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WCDMA的RNC侧Iu-PS对接技术研究 [复制链接]

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懒

发表于 2012-12-12 15:29:11 |显示全部楼层
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本文来自《移动通信》期刊2009年12期。

【作者】 吴呈海:双学士,第一本科毕业于电子科技大学电磁场与微波技术专业,第二本科毕业于福州大学计算机网络专业。现为中国联通福建分公司网优中心工程师,主要从事GSM和WCDMA的网络规划和优化工作。

叶绍敏:本科毕业于华东理工大学,现为华为工程师。

谢子华:本科毕业于福州大学电子信息工程专业,现为华为网优工程师。

【机构】 中国联通福建分公司; 华为技术有限公司;

【摘要】 正确处理Iu-PS对接问题是WCDMA网络顺利开通的关键。文章在介绍了Iu-PS配置的原则及RNC侧需要配置的数据之后,着重分析了华为RNC与中兴SGSN、与华为自己的SGSN对接时遇到的故障及处理方法,分析了PDP激活失败的原因。

【关键词】 WCDMA; RNC; Iu-PS对接; PDP激活;

2009年1月7日,工业和信息化部宣布将WCDMA的3G业务经营许可权分配给中国联通。WCDMA是目前世界上应用范围最广、国际漫游最方便的一种制式。由于中国的“山寨机”基本支持WCDMA,因此WCMDA的终端也是最便宜、种类最多的。

3G可以支持不同类型的业务,如会话类、流媒体类、交互类和后台类。真正体现3G优势的在于3G支持移动宽带数据业务。为WCDMA提供移动宽带数据业务的接口是Iu-PS,没有Iu-PS接口的对接,可以说就没有3G主要业务的实现。

1 Iu-PS的配置

1.1配置原则

配置Iu-PS接口数据,需要增加物理层和数据链路层数据,增加RNCIu-PS接口控制面和用户面数据,增加邻节点传输资源映射关系。

1.2 RNC侧配置数据

配置之前必须有协商数据,以福州RNC1410为例,其Iu-PS地址规划如图1所示。

与控制面有关的配置(以华为RNC为例),主要有ADDSCTPLNK、ADDN7DPC、ADDM3LE、ADDM3DE、ADDM3LKS、ADDM3RT、ADDM3LNK、ADDADJNODE、ADDCNDOMAIN和ADDCNNODE。与用户面配置有关的,主要有:ADD PORT CTRLER、ADDIPPATH、ADDIPRT。连接控制面、用户面的邻节点传输资源映射关系配置有ADD TRMMAP、ADD FACTORTABLE、ADD ADJMAP和VLANID#。

2 与中兴SGSN对接的故障与处理

华为RNC与中兴SGSN的对接,Iu-PS接口使用IP三层组网。在RNC和SGSN两侧分别直连NE40e设备。Iu-PS的控制面和业务面配置采用不同的VPN。

2.1 SCTP链路故障

按照规划数据,RNC和SGSN两侧都使用两个控制面IP地址配置,实现SCTP双归属功能。每个地址分属不同网段,RNC和SGSN的两个IP地址都能与对端地址进行通讯。这样能保证在其中一个IP地址无法通讯的情况下,将控制面数据立即切换到另一个IP地址上。SGSN作为服务端,RNC作为客户端。不同SCTP链路通过使用不同的客户端端口进行区分。

在配置完数据之后,可以互相ping通对端IP地址,但SCTP链路状态显示为故障。使用对应的SCTP链路层跟踪,见表1:

查看跟踪的Initial和Initial ACK消息,两侧配置的SCTP链路IP地址和端口都正确。但在RNC发送Cookie Echo消息等待SGSN响应时,SGSN使用Abort消息强行释放了SCTP链路,之后就不停重复。

SCTP建立流程见图2:

从上面的跟踪消息中可以看出,SCTP链路的第四步握手协议没有完成,所以SCTP链路依然处于故障状态。经SGSN侧排查配置数据发现,SCTP链路数据配置不正确,修改后SCTP链路可以正常通讯。

2.2 RANAP层故障

M3UA链路正常,RNC侧的RANAP层跟踪的只有发送的数据,并没有收到的数据。通常接口上只有单向消息时,都是由于这个协议层或下层的链路没有配置正确,导致链路单通。

目前已经确认SCTP链路可以正常通讯,依次跟踪M3UA、SCCP层协议消息。从M3UA层消息跟踪可以看出M3UA链路已经建立成功,并在M3UA链路上发送SCCP层数据包。RNC侧配置的本地信令点是0x3AFE,目的信令点是0x3D1A,如图3所示:

