第三層信令消息在GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用
（作者：山西省移動(dòng)通信公司太原建維中心郭寶2002年12月）
網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的就是對(duì)投入運(yùn)行的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)采集、數(shù)據(jù)分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的原因，通過(guò)技術(shù)手段或參數(shù)調(diào)整使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)的方法，使網(wǎng)絡(luò)資源獲得最佳效益。DT（DRIVE TEST）也稱(chēng)車(chē)測(cè)，是檢測(cè)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要手段之一。
第三層信令消息（layer 3 messages）也稱(chēng)無(wú)線接口信令消息，可以將MS與BSS之間的信令消息清晰顯示出來(lái)。其不同于普通意義上的信令消息，只顯示Um接口的信令，在顯示時(shí)也只是DL、UL交替出現(xiàn)來(lái)表示當(dāng)前通信的狀態(tài)，從而簡(jiǎn)化了對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況的分析步驟，有利于提高網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率。第三層信令消息主要包括：尋呼、鑒權(quán)、加密、分配信道、切換、測(cè)量報(bào)告、位置更新，能清晰顯示出通話的起呼、切換、位置更新、結(jié)束通話和掉話各部分的信令流程。在DT測(cè)試過(guò)程中通過(guò)第三層信令消息，可以準(zhǔn)確判斷通話的狀態(tài)。
MS的信令流程在第三層信令消息框中大大簡(jiǎn)化，只顯示MS與BSS之間的信令流程，不顯示到MSC及VLR的流程項(xiàng)，從而簡(jiǎn)化了DT測(cè)試過(guò)程中對(duì)建立通話的信令流程的分析步驟。

筆者舉例介紹在日常DT測(cè)試中關(guān)于未接通、掉話和由于切換失敗導(dǎo)致掉話等情況的第三層信令消息，例子以MOTOROLA DT測(cè)試專(zhuān)用儀表TEMS為準(zhǔn)（各種DT測(cè)試儀表都有l(wèi)ayer 3 messages消息框）。
例1：MS呼叫未接通（與考核指標(biāo)中的接通率掛鉤）
測(cè)試方式：DT；測(cè)試人員：網(wǎng)優(yōu)工程師；測(cè)試地點(diǎn)：太原市濱河?xùn)|路。太原市GSM網(wǎng)只有GSM 900MHz制式，采用MOTOROLA和NOKIA設(shè)備組網(wǎng)，以汾河為界，其中采用NOKIA設(shè)備的河?xùn)|地區(qū)有5個(gè)LAC，采用MOTOROLA設(shè)備的河西地區(qū)有2個(gè)LAC，此次未接通發(fā)生在汾河?xùn)|岸的濱河?xùn)|路上，正是LAC區(qū)交接處，在DI測(cè)試的行程中，可能發(fā)生數(shù)次跨LAC區(qū)的切換，極易發(fā)生掉話或未接通情況。在DT測(cè)試中，MS的服務(wù)小區(qū)為：LAC：13588；CI：4732。首先，通話到達(dá)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)后正常釋放，當(dāng)MS進(jìn)行下一輪起呼時(shí)，從計(jì)算機(jī)操作界面圖上可以看到有瞬間的通話質(zhì)量極差（quality為七級(jí)），緊接著釋放，從第三層信令消息框可以明確反映出發(fā)生了一次未接通，主要有以下三條信令消息：
UL：CHANNEL REQUEST
DL：IMMEDIATE ASSIGNMENT
UL：CM SERVICE REQUEST
在上行的CM SERVICE REQUEST信令發(fā)出后，沒(méi)有下行的響應(yīng)，通話狀態(tài)由起呼直接轉(zhuǎn)為空閑模式（IDLE），由此可以斷定發(fā)生了一次未接通。由于上行UL：CM SERVICE REQUEST是MS發(fā)起的對(duì)SDCCH的申請(qǐng)，發(fā)出申請(qǐng)后沒(méi)有應(yīng)答，沒(méi)有出現(xiàn)標(biāo)志呼叫接通的信令消息（當(dāng)一次試呼開(kāi)始后出現(xiàn)了Connect，Connect Acknowledge消息中的任何一條就計(jì)數(shù)為一次接通），由此，可以斷定發(fā)生了一次未接通情況。其原因可能為該服務(wù)小區(qū)的SDCCH信道擁塞，也可能是由于無(wú)線環(huán)境的惡化造成SDCCH信令丟失。因?yàn)榇舜蜠T測(cè)試發(fā)生在跨數(shù)個(gè)LAC的路段，而且是上一個(gè)通話剛剛結(jié)束，起初判斷可能是發(fā)生了一次位置更新 LOCATION UPDATE。由于MS在通話時(shí)跨過(guò)LAC區(qū)并不發(fā)生位置更新，掛機(jī)后在空閑狀態(tài)下立即進(jìn)行位置更新，所以在城市DT測(cè)試中會(huì)經(jīng)常發(fā)生 MS通話時(shí)跨過(guò)位置區(qū) （LAC）的情況，在通話結(jié)束后立即開(kāi)始做位置更新，其主要的第三層信令消息有（假設(shè)通話剛結(jié)束）：
DL：CHANNEL RELEASE
UL：CHANNEL REQUEST（緊接著開(kāi)始做位置更新）
DL：IMMEDIATE ASSIGNMENT
UL：LOCATION UPDATING REQUEST
DL：AUTHENTICATION REQUEST
UL：AUTHENTICATION RESPONSE
DL：LOCATION UPDATING ACCEPT
UL：TMSI REALLOCATION COMPLETE
DL：CHANNEL RELEASE
結(jié)合此例的第三層信令消息來(lái)看，例子中MS發(fā)出了UL：CM SERVICE REQUEST，并不是UL：LOCATION UPDATING REQUEST，由此可以判斷出此例并非是位置更新。

