巧用测试仪器，解决错综复杂的无线网络问题

●手机开机后首先搜寻上次关机SIM卡储存的频率，如果无法找到，会在整个支持的GSM频段寻找电平最强的信号，锁定频率后，完成同步、接收系统消息。

●随后手机启动IMSI配置程序，通知系统其进入激活状态。

●手机启动IMSI程序有两种方法：IMSI鉴别或TMSI和LAI鉴别。

●当手机首次启用新SIM卡开机、手机转移到了另外一个PLMN区、手机移动到了另外一个刚复位的VLR和VLR删除了此手机数据的时候才会使用IMSI鉴别方式，即在注册过程中需要手机把IMSI传送给MSC。

●其它情况时，应该使用TMSI和LAI鉴别方法。即通过手机把上次通讯时记录的TMSI和LAI发送到目的地VLR（即开机所在地VLR），目的地VLR按照原LAI查询到初始地VLR，通过初始地VLR按照原TMSI查询到IMSI及鉴别组信息，目的地VLR使用此鉴别组向手机发送随机号码鉴别，如果手机响应鉴别成功，目的地VLR按照得到的IMSI，向HLR申请得到用户完整数据，接着目的地VLR向手机发送认证确认消息，从而完成了注册过程。

●手机SIM卡把新的LAI记录，之后即可提供通信服务。

对比正常和故障情况（见图1，图2，图3），可以发现：

●正常情况下注册是符合规范的。任何手机为了向系统通知其准备激活，开机后的位置更新方式应该采用"IMSI附着"的类型，手机鉴别的方式可按情况选用"TMSI和LAI"或"直接发送IMSI"的方式。为了保密，通常不采用"直接发送IMSI"的方式。

●故障手机不但在开机后位置更新方式采用了"一般位置更新"类型，在手机鉴别方式上还选择了"直接发送IMSI"的方式。通常"一般位置更新"类型用于空闲手机从一个LAC区移动到另一个LAC区时的位置更新，仅作LAI的更新，不需要IMSI的认证。因此，当手机开机后如果采用了此种方式，手机就不会发送IMSI或TMSI，目的地VLR就没有途径得到手机的IMSI及鉴别组信息，既无法从HLR得到手机用户完整数据，也没法向手机发出鉴别消息，因此目的地VLR只能通过MSC发出拒绝手机的位置更新申请的消息，拒绝的理由只是简单地归类为HLR查询不到IMSI，导致手机出现"未注册SIM Card"的现象。

什么导致了位置更新类型的变化？最值得怀疑的对象就是储存着鉴别信息、存储着决定位置更新类型的程序SIM卡。在更换了SIM卡后，注册、通讯恢复正常。是何原因导致了原来SIM卡的设置改变？SIM卡实际就是一张存储卡，存储着手机正常通讯需要的程序及信息，其内容在特定的条件下可读、可写。当某个诱因出现时，就有可能诱发程序出错。是否由于系统升级或开通了新的PLMN导致故障发生，需要进一步调查，但是最重要的是通过使用R&S的无线仪表，在没有查网络端的前提下就准确地完成了定位，迅速地解决了问题。
3.2  案例2

（1）问题：某批用于EV-DO Rev A无线网络的UIM卡插入AT后开机不能上网。

（2）分析：HLR遗漏IMSI信息导致AT无法注册，AT鉴权失败，AN与AT参数协商失败，UIM卡等问题，都会导致AT与AN不能建立会话连接——即不能上网。为了快速查找问题，我们使用了无线综测仪CMU200。

（3）方法：一般EV-DO的AT上网的流程为：AT在PRL上查询是否支持EV-DO及EV-DO的优先频点。如果支持EV-DO，AT调整频率到EV-DO的优先频点（一般为37），开始与AN作会话参数协商。如果会话协商成功，AN会分配一个惟一接入代号UATI给AT，AN也同时获得了AT提供的Session Seed和ESN，为会话连接做准备。AT发出会话连接申请，EV-DO的AAA鉴权服务器要求AT按照CHAP协议输入用户名和密码，完成接入EV-DO网络的鉴权。接着PDSN也会要求客户按照CHAP协议输入互联网接入用户名和密码，完成上网鉴权。随后建立PPP连接，实现上网功能。分析问题需要重现故障现象。由于待测试AT不能与ROMES相连，所以无法从AT端监测。因此需要搭建一个测试环境，从AN侧来确定问题所在。我们采用了案例1中的CMU200＋屏蔽箱的方案。

