCONFIRM或是SCCPN-DISCONNECT。

如果没有BSCSCCP实体没有回应，那么BSC将会执行呼叫释放SDCCH信道

3.1.5.6接收到SCCPN-DISCONNECTINDICATION

此事件由BSCSCCP实体报告，显示SCCP连接请求被拒绝。

可能是MSC直接拒绝了SCCP的连接请求，或是MSC在T（conn_est）时间内回应失败。

SCCPN-DISCONNECTINDICATION可能从MSC中包含一条消息，如果这条消息是BSSMAP消息，那么它将会忽略；如果这条消息是DTAP消息，那么BSC将释放本次连接。

3.2详细的处理能力分析

3.2.1BTS处理能力分析

BTS接收到了激活SDC信道的CHANNELACTIVATION消息以后，BTS层3将执行立即指配程序：

1、如果请求的SDC信道已经被激活，那么BTS首先会释放信道，这说明BTS与BSC上的信道状态不匹配。

2、激活BTS层1实体

3、激活BTSLAPDm实体指示争抢判决程序被执行并且等待从BTSLAPDm实体接收到包含有层3消息的RLESTIND以及在空口上接收到相应的层2的SABM帧。

4、激活负责在SACCH信道上发送专有模式下的系统消息的BTS实体，层1头里包含有其所接收CHANNELACTIVATION里的TA消息。

如果BTS出现冲突现象，那么BTS将遵循BSC请求。

当接收到包含有层3消息的RLESTIND（无线链路建立指示）时BTS层3实体会向BSC发送一