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1、PS 域 2/3 G 互操作双向切换失败问题的分析解决案例佛山公司苏燕、汕头公司马于飞、中山公司孔令兴摘要：2/3G 实现互操作对 TD 发展非常重要，在 TD 初期可让用户享受 TD 的高速的同时享受成熟的 2G 网络；在 TD 成熟期，可以引导更多用户使用 TD 网络。本文针对广州 TD 网络中出现的 PS 域 2/3 G 互操作双向切换失败的典型问题，介绍了从无线侧到核心网详细的分析定位过程，并给出可行的解决方案。本文只是抛砖引玉，希望能对日后的 2/3G 互操作网优工作起参考之用。关键词：TD-SCDMA、GSM、互操作、PS 域1 前言TD 网建设是一种创新性的工作、一种革命性的工作
2、，是运营商帮助整个产业逐渐完善、逐渐成熟的过程。TD 还存在很多需要不断完善的地方，整体网络质量还达不到 2G 水平，仍然有待提高。TD/2G 实现互操作对 TD 发展非常重要，一来可以用 2G 的资源和经验来建设和维护 TD 网路，二来可以实现“三不” （不换卡，不换号，不登记）从而大幅降低 TD 用户的门槛。在 TD 网络的建网初期，网络不可避免地存在一定的覆盖盲区。TD 网络与 GSM 网络是共存互补的关系，开通 2/3G 互操作，利用 GSM 网络比较完善的网络覆盖，在 TD 的弱覆盖区用GSM 作为过渡，是保证 3G 用户能够正常使用业务的重要手段。在 TD 成熟期，则可以引导更多用
3、户使用 TD 网络。2/3G 互操作可以让用户始终使用最好的网络。根据集团公司的指示，广州的 TD 网络近期开通了 2/3G 互操作，并开展专项性能优化工作。在测试中发现存在 PS 域双向切换完全失败的问题，这是 PS域 2/3G 互操作中比较经典的问题，本文首次对该问题进行了准确的定位并提供了解决方案。在各地市即将大规模建设 TD 网络之际，现网 TD 网络维护优化经验的总结显得非常重要。本文只是抛砖引玉，希望能给 2/3G 互操作优化人员一些参考的价值。2 问题简述在进行 PS 业务时，无论是从 TD 切向 G 网，还是从 G 网切向 TD，均因为路由更新不成功导致互操作失败。3 问题分析
4、及处理3.1 从无线侧分析，检查网络参数以 PS 域 TD 切到 GSM 为例，切换流程如下图：测量控制达到门限后触发测量报告判决通过后执行切换U E R N C1）当 UE 与 RNC 建立连接后，RNC 会向 UE 发送测量控制，告诉 UE 需要测试哪些内容，且测量数据达到怎样的门限后 UE 需上报测量报告。若 RNC侧打开了异系统间的切换开关，则会包括异系统间测量控制信息。查看RNC 的配置可见，已经打开了异系统间的切换开关。2)UE 在按照测量控制的要求进行测量的同时，对测量的数据进行计算，若达到门限则上报测量报告。系统间 PS 域切换的门限是：当前 TD 信号测量值低于绝对门限并且
5、GSM 信号测量值高于绝对门限，且这种情况持续一段时间 UE 上报测量报告。3)根据广州现网的配置策略，只要 UE 向 RNC 发送测量报告，那么 RNC 就判决可以进行测量。以下是现网 PS 域切换参数的配置情况：当 TD 的信号弱于（-90-5）=-95dBm 且 GSM 的信号强于（-95+5）=-90dBm，并且持续 2560ms 时，UE 开始从 TD 网络切换到 GSM 网络。这些参数是经过多次测试，对比了切换前后的无线环境，信号强度、BLER等指标，较为合理。故不存在参数设置不当而导致弱信号切换失败的情况。3.2 结合 UU 口信令，进行深入分析。以下是在测试软件 Outum 上
6、抓到的 UU 口信令流程，如下图 1、图 2 所示：图 1：PS 域 TD 向 GSM 切换图 2：PS 域 GSM 向 TD 切换失败从上面的信令过程可以看出，无论是 TD 切到 GSM，还是 GSM 切到 TD，UE都在目标小区成功地完成了位置更新过程，并且按照规范，发起路由更新请求。也就是说，UE 成功地接入了目标小区，切换在无线上的过程是完全成功的。对于 TD 向 GSM 切换，UE 在 GSM 发起位置更新和路由更新，位置更新成功，但路由更新无响应，UE 在 T3330 计时器超时后，再次发起路由更新请求，最终得到网络下发的路由更新拒绝的消息，UE 进行 ATTACH，在网络重新注册
7、。对于 GSM 向 TD 切换，UE 在 GSM 发起位置更新和路由更新，位置更新成功，但路由更新无响应，UE 再次发起路由更新请求，并最终成功，但业务中断。对比两个过程，失败的现象是不同的。作 GSM 向 TD 的切换做进一步分析，对比两次路由更新请求的内容，如图 3、4 所示：图 3：第一次申请的详细内容图 4：第二次申请的详细内容对比两次申请的详细内容，可以发现，第一次有携带一条消息：VERSION RELEASE 99，而第二次则没有。对比 TD 系统内部的路由更新请求，也没有这条消息，也就是说，第二次请求与普通的 TD 系统内的路由更新请求的格式是一样的，再加上业务中断这一现象，说明
8、第二次请求是 UE 在 TD 网络重新进行登记的路由更新。也就是说，其实从 TD 切换到 GSM，跟从 GSM 切换到 TD 是一样的，都是路由更新失败，UE 在新的网络重新登记。因此，问题定位在核心网上，路由更新失败是切换失败的原因。3.3 直击核心网，小心求证以下是 3GPP 规范中 PS 域 3G 向 2G 切换的正常流程：MS new2G-SN HLRGSNold3G-SN2. Routing Area Update Rquest10. Update PD Context Requst 10. pdate P ontext esponse 1. Update GPRS Location
