evdo rev.a空口信令流程分析

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EVDORev.A空口信令流程分析课程目标：l掌握Session呼叫流程；l掌握Connection呼叫流程；l掌握切换流程。V本文中的所有信息均为中兴通讯股份有限公司内部信息，不得向外传播。 目录第1章Session呼叫流程11.1Session建立11.1.1流程介绍11.1.2RouteUpdate21.1.3UATIRequest31.1.4ACACK31.1.5HardwareIDRequest41.1.6HardwareIDResponse41.1.7UATIAssignment51.1.8UATIComplete61.1.9具体例子71.2Session协商121.2.1流程介绍121.2.2ConfigurationStart121.2.3ConfigurationRequest121.2.4ConfigurationResponse131.2.5ConfigurationComplete131.2.6具体例子14第2章Connection呼叫流程232.1Connection建立232.1.1AT发起的Connection建立23第3章切换控制流程313.1软切换313.1.1流程介绍313.1.2ResetReport313.1.3Neighborlist323.1.4具体例子33V本文中的所有信息均为中兴通讯股份有限公司内部信息，不得向外传播。 第3章切换控制流程第1章Session呼叫流程1.1Session建立1.1.1流程介绍37 第3章切换控制流程1.1.1RouteUpdateMeesageID：AT固定设置为0x00；MessageSequence：消息的序列号，应该比上一个RouteUpdate消息中的序列号大1，范围为0～255；ReferencePilotPN：参考导频；ReferencePilotStrength：参考导频的强度。该值是按照－2×10×log（PS）向下取整计算；其中PS为参考导频强度ReferenceKeep：若基准导频的导频去掉计时器已经超时，则该字段设置为0，指示应去掉参考导频；否则该字段设置为1，指示应保留参考导频；NumPilots：除参考导频外的导频数目；PilotPNPhase：导频相位，由此可以计算出导频偏置；ChannelIncluded：如果此导频偏置的信道与当前的信道不同，则设置该字段为1，否则设置为0；所谓信道指的是频点，所以在信令中看到的该字段绝大部分是0；37 第3章切换控制流程Channel：如果ChannelIncluded字段设置为1，那么设置它为此导频对应的频点，否则将忽略这个字段。PilotStrength：和ReferencePilotStrength类似；Keep：和ReferenceKeep类似。AT向AN发送RouteUpdate消息，主要用于报告AT当前的无线传播环境。该消息在每次Session呼叫都会有该条消息和UATIRequest一起上报，在切换的时候，也是由AT首先上报RouteUpdate消息开始。切换上报的RouteUpdate和Session呼叫、Connection呼叫等呼叫流程起始的RouteUpdate有一个区别：呼叫最初上报的路由更新消息中只有起呼主导频的信息，而切换最初上报的消息中则含有多个导频的信息。1.1.1UATIRequestAT发送UATIRequest消息请求AN分配一个UATI.MessageID：固定设置为0x00；TransactionID：AT每发送一次新的UATIRequest，就将该字段增加1，该字段的范围是0～255；1.1.2ACACKAN发ACAck消息，以确认接收到接入信道的MAC层包。MessageID：AN固定设置该字段为0x00；37 第3章切换控制流程1.1.1HardwareIDRequestAN利用这条消息请求获取AT的HarewareID信息。MessageID：AN固定设置为0x03；TransactionID：每发送一个新的HardwareIDRequest，该字段增加1；1.1.2HardwareIDResponseAT发送这条消息响应HardwareIDRequest消息，该消息包含AT的HardwareID信息。MessageID：AT固定设置为0x04；TransactionID：应该设置为所对应的HardwareIDRequeset消息的TransactionID字段；HardwareIDType：AT将根据下面这个表格来填写这个字段：37 第3章切换控制流程HardwareIDLength：如果HardwareID不是0xFFFFFF，那么AT设置这个字段为HardwareIDValue的字节长度，否则设置为0；HardwareIDValue：AT设置该字段为厂商分配给AT的唯一ID。1.1.1UATIAssignmentAN通过该消息为AT分配一个UATI。