CDMA移動網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其測試分析

北京郵電大學(xué)　　李鵬宇 包金樁 壽國礎(chǔ)



　　隨著我國移動通信應(yīng)用的飛速增長，一個基于IS-95A網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、覆蓋全國330個地市、容量達到1515萬戶的CDMA移動網(wǎng)絡(luò)在2001年底正式建成，標(biāo)志著我國移動通信技術(shù)的發(fā)展進入了一個新階段。


　　CDMA網(wǎng)絡(luò)的建成是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的第一步，面對異常激烈的市場競爭，提高網(wǎng)絡(luò)運營和維護水平，不僅是網(wǎng)絡(luò)正常運轉(zhuǎn)的要求，更是保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求。針對CDMA網(wǎng)絡(luò)，采用高效的測試儀表進行網(wǎng)絡(luò)測試分析是網(wǎng)絡(luò)運營和維護的必要步驟。


　　本文介紹了CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其協(xié)議，并結(jié)合在SuperLink網(wǎng)絡(luò)測試儀中適時開發(fā)完成的CDMA協(xié)議測試分析模塊，介紹了基于CDMA網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行CDMA網(wǎng)絡(luò)維護的基本測試功能和網(wǎng)絡(luò)性能、業(yè)務(wù)的高級分析。



一、CDMA網(wǎng)絡(luò)


二、CDMA協(xié)議


　　1．CDMA的接口和協(xié)議


　　CDMA系統(tǒng)的主要接口包括Um接口、A接口和交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口，這三種主要接口的定義和標(biāo)準(zhǔn)化可以保證不同供應(yīng)商生產(chǎn)的MS、BSS和NSS（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）能納入同一個CDMA數(shù)字移動通信網(wǎng)運行和使用。


　�。�1）Um接口：BSS與MS之間的空中接口，即無線接口；


　�。�2）A接口：MSC與BSC之間的接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s PCM數(shù)字傳輸鏈路，主要傳遞呼叫處理、移動性管理、基站管理和移動臺管理，使用BSSAP協(xié)議；


　�。�3）交換子系統(tǒng)內(nèi)部各實體之間的接口：包括B、C、D、E、H、M、N和Q接口，其接口協(xié)議是MAP協(xié)議。


　　2．移動應(yīng)用部分（MAP）


　　MAP是移動通信系統(tǒng)間操作的接口協(xié)議，它包括以MSC為中心，與其它系統(tǒng)實體的信令聯(lián)系，例如與另一MSC、HLR、VLR、SME、AC、MC的連接以及各系統(tǒng)實體彼此間的連接。MAP是TCAP的一個用戶，采用交換協(xié)議數(shù)據(jù)和會話的方式。


該協(xié)議用于各實體之間的通信，如位置登記/刪除、補充業(yè)務(wù)的處理、呼叫建立期間客戶參數(shù)的檢索和切換、客戶管理、操作和維護、位置寄存器故障后的恢復(fù)、國際移動客戶設(shè)備識別（IMEI）的管理和鑒權(quán)、支持短消息業(yè)務(wù)的程序等。


　　3．A接口協(xié)議


　　A接口主要協(xié)議是BSSAP（基站子系統(tǒng)應(yīng)用部分），它使用信令連接傳送第3層信息，BSSAP可進一步分成BSSMAP（基站子系統(tǒng)管理應(yīng)用部分）和DTAP（直接傳遞應(yīng)用部分）兩部分。


　�。�1）BSSMAP程序負(fù)責(zé)完成指配、阻塞、資源指示、復(fù)位、切換要求指示、切換資源指示、切換執(zhí)行、切換候選者詢問、釋放、尋呼、流量控制、級別更新、加密模式控制、跟蹤請求、MS初始消息、排隊指示、SAPI≠0的數(shù)據(jù)鏈路控制、復(fù)位電路和負(fù)載指示。


　　（2）DTAP程序完成PLMN和MS連接的數(shù)字蜂窩PLMN及其他網(wǎng)絡(luò)的電路交換連接的建立、維持和結(jié)束功能，提供與補充業(yè)務(wù)控制、短消息業(yè)務(wù)控制有關(guān)的必要支持，它還包括移動管理和無線資源管理的功能。DTAP由三個子層組成：CM連接管理功能、MM移動性管理功能和RR無線資源管理。DTAP完成的主要功能如下：


　　●專用無線信道連接的建立、操作和釋放（RR）；


　　●位置更新、鑒權(quán)和TMSI的再分配（MM）；


　　●電路交換呼叫的建立、維持和結(jié)束（CC）；


　　●補充業(yè)務(wù)支持（SS），負(fù)責(zé)呼叫的運營管理，如呼叫前轉(zhuǎn)和計費等；


　　●短消息業(yè)務(wù)支持（SMS），處理面向分組的用戶信息，并在控制信道上傳送用戶信息，該子層可以通過無線路徑在MS和MSC之間傳遞短消息。



三、MAP測試分析


　　1．MAP基本測試功能


　�。�1）在線監(jiān)測，負(fù)責(zé)從物理層到應(yīng)用層的實時協(xié)議解析；


　�。�2）實時統(tǒng)計各協(xié)議層中的不同消息，從物理層、MTP、SCCP、TCAP到MAP的各種消息；


　�。�3）從原始數(shù)據(jù)中進行實時分析，生成流程，從流程結(jié)果可以清楚地了解相關(guān)協(xié)議的執(zhí)行情況，便于進行網(wǎng)絡(luò)診斷；