9、15. Update GPRS Location Ack5. SGN Context Response 6. Security Functions19. Routing Area Update Acept12. Cancel Location 12. Cancel Location Ack14. Insert Subscriber Dat ck 14. Insert Subscriber at7. SGN Context AcknowledgBSSRNS3. SGN Context Requst13. Iu Relase Comand 13. Iu elase oplet8a. Forward
10、 Packets 9. Forward Packets4. SRNS Context Requst 4. SS ontext esponse8. SRNS Dat Forward Comand2. BS Packet Flow Context Procedure1. Intersytem changedcioC3C120. Routing Area Update CompletnewMSC/VLR oldMSC/VLR16. Location Update Rquest 17a. Update Location 17b. Cacel Location 17c. ancel Location A
11、ck 17d. Insert Subsriber Dt 17e. Insert Subscriber at Ack17f. Update Location ck 18. Location Update Acept21. TMSI Realocation CompletC2 上图是 3GPP 协议中 3G 到 2G 的路由更新流程图，具体解释如下：1. MS（MS处于Idle状态）或UTRAN（MS处于Cell-DCH状态或者Cell-FACH状态）决定发起分组域的系统间切换。2. MS向新2-SGSN发起路由区更新请求（包括旧的RAI、旧的P-TMSI签名、MS的网络能力等信息），BSS在将消
12、息送到SGSN之前将收到消息中加入新小区的CGI（包括LAC和RAC）。3. 新2-SGSN向老3-SGSN发送SGSN Context Request消息获取MS的MM和PDP上下文。老3-SGSN对MS的P-TMSI签名进行验证，如果SGSN不认识该MS，则会回应一个适当的错误原因。4. 如果切换之前MS处在CONNECTED状态（即正在进行数据业务时），老3-SGSN向SRNS发送SRNS Context Request消息，SRNS收到此消息后停止向MS发送数据PDU，并将数据进行缓存，同时向老3-SGSN返回SRNS Context Response。5. 老3-SGSN向新2-SG
13、SN发送SGSN Context Response，其中包含MS的MM和PDP上下文。6. 若在第3步中老3-SGSN通过P-TMSI检验出MS无效，则在这步执行安全流程，通过HLR来检验MS是否有效；若第3步已经检验出MS有效，那么这一步不被执行。7. 新2-SGSN向老3-SGSN发送SGSN Context Acknowledge消息，通知老3-SGSN现在2-SGSN可以接受激活的PDP contexts的相关数据PDU。8. 如果手机处于CONNECTED状态，则老3-SGSN向SRNS发送数据转发命令（Data Forward Command）。SRNS在收到该命令后启动数据转发定
14、时器，SRNS发送已缓存的数据PDU到老3-SGSN。9. 老3-SGSN将GTP PDU按隧道方式传送给新2-SGSN，GTP头中的序列号不改变。10.新2-SGSN向GGSN发送Update PDP Context Request。GGSN更新PDP context后返回应答Update PDP Context Response。11.新2-SGSN发送Update GPRS Location消息通知HLR修改MS所在的SGSN号和地址信息。12.HLR发送Cancel Location通知老3-SGSN删除该MS的MM和PDP Context信息。删除后，老3-SGSN以Cancel L
15、ocation Ack消息应答。13.如果MS处于CONNECTED时，老3-SGSN将向SRNC发出Iu Release Command消息，在第8步的数据转发定时器超时后SRNS通过Iu Release Complete消息回应。14.HLR发送Insert Subscriber Data消息给新2-SGSN，2-SGSN将用户签约数据插入MM上下文和PDP上下文并且回应Insert Subscriber Data Ack消息。15.HLR确认修改完成，发送Update GPRS Location ACK消息到新2-SGSN。16-18&21. 如果路由更新请求的类型是RA/LA时才被执行
16、。一般RA与LA是分开独立进行的。19. 新2-SGSN验证MS在新路由区的合法性，如果所有检查成功，新2-SGSN给用户组建MM和PDP上下文，并向MS回应一个Routing Area Update Accept消息（包括给MS分配的新P-TMSI签名）。20. MS通过发送Routing Area Update Complete消息确认新分配的P-TMSI，并将在路由区更新发起之前所有成功发送给MS的PDU数发给新2-SGSN，从而告诉新2-SGSN要向MS Forward哪些PDU数据。22. 新 2-SGSN 和 BSS 执行 BSS Packet Flow Context procedure。以上就是 3GPP 协议中 3G 到 2G 路由更新的详细流程，可以看出，整个过程主要分成三部分：1、 OLD SGSN 根据 NEW SGSN 的请求，向 NEW SGSN 发送用户数据；2、 ODL SGSN 在收到 NEW SGSN 发来的 SGSN CONTEXT ACKNOWLEDGE消息后，