MessageID：固定设置为0x01；MessageSequence：每下发一个UATIAssigment，该字段固定增加1，但是需要注意的是这里说的UATIAssignment是针对同一个AT而言的。SubnetInclued:若该消息包含UATI104字段和UATISubnetMask字段，则该字段置应设为1，否则为037 第3章切换控制流程UATISubnetMask：如果AT设置SubnetInclued为0，则忽略该字段；如果AT设置SubnetInclued为1,包含该字段，则AN应设置该字段为分配的UATI所属的子网掩码中连续1的个数。UATI104:如果AT设置SubnetInclued为0，则忽略该字段；如果AT设置SubnetInclued为1,包含该字段，则AN应设置该字段为分配给AT的UATI的UATI[127:24]UATIColorCode：UATI颜色码。AN应设置该字段为UATI所属子网对应的颜色码。UATI024:AN设置该字段为分配给AT的UATI的UATI[23:0].UpperOldUATILength：AN设置该字段为将在UATIComplete消息中发送OldUATI[127:24]从最低有效位开始的字节数目。1.1.1UATICompleteAT发送该消息证实收到的UATIAssignment消息。MessageID：固定设置为0x02；MessageSequence：设置为所对应的UATIAssignment的MessageSequence字段；UpperOldUATILength:AT设置该字段为UpperOldUATI的字节长度。UpperOldUATI：若此消息所确认的UATIAssignment消息中的UpperOldUATILength非零，并且OldUATI不为NULL，则接入终端设置该字段为OldUATI[23+UpperOldUATILength*8:24]37 第3章切换控制流程1.1.1具体例子上图是一个QXDM记录完整的Session建立流程。lRouteUpdate该条信令的具体实例见切换控制流程中的实例lUATIRequest首先AT发起UATIRequest消息，请求AN分配UATI。从该条消息可以获取以下信息：transaction_id=12,说明在该消息之前，已经发送过11条不同的UATIRequest消息。lACAck37 第3章切换控制流程AN发送该消息证实接收到接入信道的MAC层包lHardwareIDRequestAN发送该消息请求获取AT的HardwareID，以便作为AN计算UATI的参考。从这条信令可以看出，transaction_id=0,说明该消息是第一次发送37 第3章切换控制流程HardwareIDRequest消息，并且可以推断后面的HardwareIDResponse的transaction_id也为0。lHardwareIDReponse该消息携带HarewareID的信息，从这条信令可以看出，hardware_id_length=4，hardware_id共4个字节；由于所对应的HardwareIDRequest中的TransactionID为0，所以本消息中这个字段也为0。Hardware_id_type值设置为0x10000，说明hardward_id属于ESN类型。lUATIAssignment37 第3章切换控制流程该消息为AT分配UATI，从信令中看到sub_net_included设置为0，说明不包含UATI104和SubnetMask两个字段；UATIColorCode设置为5，说明UATI所属子网的颜色码为5；uati_024=196717(0x3006d),此字段的值为AN所分配的低24位的UATI的值，UpperOldUATILength为0；message_sequence=0，可以推断出后面的UATIComplete的message_sequence也为0。lUATIComplete37 第3章切换控制流程本消息为UATIAssignment消息的应答消息。由于所对应的UATIAssignment消息中MessageSequence为0，所以本消息中也设置该字段为0；由于上条消息中UpperOldUATILength设置为0，所以本消息中该字段也设置为0。37 第3章切换控制流程1.1Session协商1.1.1流程介绍1.1.2ConfigurationStart1.1.3ConfigurationRequest在这里需要介绍一下属性记录（AttributeRecord）这个概念。它为给定属性定义一套建议值，属性记录格式被定义，可以使得接收方不能识别此属性，则它也能够丢弃它并分析此记录随后的属性记录。一个属性可以是以下三类中的一种：l简单属性：假如属性记录中只包含单个值；37 第3章切换控制流程l属性列表：假如属性记录包含多种单个值，它们被解释为相同属性标志符的不同建议值；（如：相同协议类型的可能协议子类型列表）l综合属性：如果属性记录中包含多种单个值，这些值一起形成一个特定属性标志符的综合值；1.1.1ConfigurationResponse应答方发送ConfigurationResponse消息从所提供建议值列表中选择一个属性值。