　�。�4）具備靈活的前過濾、后過濾設(shè)置，中英文自由切換、文本轉(zhuǎn)換等操作，各種測試數(shù)據(jù)依需要保存，以便于再分析。


　　2．MAP用戶分析


　　用戶分析可以準(zhǔn)確追蹤到某一移動用戶相關(guān)的漫游信息，用戶分析包括對移動終端的分析和對移動用戶的分析。在CDMA中，用電子序列號（ESN）來唯一標(biāo)識移動終端，移動終端分析即是ESN分析，同時，移動用戶標(biāo)識號（MIN）是移動用戶身份的唯一標(biāo)識，所以移動用戶分析即是MIN分析。


　　用戶分析有兩種：


　�。�1）業(yè)務(wù)類型分析：由于每一次的信息交互過程都是為了完成某一項功能，如位置更新、切換等，業(yè)務(wù)類型用于說明每個流程完成的功能，針對某一用戶，統(tǒng)計該用戶各類業(yè)務(wù)的數(shù)量，通過比較統(tǒng)計結(jié)果，可以很快找出用戶在哪些功能上出現(xiàn)了異常；


　�。�2）業(yè)務(wù)結(jié)果分析：MAP的業(yè)務(wù)結(jié)果可以分為成功、失敗和拒絕三種情況，該分析是針對某一用戶，統(tǒng)計其參與的業(yè)務(wù)記錄總數(shù)以及成功、失敗、拒絕的數(shù)量及比率。其中，失敗統(tǒng)計還可以進一步分解為各類具體失敗原因的統(tǒng)計，拒絕統(tǒng)計分解為各類具體問題的統(tǒng)計。通過以上分析，可以清楚的了解到某一用戶的業(yè)務(wù)情況。


　　3．MAP業(yè)務(wù)類型分析


　　業(yè)務(wù)類型/業(yè)務(wù)結(jié)果分析：針對不同類型的業(yè)務(wù)分別統(tǒng)計其結(jié)果，通過比較可以了解到哪些類型的業(yè)務(wù)出現(xiàn)了異常。


　　4．MAP業(yè)務(wù)方向分析


　　（1）實體方向的業(yè)務(wù)結(jié)果分析：針對某個系統(tǒng)實體，統(tǒng)計各業(yè)務(wù)方向的業(yè)務(wù)結(jié)果，根據(jù)成功、失敗、拒絕的比率了解各實體的業(yè)務(wù)情況；


　�。�2）接口方向的業(yè)務(wù)結(jié)果分析：由于MAP是B、C、D、E、H、M、N和Q接口之間的協(xié)議，針對某一接口、統(tǒng)計各方向業(yè)務(wù)結(jié)果，根據(jù)成功、失敗、拒絕的比率可以了解哪些接口出現(xiàn)了異常。



四、A接口測試分析


　　1．A接口基本測試功能


　　除了測試對象的差異，A接口測試的基本功能與MAP測試類似，包括：


（1）在線監(jiān)測，A接口協(xié)議實時解析；


（2）實時統(tǒng)計各協(xié)議層中的不同消息，從物理層、MTP、SCCP到BSSAP；


（3）流程分析可以方便地看出流程中命令和請求的執(zhí)行情況。


　　2．A接口呼叫分析


　　呼叫分析記錄每一個移動呼叫的過程，呼叫分析可分為主叫號碼分析和被叫號碼分析，即分別針對呼叫的主叫方和被叫方追蹤其每一次呼叫情況。


　　3．小區(qū)分析


　　小區(qū)分析是記錄每個小區(qū)發(fā)生的業(yè)務(wù)情況。


　�。�1）小區(qū)號碼呼叫結(jié)果分析：統(tǒng)計每個小區(qū)呼叫次數(shù)、接通率、呼損率以及各種呼叫結(jié)果的次數(shù)，這樣可以了解每個小區(qū)內(nèi)發(fā)生的呼叫情況，并可根據(jù)呼損原因定位問題的出處；


　�。�2）小區(qū)號碼業(yè)務(wù)類型分析：A接口業(yè)務(wù)分為呼叫處理、補充業(yè)務(wù)、移動性管理、無線資源管理和設(shè)備管理五類，針對每個小區(qū)，統(tǒng)計各類業(yè)務(wù)發(fā)生的次數(shù)，可以了解小區(qū)各層管理是否正常；


　�。�3）小區(qū)號碼業(yè)務(wù)操作分析：業(yè)務(wù)操作是業(yè)務(wù)類別中更加具體的業(yè)務(wù)內(nèi)容，如呼叫處理類中包括CM業(yè)務(wù)請求、指配請求等，無線資源管理類包括切換等，針對每個小區(qū)，對業(yè)務(wù)操作進行統(tǒng)計，可以了解各種具體業(yè)務(wù)內(nèi)容的完成情況。




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