而SGSN侧设置的本地信令点为0x3B1A,两侧信令点配置不一致,这样RNC发送的消息到达SGSN时,就会由于目的信令点不正确而被丢弃。将ADDN7DPC的DPC=H’003D1A改为H’003B1A,RANAP层消息通讯正常,SGSN可以收到RNC的RANAP层消息。

2.3路由区配置不一致

WCDMA网在中国尚属首创,小区的参数在前期没有规范,这必然导致一些小区前后规划不一致。这在终端设备尝试进行3G网络注册时尤为关键。终端在3G网络进行注册分为位置区更新和路由区更新两个流程,分别是向电路域和分组域注册。一般终端只要在其中一个域注册成功就会显示3G网络信号。

对接中,3G手机上显示有3G网络之后,尝试进行手机上网,但一直显示网络不存在。在RNC上进行消息跟踪发现向分组域的路由区更新被拒绝,失败的原因是:Network Failure。出现这种原因一般是由于RNC配置的位置区、路由区信息与SGSN侧配置不一致。由于位置区是电路域和分组域共享的信息,而CS的位置区更新已经成功,所以位置区信息是正确的。再检查路由区信息,发现小区配置的路由区RNC值为(0x0C),而在SGSN上RAC为(0x0D),因此分组域附着被拒绝。重新配置小区的路由区信息之后,路由区更新完成,手机可正常访问网页。

3 与华为SGSN对接的故障与处理

在与中兴SGSN完成Iu-PS对接之后,为测试华为的核心网设备,临时将RNC割接到华为提供的SGSN,要求RNC侧数据不做修改,SGSN根据RNC的配置添加数据。

3.1 GOU光口故障

Iu-PS接口使用IuPSoverIP的三层组网,RNC通过路由器(CE)连接到SGSN。在完成物理接线之后,查询RNC侧对应GE光口状态是“故障”,但CE侧显示GE光口正常。在ODF架上,将RNC光口的物理自环,结果显示RNC侧光口状态也正常;但将CE的光口与RNC对接后,RNC侧出现故障告警。

尝试对换GE光口的收发光纤,并更换了光模块,甚至复位了RNC的接口板等,却仍出现故障告警,基本上可以排除硬件设备故障。继续检查两侧光口配置上的区别。由于GE光口用于承载以太网,要设置以太网口属性。中兴对接时RNC与NE40e(CE)对接使用的是自协商模式,割接到华为SGSN之后,同样也使用自协商模式。尝试修改成强制1000M全双工模式:

SETETHP0RT:SRN=0,SN=24,BRDTYPE=GOU,PN=0,MTU=1500,AUT0=DISABLE,0AMFL0WBW=0,FL0WCTRLSWITCH=0N,FCINDEX=0;

修改之后GE光口状态正常,告警消失,两个设备可以互相ping通对端配置的光口IP地址,问题解决。

3.2 未激活LICENCE

配置Iu-PS接口的SCTP链路和M3UA链路后,在SGSN和RNC两侧都显示SCTP链路不可用告警、M3UA路由不可达告警以及M3UA目的实体不可访问告警。SCTP和M3UA参数使用协商数据,RNC侧使用10.241.249.49,SGSN侧使用10.241.240.32。

对比RNC和SGSN两侧的IP地址和SCTP链路端口配置没有发现问题,尝试从RNC使用ping命令:

PING10.241.240.32:56databytesReplyfrom10.241.240.32:bytes=56Sequence=1ttl=254time=2ms

Reply from10.241.240.32:bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=2ms

Reply from10.241.240.32:bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=2ms

Reply from10.241.240.32:bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=2ms

这表明从RNC的SCTP IP地址到SGSN的SCTP IP地址是可以ping通的,在IP层面上两个IP地址是可以正常通讯的。问题就归结到SCTP层面上了。由于华为SGSN在配置IUPS over IP过程中并不配置SCTP层,而是直接配置M3UA层,所以我们将SCTP层和M3UA层归在一起分析。通过在RNC上进行M3UA链路的跟踪,发现了一些问题。正确的MU3A链路建立过程如图4所示:

在RNC上跟踪得到M3UA链路建立过程。RNC作为客户端,在发起M3UA的ASP UP消息后,马上收到ASP UP ACK消息,但一直都没有收到SGSN紧接着ASP ACTIVE消息的ASP ACTIVE ACK消息。在M3UA—NOTIFY消息中可以看到SGSN主动将ASP状态设置成Inactive状态了。

问题由此缩小在从ASP ACTIVE到ASP ACTIVEA CK这个过程。如果在RNC侧配置了Routing Contex值,则在ASP ACTIVE消息中会携带Routing Context消息。而跟踪消息没有发现这个项,怀疑是由于SGSN不支持Routing Context的默认值。