如果ConfigurationRequest中是单个属性或者是属性列表，那么就是直接选择一个属性值，如果Request消息中是一个综合属性，那么Response消息中就回复某一个ValueID。ConfigurationResponse消息一般要在Tumaround定时器内回复给发送方，该定时器定义为2s。MessageID:固定设置为0x51;TransactionID:应设置为对应的ConfigurationRequest消息的TransactionID字段。该消息中应答方回复一个属性值或者ValueID给发送方，以协商确认的协议属性1.1.2ConfigurationComplete发送方发送ConfigurationComplete消息，以指示它已经完成它始发执行的协商过程。37 第3章切换控制流程MessageID：固定设置为0x00；TransactionID：AT为每个新发送的ConfigurationComplete消息增加该值，AN设置该字段为从AT接收到的上也ConfigurationComplete消息中的TransactionID值。SessionConfigurationToken：会话配置标志。接入终端应该忽略该域，AN包含该域，AN可以设置该域为反映协商的协议和协商的参数。1.1.1具体例子结合上述的Request和Response消息的格式以及最初的流程介绍，可以看一个比较完整的Session配置实例,由于该流程较长，分两部分截屏。第一部分截屏从ConfigurationStart消息到出现第一条SoftConfigurationComplete，AT和AN完成完成了Release0personality的协商，此协商分AT始发阶段的协商和AN始发阶段的两部分的协商。第二部分截屏从ConfigurationRequest消息到出现第二条SoftConfigurationComplete消息，AT和AN完成了RevApersonality的协商，此协商同样也分AT始发阶段的协商和AN始发阶段的两部分的协商。从实例上看，首先进行的是Release0personality的协商，在这部分先进行的是AT始发阶段协商(即AT在反向业务信道上发送ConfigurationRequest消息，前向业务信道上应答ConfigurationResponse消息)，AT始发阶段分别进行了Stream、RouteUpdate、Stream2MultiflowPacketApplication(即MPAStream2)等协议的协商，接着由AT发送ConfigurationComplete消息开始AN始发阶段协商，AN始发阶段分别进行Stream、FTCMAC、RTCMAC、RouteUpdate、AddressManagement、DefaultStream2等协议的协商。AN发送SoftConfigurationComplete开始进入RevApersonality的协商，在这部分先进行的也是AT始发阶段协商，AT始发阶段分别进行Stream、RouteUpdate、RTCMAC、MPAStream2等协议的协商，同样也是由AT发送ConfigurationComplete消息开始AN始发阶段协商，AN始发阶段分别进行了Stream、ControlChannelMAC、AccessChannelMAC、RTCMAC、MPAStream2等协议的协商。37 第3章切换控制流程37 第3章切换控制流程lConfigurationStartAN发出该条信令以后，即开始session的协商过程。lConfigurationRequest（AT侧发起协商）首先进行的是Release0的协商，先进行的是AT始发阶段协商，AT在反向上发送ConfigurationRequest消息，分别进行了Stream、RouteUpdate、Stream2MultiflowPacketApplication等协议协商，这里以Stream协议协商为例。37 第3章切换控制流程从上图看到这里使用的是综合属性，protocol_type＝0x13，说明是流层的配置协商，提供了两套属性建议值，stream_config[0]和stream_config[1]，这两套属性建议值分别用value_id=0和value_id=1进行编号，以便在ConfigurationResponse消息中使用value_id进行确认选择的属性。lConfigurationResponse（AT侧发起的协商）37 第3章切换控制流程AN对AT发送的关于Stream协议协商的ConfigurationRequest消息进行应答，从信令可以看到此消息的Transation_id=12，对应的ConfigurationRequest的Transation_id也为12，说明此消息是对上一条ConfigurationRequest的应答，从信令中可以看到，AN采用的是value_id=0的一套建议值。lConfigurationComplete37 第3章切换控制流程通过这条消息，进入了AN始发阶段协商。