CDMA移动网络协议及其测试分析

北京邮电大学　　李鹏宇 包金桩 寿国础

　　随着我国移动通信应用的飞速增长，一个基于IS-95A网络技术、覆盖全国330个地市、容量达到1515万户的CDMA移动网络在2001年底正式建成，标志着我国移动通信技术的发展进入了一个新阶段。

　　CDMA网络的建成是网络应用的第一步，面对异常激烈的市场竞争，提高网络运营和维护水平，不仅是网络正常运转的要求，更是保证网络服务质量的要求。针对CDMA网络，采用高效的测试仪表进行网络测试分析是网络运营和维护的必要步骤。

　　本文介绍了CDMA网络结构及其协议，并结合在SuperLink网络测试仪中适时开发完成的CDMA协议测试分析模块，介绍了基于CDMA网络协议进行CDMA网络维护的基本测试功能和网络性能、业务的高级分析。

一、CDMA网络

二、CDMA协议

　　1．CDMA的接口和协议

　　CDMA系统的主要接口包括Um接口、A接口和交换子系统内部接口，这三种主要接口的定义和标准化可以保证不同供应商生产的MS、BSS和NSS（网络子系统）能纳入同一个CDMA数字移动通信网运行和使用。

　　（1）Um接口：BSS与MS之间的空中接口，即无线接口；

　　（2）A接口：MSC与BSC之间的接口，采用标准的2.048Mbit/s PCM数字传输链路，主要传递呼叫处理、移动性管理、基站管理和移动台管理，使用BSSAP协议；

　　（3）交换子系统内部各实体之间的接口：包括B、C、D、E、H、M、N和Q接口，其接口协议是MAP协议。

　　2．移动应用部分（MAP）

　　MAP是移动通信系统间操作的接口协议，它包括以MSC为中心，与其它系统实体的信令联系，例如与另一MSC、HLR、VLR、SME、AC、MC的连接以及各系统实体彼此间的连接。MAP是TCAP的一个用户，采用交换协议数据和会话的方式。

该协议用于各实体之间的通信，如位置登记/删除、补充业务的处理、呼叫建立期间客户参数的检索和切换、客户管理、操作和维护、位置寄存器故障后的恢复、国际移动客户设备识别（IMEI）的管理和鉴权、支持短消息业务的程序等。

　　3．A接口协议

　　A接口主要协议是BSSAP（基站子系统应用部分），它使用信令连接传送第3层信息，BSSAP可进一步分成BSSMAP（基站子系统管理应用部分）和DTAP（直接传递应用部分）两部分。

　　（1）BSSMAP程序负责完成指配、阻塞、资源指示、复位、切换要求指示、切换资源指示、切换执行、切换候选者询问、释放、寻呼、流量控制、级别更新、加密模式控制、跟踪请求、MS初始消息、排队指示、SAPI≠0的数据链路控制、复位电路和负载指示。

　　（2）DTAP程序完成PLMN和MS连接的数字蜂窝PLMN及其他网络的电路交换连接的建立、维持和结束功能，提供与补充业务控制、短消息业务控制有关的必要支持，它还包括移动管理和无线资源管理的功能。DTAP由三个子层组成：CM连接管理功能、MM移动性管理功能和RR无线资源管理。DTAP完成的主要功能如下：

　　●专用无线信道连接的建立、操作和释放（RR）；

　　●位置更新、鉴权和TMSI的再分配（MM）；

　　●电路交换呼叫的建立、维持和结束（CC）；

　　●补充业务支持（SS），负责呼叫的运营管理，如呼叫前转和计费等；

　　●短消息业务支持（SMS），处理面向分组的用户信息，并在控制信道上传送用户信息，该子层可以通过无线路径在MS和MSC之间传递短消息。

三、MAP测试分析

　　1．MAP基本测试功能

　　（1）在线监测，负责从物理层到应用层的实时协议解析；

　　（2）实时统计各协议层中的不同消息，从物理层、MTP、SCCP、TCAP到MAP的各种消息；

　　（3）从原始数据中进行实时分析，生成流程，从流程结果可以清楚地了解相关协议的执行情况，便于进行网络诊断；

　　（4）具备灵活的前过滤、后过滤设置，中英文自由切换、文本转换等操作，各种测试数据依需要保存，以便于再分析。

　　2．MAP用户分析

　　用户分析可以准确追踪到某一移动用户相关的漫游信息，用户分析包括对移动终端的分析和对移动用户的分析。在CDMA中，用电子序列号（ESN）来唯一标识移动终端，移动终端分析即是ESN分析，同时，移动用户标识号（MIN）是移动用户身份的唯一标识，所以移动用户分析即是MIN分析。

　　用户分析有两种：

　　（1）业务类型分析：由于每一次的信息交互过程都是为了完成某一项功能，如位置更新、切换等，业务类型用于说明每个流程完成的功能，针对某一用户，统计该用户各类业务的数量，通过比较统计结果，可以很快找出用户在哪些功能上出现了异常；

　　（2）业务结果分析：MAP的业务结果可以分为成功、失败和拒绝三种情况，该分析是针对某一用户，统计其参与的业务记录总数以及成功、失败、拒绝的数量及比率。其中，失败统计还可以进一步分解为各类具体失败原因的统计，拒绝统计分解为各类具体问题的统计。通过以上分析，可以清楚的了解到某一用户的业务情况。

　　3．MAP业务类型分析

　　业务类型/业务结果分析：针对不同类型的业务分别统计其结果，通过比较可以了解到哪些类型的业务出现了异常。

　　4．MAP业务方向分析

　　（1）实体方向的业务结果分析：针对某个系统实体，统计各业务方向的业务结果，根据成功、失败、拒绝的比率了解各实体的业务情况；

　　（2）接口方向的业务结果分析：由于MAP是B、C、D、E、H、M、N和Q接口之间的协议，针对某一接口、统计各方向业务结果，根据成功、失败、拒绝的比率可以了解哪些接口出现了异常。

四、A接口测试分析

　　1．A接口基本测试功能

　　除了测试对象的差异，A接口测试的基本功能与MAP测试类似，包括：

（1）在线监测，A接口协议实时解析；

（2）实时统计各协议层中的不同消息，从物理层、MTP、SCCP到BSSAP；

（3）流程分析可以方便地看出流程中命令和请求的执行情况。

　　2．A接口呼叫分析

　　呼叫分析记录每一个移动呼叫的过程，呼叫分析可分为主叫号码分析和被叫号码分析，即分别针对呼叫的主叫方和被叫方追踪其每一次呼叫情况。

　　3．小区分析

　　小区分析是记录每个小区发生的业务情况。

　　（1）小区号码呼叫结果分析：统计每个小区呼叫次数、接通率、呼损率以及各种呼叫结果的次数，这样可以了解每个小区内发生的呼叫情况，并可根据呼损原因定位问题的出处；

　　（2）小区号码业务类型分析：A接口业务分为呼叫处理、补充业务、移动性管理、无线资源管理和设备管理五类，针对每个小区，统计各类业务发生的次数，可以了解小区各层管理是否正常；

　　（3）小区号码业务操作分析：业务操作是业务类别中更加具体的业务内容，如呼叫处理类中包括CM业务请求、指配请求等，无线资源管理类包括切换等，针对每个小区，对业务操作进行统计，可以了解各种具体业务内容的完成情况。

----《通信世界》