例2：MS掉話（與考核指標(biāo)中的掉話率掛鉤）
測(cè)試方式：DT；測(cè)試人員：網(wǎng)優(yōu)工程師；測(cè)試地點(diǎn)位于太原市南內(nèi)環(huán)西街。發(fā)生掉話的主服務(wù)小區(qū)為：LAC：13588；CI：4391。從計(jì)算機(jī)操作界面中得知，該MS掉話之前還發(fā)生過(guò)兩次切換：MS的服務(wù)小區(qū)由4033切到4032，又切至4391，起初4391的level值還較高，突然一個(gè)深衰落，下行的level落到¬—100dBm以下，導(dǎo)致掉話。這期間有一個(gè)最強(qiáng)鄰區(qū)（LAC：13588，CI：4643，BCCH為16）可供切換，但是4032、4033、4391服務(wù)小區(qū)都沒(méi)有切到4643小區(qū)去，可能上述小區(qū)間的鄰區(qū)切換參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)，也可能是4643小區(qū)擁塞，造成不能正常切換。由于無(wú)線環(huán)境急劇惡化，測(cè)試人員懷疑是4391小區(qū)前方有巨大建筑物阻擋或載頻有低功故障，導(dǎo)致通話過(guò)程中產(chǎn)生極大的誤碼，使MS與BSC間無(wú)法正常通信，最終斷開(kāi)連接產(chǎn)生掉話。由第三層信令消息可以看出，MS原處于通話狀態(tài)，因?yàn)樯闲蠱S一直在發(fā)送UL：MEASUREMENT REPORT（只有通話過(guò)程中才發(fā)送測(cè)量報(bào)告），掉話時(shí)MS由通話模式直接轉(zhuǎn)為IDLE模式，即只有下行消息而無(wú)上行消息：
DL：SYSTEM INFORMATION TYPE
DL：PAGING REQUEST TYPE

例3：MS連續(xù)切換失敗
測(cè)試方式：DT；測(cè)試人員：網(wǎng)優(yōu)工程師；測(cè)試地點(diǎn)：太原市迎澤西大街下元汽車(chē)站附近。服務(wù)小區(qū)：LAC：13588；CI：4173。下元汽車(chē)站位于迎澤西大街與和平路交叉口處，地勢(shì)平坦、空曠，車(chē)流量大，主要由4173、4081小區(qū)覆蓋，上述兩個(gè)小區(qū)及相鄰小區(qū)同屬于LAC：13588。DT測(cè)試過(guò)程中，MS當(dāng)前服務(wù)小區(qū)為4173，當(dāng)檢測(cè)到有Level 更強(qiáng)的鄰區(qū)時(shí)，BSC指示MS切換（發(fā)起DL：HANDOVER COMMAND），此時(shí)發(fā)生了連續(xù)的三次切換失�。║L：HANDOVER FAILURE）。需要聲明的一點(diǎn)是：切換失敗并不代表掉話，也不列入考核范圍，但是切換失敗極有可能造成掉話，在本地測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員非常重視切換失敗，尤其是連續(xù)的切換失敗。雖然本例中經(jīng)歷了連續(xù)三次切換失敗，MS仍然沒(méi)有掉話（MS還在發(fā)送測(cè)量報(bào)告），但是對(duì)連續(xù)的切換失敗應(yīng)該給予很大的重視。導(dǎo)致連續(xù)的切換失敗的原因可能是目標(biāo)小區(qū)的TCH信道擁塞，也可能是目標(biāo)小區(qū)的BCCH載頻與TCH載頻的發(fā)射功率沒(méi)有調(diào)平，導(dǎo)致BCCH與TCH的Level值相差很大而造成切換失敗。其第三層信令消息流程如下：
DL：HANDOVERCOMMAND
UL：HANDOVERACCESS
UL：HANDOVERCOMPLETE
UL：MEASUREMENTREPORT
UL：HANDOVERFAILURE
DL：SYSTEMINFORMATIONTYPE5
從切換的兩個(gè)小區(qū)：4173、4081來(lái)看，4173向4081切換，是不同步切換Non-synchronized Handover，所以BSC應(yīng)該在MS發(fā)出UL：HANDOVER ACCESS消息后，接著發(fā)出DL：PHYSICAL INFORMATION，指示MS切換至目標(biāo)小區(qū)的Timing Advance，即MS與切換目標(biāo)小區(qū)的距離。同時(shí)，在MS發(fā)出UL：HANDOVER COMPLETE之后，再發(fā)一條DL：PHYSICALINFORMATION。在本例中BSC沒(méi)有發(fā)出這兩條消息，這也是導(dǎo)致發(fā)生切換失敗的原因之一。（同步切換指：同一個(gè)BTS內(nèi)部的切換或MS已知切換目標(biāo)小區(qū)的時(shí)間提前量時(shí)所發(fā)生的切換）

本文總結(jié)了在DT測(cè)試中，對(duì)一些測(cè)試指標(biāo)用第三層信令消息來(lái)描述的情況。當(dāng)然，第三層信令消息還對(duì)其他許多事件進(jìn)行描述，這里不一一闡述。需要注意的一點(diǎn)是：第三層信令消息與信令消息有很大區(qū)別，第三層信令消息只顯示MS－BSS即空中無(wú)線接口的信令消息，而信令消息則是對(duì)全網(wǎng)所有NE（MSC、HLR、VLR、GGSN、SGSN等）而言的，相比之下要復(fù)雜得多。