这里TransactionID设置为12，所以可以推断AN等会发送的SoftConfigurationComplete消息中该域也是12。由于是AT始发，所以token_incl=0，没有Token域。lConfigurationRequest（AN侧始发）AN始发阶段分别进行Stream、FTCMAC、RTCMAC、RouteUpdate、AddressManagement、DefaultStream2等协议的协商。这里以Stream协议协商为例。37 第3章切换控制流程通过上述的内容，AN提供了value_id=0的一套建议值lConfigurationResponse（AN侧始发）37 第3章切换控制流程从这条消息可以看出，AT选择的valud_id=0的一套建议值，其中该消息的transaction_id等于前面的流层的ConfigurationRequest消息的transaction_idlSoftConfigurationComplete（AN侧发送）37 第3章切换控制流程这里TransactionID等于前面AT发出的ConfigurationComplete消息中的TransactionID。Personality_index_store=0说明该条消息即将保存personalityindex为0的personality；cont=1,说明AN希望协商更多的personality，即开始RevApersonality的协商。37 第3章切换控制流程第1章Connection呼叫流程1.1Connection建立1.1.1AT发起的Connection建立1.1.1.1流程介绍1.1.1.2ConnectionRequestAT发送ConectionRequest消息请求建立一个连接37 第3章切换控制流程MessageID：AT固定设置该字段为0x01；TransactionID：AT每发送一个新的ConnectionRequest，该字段增加1；RequestReason：该字段为0，表示终端发起，为1，表示AN发起，此外的值是不允许的。1.1.1.1TrafficChannelAssignmentAN发送TrafficChannelAssignment消息通知AT改变激活集37 第3章切换控制流程MessageID：AN设置该字段为0x01；MessageSequence：消息的序列号，应该比上一个TrafficChannelAssignment消息中的序列号大1，范围为0～255；ChannelIncluded：同RouteUpdate消息；Channel：同RouteUpdate消息；FrameOffset：用于反向的帧偏置，RevA将一帧的时间分解成为16个帧偏置；DRCLength：申请一个DRC所需要的时隙，该字段设置值所对应的时隙数如下表所示：DRCChannelGain：用于指示AT发送DRC消息时候所采用的增益；该增益是DRC信道与反向业务信道的导频信道的比值，取值范围为-9dB~6dB.ACKChannelGain：用于指示AT发送ACK消息时候所采用的增益；该增益是DRC信道与反向业务信道的导频信道的比值，取值范围为-3dB~6dBNumPilots：TrafficChannelAssignment消息中所携带导频的数目；PilotPN：导频偏置；SofterHandoff：这个字段是用来标记导频之间的软或者更软切换关系的。当这个字段设置为0，说明这个导频和排在它前面的那个导频不是更软切换关系，如果设置为1，说明这个导频和排在它前面的那个导频是更软切换关系(也就是说是同一个基站不同扇区的导频)；37 第3章切换控制流程MACIndex：设置该字段为由此扇区指配给接入终端的MACIndex；DRCCover：设置该字段为指定扇区相关的DRC覆盖的索引，所以切换态下的每个扇区的DRCCover都不会相同；RABLength：接入网设置该域为反向激活比特发送所占用的时隙数，如下表所示：RABOffset：用来确定每个RAB比特发送的初始时刻，需要符合TmodRABLength＝RABOffset这个条件1.1.1.1RTCACKAN发出这条命令表示已经捕捉到了反向业务信道。AN网络使用该AT当前的ATI来发送该条消息。1.1.1.2TrafficChannelComplete格式如下：AT在反向业务信道上发送这条消息，是对TrafficChannelAssignment消息的确认。其中MessageID固定为0x02，MessageSequence等于它所确认的TrafficChannelAssignment消息中的MessageSequence。37 第3章切换控制流程1.1.1.1具体例子上图是一个QXDM记录的AT发起的Connection建立流程。lConnectionRequest其中RequestReason为0，表示该ConnectionRequest消息是AT发出的。TransActionID＝19，表示该AT在此之前已经发出过19个ConnectionRequest消息。