再次协商之后,在RNC和SGSN中,同时将Routing Context值配置为1。修改完成之后,M3UA链路和SCTP链路告警消失。

随后SGSN需要继续配置RNC的7号信令点信息,复位对应的信令处理单板。但在单板复位完成之后,再次出现了SCTP和M3UA的告警。跟踪M3UA层消息,发现问题同样出现在从ASP ACTIVE到ASP ACTIVE ACK的过程中。而此时ASP ACTIVE命令已经携带了Routing Context项。

在SGSN中删除数据,重新添加所有配置,在RNC侧一直跟踪M3UA链路信息,发现在SGSN完成M3UA链路配置时,M3UA链路正常。继续配置7号信令点信息之后,SGSN主动发起了ASP Inactive消息。紧接着SGSN发了一个Notify消息,携带的原因是:Insufficient ASP Resources Active In As。

至此,基本可以确认是由于SGSN添加7号信令点之后,主动去激活了M3UA链路,原因是无可用的资源。通过多方面核查,最终确认是SGSN设备上未激活LICENCE。SGSN在LICENCE未被激活时,关闭了所有的特性功能,并且不支持配置多个7号信令点。在SGSN激活LICENCE之后,M3UA链路故障告警消除。

4 PDP激活失败

Iu-PS接口是否正常,最主要的指标是PDP激活成功率。在路测PS384、HSDPA等数据业务的下载速率时,发现PDP上下文激活经常失败,概率约为40%。跟踪消息发现,导致PDP上下文激活失败的原因主要有2种:

4.1 SGSN侧配置IP有误

根据PDP激活的有关流程,跟踪RANAP—DIRECT—TRANSFER消息,如图5所示,apn正确。

也就是说RNC请求PDP激活后,SGSN分配给RNC—个地址:

transport Layer Address:10001010000000010000001100000001(8A010301)

换算成十进制:8A010301=138.1.3.1。

从IP PATH中可以知道,PEER IP ADDR=〃10.241.240.41"或〃10.241.240.42〃,也就是说SGSN的地址不是138.1.3.1,这必然导致RNC无法建立IUPS接口上用户面链路。

4.2 GGSN用户数受限

在跟踪Iu接口消息时发现,PDP尚未激活,直接被RELEASE。进一步跟踪从CN来的RANAP—DIRECT—TRANSFER消息,发现PDP上下文激活被拒绝,见图6:

从消息中知道,CN能收到RNC的消息,也就是说从UE到CN的配置都没错。CN下一步是告诉RNC将包送到SGSN的IP地址,但没执行这一步,而是发出PDP上下文激活被拒绝消息,说明问题出在SGSN与GGSN之间。查找GGSN的配置,发现GGSN只支持5个用户同时上PS业务,将GGSN支持的用户改为100,问题解决。这个数字在商用后应该改为最大数据。

5 结语

WCDMA网在国内还是一张全新的网络,支持的业务也是全新的。在建网初期,不管是厂家还是施工人员,均没有经验,很多配置都需要通过测试、摸索完成。Iu-PS对接过程更是如此。RNC侧的厂家有华为、爱立信、中兴、诺西和上海贝尔,而PS侧也有中兴、华为等厂家,各个厂家的配置界面不大一样,因此对接过程中的问题也是层出不穷。

前期为演示需要开通了一些临时基站,这些基站的配置都是不规范的,后期由于CI等规范而一变再变,这些必然导致现网的一些配置前后版本不一致,从而导致Iu-PS接口对接不上或PDP激活率低。这些问题应该在建网初期彻底予以解决,否则到后期大量NodeB建成后,要找到问题就比较困难,而且从指标上也比较难发现个别站的问题。

总之,Iu-PS对接是一个系统的工程,不仅牵涉到RNC和SGSN,还与NodeB和GGSN等设备密切相关,只有从全局上去分析和把握,才能从根本上解决问题。

参考文献
[1]彭木根,王文博.3G无线资源管理与网络规划优化[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[2]李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京:人民邮电出版社,2003.

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发表于 2012-12-12 20:04:48 |显示全部楼层
写的超级详细,还需要好好研究下,SGSN IU控制面也有四个地址的,形成四个path,这个还是不很理解

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发表于 2014-5-11 17:04:21 |显示全部楼层
现网上,SGSN侧的IU接口上,控制面和用户面在物理端口上是分开的?还是共用的,通过vlan区分?
不知道现网上,是不是每个RNC的IUP接口都在SGSN上占用独立的控制面和用户面接口,我觉得好像不应该这样,不然sgsn的物理端口就太多了。
是不是控制面和用户面分开,所有的控制面都是共用物理端口的?

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