终端从g网小区重选到td小区鉴权失败解决案例-陈攀

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1、终端从G网小区重选到TD小区鉴权失败的解决案例摘要：TD终端从GSM小区重选到TD小区后，在位置注册过程中出现鉴权失败，导致进入注册未知状态。分析信令来看，鉴权失败的原因是在该TD小区下，网络下发的是鉴权三元组，终端返回“GSM鉴权不接受”的失败。本文通过该案例的分析及解决思路，详细讲解了GSM网络、TD-SCDMA网络以及2G/3G网络共存时用户鉴权的流程，对以后的2/3G互操作工作有一定的借鉴意义。关键字：TD-SCDMA2/3G重选鉴权一．问题描述在某TD小区“棠东工业区T2小区（10087,59）”进行测试时，在该小区下发起语音呼叫，满足门限触发23G互操作切换到GSM网络，通话结

2、束达到重选门限UE再从GSM网络重选回TD网络。此时发现手机没有选择信号较强的小区“棠东工业区T2小区（10087,59）”，而是驻留在信号很弱的TD小区，观察8120手机工程参数的小区列表，发现棠东工业区T2小区（10087,59）的STATUS中显示Barred字样，手动选择锁定棠东工业区T2小区（10087,59）也无法进行锁定。将手机关机再开启后，手机能够正常的驻留在棠东工业区T2小区（10087,59）。如果再发生互操作切换到GSM再重选回TD网络，又会出现这种现象。观察测试数据发现，UE从GSM重选回TD网络首先发起位置更新请求，但手机未及时进行响应，在4秒钟后手机重选到另一个

3、TD小区10054，在10054这个小区下成功发起了位置更新。截图如下：图1手机测重选信令流程观察10087小区下的鉴权请求和10054下的鉴权请求，发现两者有所不同，其中10087较10054小区下的鉴权请求中少了一组AUTH参数，初步判断是由于此原因而导致手机无法响应鉴权。如下所示：图210087小区下收到的鉴权请求消息图310054小区下收到的鉴权请求消息一．问题分析2.1GSM网络用户鉴权　　在GSM系统中，为了保证只有有权用户可以访问网络采用了GSM用户鉴权，增强了用户信息在无线信道上传送的安全性。鉴权可以分为对用户鉴权和VLR请求用户鉴权数据两个过程，如下图所示：图42G鉴权流

4、程2.1.1　对用户鉴权　　当用户请求服务时，审核其是否有权访问网络。　　a）MSC/VLR送鉴权请求给用户，鉴权请求中有一个随机数（RAND）。　　b）用户用收到的RAND在SIM卡上算出回答响应（SRES），放在鉴权响应中并送回MSC/VLR。c）MSC/VLR将收到的SRES和VLR中所存的做比较，若相同，则鉴权成功，可继续进行用户所请求的服务，否则，拒绝为该用户服务。2.1.2　VLR请求用户的鉴权数据　　用户现访的VLR从HLR或用户先前访问的VLR取得鉴权数据-鉴权三元组，在下列两种情况下VLR要请求鉴权数据：　　a）用户在VLR中没有登记，当用户请求服务时，VLR就向用户所属

5、的HLR，或可能的话从用户先前访问的VLR中取得鉴权数据。b）用户在VLR中有登记，但VLR中所存的该用户的鉴权三元组只剩下两组时，VLR自动向HLR请求用户的鉴权数据。2.2TD网络用户鉴权　　TD网络的鉴权采用的是相互鉴权，其基本思想是服务网络通过盘问响应技术对用户识别符进行校验，同时终端检验归属网络是否授权服务网络做这些事。鉴权的后一个过程相对GSM而言是UMTS的新特性，通过它用户可以检验是否连接到合法的网络。　　在3G鉴权中，鉴权五元组代替了GSM的三元组，3G鉴权向量的5个参数分别是RAND、期望响应（XRES）、加密密钥（CK）、完整性密钥（IK）、鉴权令牌（AUTN）。与G

6、SM相比，增加了IK和AUTN两个参数，其中完整性密钥提供了接入链路信令数据的完整性保护，鉴权令牌增强了用户对网络侧合法性的鉴权。UMTS鉴权认证过程如下图所示：图5UMTS鉴权认证过程　　a）鉴权中心AuC为每个用户生成基于序列号的鉴权向量组（RAND、XRES、CK、IK、AUTN），并且按照序列号排序。　　b）当鉴权中心收到VLR/SGSN的认证请求后，发送n个鉴权向量组给VLR/SGSN。在VLR/SGSN中，每个用户的n个认证向量组，按照“先入先出”（FIFO）的规则发送给移动台，用于鉴权认证。c）VLR/SGSN初始化的一个鉴权过程为选择一个鉴权向量组，发送其中的RAND和AU

7、TN给用户。用户收到RAND║AUTN后，在USIM侧进行鉴权处理，处理的原理如下图所示。图6USIM中的鉴权处理原理　　首先计算AK，并从AUTN中将序列号恢复出来，SQN=（SQN①AK）①AK；USIM计算出XMAC，将它与AUTN中的MAC值进行比较。如果不同，用户发送一个“用户认证拒绝”信息给VLR/SGSN，放弃该鉴权过程。在这种情况下，VLR/SGSN向HLR发起一个“鉴权失败报告”过程，然后由VLR/SG