●在CMU200上设置AN的频率为37，设置Subtype为2，支持EV-DO Rev A版本，下行功率-70dBm，AT开机后发现AT与CMU200（AN）不能完成会话协商。

●CMU200侧侦测到5个为一组的功率从低到高不断循环的信号，与CMU200 Probes per Sequence的定义值5相符合，因此认为这就是AT发出的接入试探。由此判断AT已正常发出无线信号，但是由于物理层承载的协议参数无法在AT与AN之间通过协商达成一致，导致了无法进入Session Open状态，从而无法建立会话连接。

●进一步了解得知此批UIM只能用于指定区域的固定上网点，通过设置10位（16进制）的Sector ID实现锁定指定区域的目的。

●按照ANSI 41规范，Sector ID为6位字长（16进制）。修改CMU200中的Sector ID format为人工指定格式，并按照UIM厂商提供的信息输入10位Sector ID后，AT与CMU200顺利完成会话协商，成功连接。

●到指定区域验证，事实果然如此。

3.3  案例3

（1）问题：经常收到某区域的GSM客户投诉：存在单通情况。

（2）分析：由于单通现象出现的概率一般不高，如果需要重现故障、查找导致单通的原因需要耗费大量的人力、时间。无线链路上、下行不平衡，基站载波故障，基站基带板件故障，BSC声码器故障，天馈线故障，无线干扰，基站Abits口存在环回，交换机的回音抑制器故障，BSC与MSC的A接口CIC不对应等都会引起单通现象。因此，一般从最简单、最大可能性的测试做起，使用简洁的方法，争取用最少的时间、最少的人力解决问题。

（3）方法

●分析问题发现，出现投诉的区域分属不同的基站覆盖区域，但是却同属一个BSC，因此某个基站的无线、硬件故障的可能性不大。因此，排查的主要对象落在了手机、区域干扰和BSC，MSC上。

●最容易实施的是检测投诉客户手机。在此案例中，更换手机后测试多次仍然存在此故障，可确定不是手机原因。如果怀疑是手机引起的单通，则可以使用R&S的音频分析仪UPV测试手机音频收发电路。如图5所示，在CMU200与手机建立连接后，运行UPV的手机音频测试软件，可以自动得到手机的音频发送响度（SLR）、接收响度（RLR）及频率响应曲线等量化指标，从而验证手机的音频电路。

●既然此案例已经确定问题在无线网络，接着可以先查找是否存在区域干扰。使用ROMES软件控制扫频仪TSMx在问题区域查找是否存在同、邻频干扰（见图6），查找结果为无干扰。

●然后就需要作最耗费时间和精力的CIC测试。通常需要一个工程师从交换侧把A接口锁剩两个CIC（保留1路控制信令链路），另外两个射频工程师负责拨号、接通、人工说话、人工接听、人耳监听是否存在单通。如果存在单通，此时即可定位此两个CIC存在问题，接着测试下两个CIC，如此往复，锁定有问题的CIC后即可排除故障。但是，CIC的数量非常庞大，并且为了不影响用户使用，只能深夜进行，需要耗费非常多的时间和精力。

●如果能巧妙利用ROMES路测软件，就可以节省人力和时间。方法是：使用ROMES软件控制两台测试手机，一台测试手机A的麦克风线路连接到了PC的声卡音频输出端，另一台测试手机B耳机线路连接到了自带小型功放的台式音箱的音频输入端，PC循环播放一段音乐通过音频线路送到A的音频接收端，手机A受ROMES控制，自动循环拨通B手机，呼叫经过基站，然后到BSC，接着连接到交换机，交换机会分配锁剩的两个CIC与BSC连接，建立通话。音乐因此也送到了自动接听的测试手机B的耳机线路上，同时也送到了音箱的音频输入端，这时音箱即会播放PC播放的音乐。工程师只需要聆听音箱是否正常发声，即可判断此两个CIC是否存在问题。如果正常，关闭这两个CIC，打开下两个CIC，继续检查。由此往复，整个过程只需要一个工程师连续操作。交换工程师如果使用了一个自动锁定、自动解锁的程序，测试CIC效率更会得到极大的提高。

●采用这一改进方法，只使用了约1h即找到了存在硬件故障的CIC电路，锁定此CIC后顺利解决了单通问题。

按照上述案例方法，还可举一反三地变换出各种符合实际情况的测试方案。如果能巧妙利用测试仪表灵活、方便、多功能的特性，就可以帮助我们快速、准确、有效地定位移动通信无线网络故障、巧妙解决复杂网络问题。