lTrafficChannelAssignment：37 第3章切换控制流程从该条信息中可以获得如下信息：message_sequence为0，因此对应证实的TrafficChannelComplete消息中的message_sequence也应该为0；TCA消息中配置了前向业务信道MAC的参数：DRCLength＝1（也就是说一个DRC占用两个时隙），DRCChannelGain为－3×0.5dB（－3补码表示为61），ACKChannelGain为3×0.5dB；drc_cover=1，配置了PN108的DRCCvoer为1；37 第3章切换控制流程TCA消息中配置了反向业务信道MAC的参数：ra_channel_gain=2(0x2)(-12dB)，配置了RAChannelGain为-12dB,说明RA信道的增益为-12dB；rab_length=1，根据协议当该字段的值为1，对应的反向激活比特发送所占用的时隙数为16；Rab_offset=4，每个RAB比特发送的初始时刻，需要符合TmodRABLength＝RABOffset这个条件TCA消息中分配了一个导频PN108，由此可以推断AT的激活集只有一个PN108导频，判断AT激活集有哪些导频可以通过TCA消息分配的导频可以看出。具体可见协议中有一段这样的描述：该协议说明在TCA消息中，如果分配的导频没有在原来的激活集中，则需要加导频。另外还可根据协议中有这样一段描述：该协议说明在TCA消息中，如果在原来的激活集中TCA消息中没有列出，则需要去导频。所以TCA消息中的导频为活动集的导频。lRTCAck：37 第3章切换控制流程AN发出该消息，则证实捕获反向业务信道。lTrafficChannelComplete：当AN收到AT发出TCC消息后，证实业务信道已经建立完成，同时停止TCC定时器，TCC定时器是在TCA消息发出的时候启动的。从TCC消息中可以看出message_sequence=0，此message_sequence等于前面TCA的message_sequence，表示该条TCC消息对前面TCA消息的证实。37 第3章切换控制流程第1章切换控制流程更软切换加/更软切换去、软切换加/软切换去、换频切换加/去，其空口的处理流程是一样，只是在基站内部单板间的处理流程有区别，从网优角度，主要关注的是空口部分的消息，因此切换控制流程选取更软切换加作为例子具体介绍。1.1软切换1.1.1流程介绍1.1.2ResetReport该消息是AN用来重置AT发送RouteUpdate消息时的条件，结构如下：37 第3章切换控制流程其中MessageID固定设置为0x03。1.1.1Neighborlist当AT处于Connection打开状态时，AN发送Neighborlist消息，用于向AT通知周围邻区对应的信息，AT利用该消息进行更新搜索窗的大小和搜索窗的偏置，以便进行邻区的搜索。MessageID：固定设置为0x04；Count：消息中所携带邻区的数目；PilotPN：邻区的PN偏置；对于该邻区的PN偏置，AN在该条消息中将提供搜索窗的相关信息。ChannelIncluded：在ChannelRecord中如果包含该邻区，则AN设置该字段为1,否则AN设置该字段为0，；37 第3章切换控制流程Channel：按照ChannelRecord的格式定义邻区；SearchWindowSizeIncluded：如果邻区中包含搜索窗口宽度信息，那么设置为1，否则为0；SearchWindowSize：邻区导频的搜索窗口宽度信息，如果SearchWindowSizeIncluded设置为0，那么忽略本字段；SearchWindowOffsetIncluded：如果邻区中包含搜索窗口中心偏置信息，那么设置为1，否则为0；SearchWindowSize：邻区导频的搜索窗口中心偏置信息，如果SearchWindowOffsetIncluded设置为0，那么忽略本字段；1.1.1具体例子lRouteUpdate：37 第3章切换控制流程AT上报RU消息，从这条信令可以获取以下信息：参考导频为192，强度为8（－4dB），reference_keep=1，参考导频保留，除此之外，还检测到邻区中PN360的强度为12（－6dB）,keep=1，我们可以推断PN360将加到活动集中，因此活动集包含PN192和PN360两个导频，这可以通过后面的TCA消息看出活动集包含哪些导频lTrafficChannelAssignment37 第3章切换控制流程37 第3章切换控制流程从TCA消息中，可以看出活动集中包含PN192和PN360的导频，并且PN360的softer_handoff=1，说明PN360通过更软切换加入活动集。lResetReport：通过AN发送ResetReport消息，重置RouteUpdate消息的发送条件。37 第3章切换控制流程lTrafficChannelComplete：从TCC消息中，可以看出该消息的message_sequence＝69,和TCA消息中的message_sequence字段的值相同，说明该条TCC消息是对前面TCA消息的证实。37