《GSM GPRS层三消息分析说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM GPRS层三消息分析说明书.doc（98页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、项目名：AutoTest 3.0文档名：GSM/GPRS层三消息分析说明书修改记录作者日期简要说明审核日期批准日期陈勇2002-10-25始建陈勇2002-10-30根据意见增加了信元的列表Annex B、要硬解的信元的详细分析Annex A以及其他相关内容的补充和修改陈勇2002-10-31根据意见调整了文档的结构（原附录A、B大部分内容调整到文档中；删除了与具体实现关系较密切的内容；补充了关于信元中包含的参数的情况的分析等陈勇2002-11-06调整了参数解析的情况说明部分，并进行举例，说明需求。目录 1概述81.1编写说明81.2引用标准81.3参考资料81.4相关文档81.5定义81.
2、6缩略语82GSM/GPRS层三消息分类93标准层三消息格式93.1PD93.2SI（TI）93.3Message Type103.4IE（Information Element）103.5参数114非标准层三消息格式115层三消息解析的思路和层三消息的信元组成145.1只有一个字节的消息的解析145.2标准层三消息解析的一般思路145.3层三消息的信元组成155.3.1层三消息与信元的关系155.3.2层三消息的信元分类166信元的解析和信元的组成情况分析256.1信元解析的划分256.1.1易于解析的信元256.1.2解析较困难的信元276.2组成信元的参数情况分析336.2.1参数的字段
3、读取情况346.2.2参数的实际意义356.2.3参数解析时需要注意的属性376.2.4参数属性描述举例376.2.5特殊信元的参数情况407解析层三原始消息需要提供的信息418层三消息和具体信元详细分析418.1RR消息418.1.1ADDITIONAL ASSIGNMENT428.1.2IMMEDIATE ASSIGNMENT428.1.3IMMEDIATE ASSIGNMENT EXTENDED438.1.4IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT448.1.5CIPHERING MODE COMMAND458.1.6CIPHERING MODE COMPLETE458.1
4、.7ASSIGNMENT COMMAND468.1.8ASSIGNMENT COMPLETE478.1.9ASSIGNMENT FAILURE488.1.10PDCH ASSIGNMENT COMMAND488.1.11HANDOVER ACCESS488.1.12HANDOVER COMMAND498.1.13HANDOVER COMPLETE518.1.14HANDOVER FAILURE528.1.15RR-CELL CHANGE ORDER528.1.16PHYSICAL INFORMATION528.1.17RR INITIALISATION REQUEST528.1.18CHANN
5、EL RELEASE538.1.19PARTIAL RELEASE538.1.20PARTIAL RELEASE COMPLETE538.1.21PAGING REQUEST TYPE 1538.1.22PAGING REQUEST TYPE 2548.1.23PAGING REQUEST TYPE 3548.1.24PAGING RESPONSE548.1.25SYSTEM INFORMATION TYPE 1548.1.26SYSTEM INFORMATION TYPE 2558.1.27SYSTEM INFORMATION TYPE 2bis568.1.28SYSTEM INFORMAT
6、ION TYPE 2ter568.1.29SYSTEM INFORMATION TYPE 3578.1.30SYSTEM INFORMATION TYPE 4588.1.31SYSTEM INFORMATION TYPE 5598.1.32SYSTEM INFORMATION TYPE 5bis608.1.33SYSTEM INFORMATION TYPE 5ter608.1.34SYSTEM INFORMATION TYPE 6618.1.35SYSTEM INFORMATION TYPE 7618.1.36SYSTEM INFORMATION TYPE 8618.1.37SYSTEM IN
7、FORMATION TYPE 9618.1.38SYSTEM INFORMATION TYPE 10（不解析消息详细内容）628.1.39SYSTEM INFORMATION TYPE 13628.1.40SYSTEM INFORMATION TYPE 16638.1.41SYSTEM INFORMATION TYPE 17638.1.42NOTIFICATION/FACCH（不解析消息详细内容）638.1.43NOTIFICATION/NCH（不解析消息详细内容）638.1.44NOTIFICATION RESPONSE（不解析消息详细内容）638.1.45TALKER INDICATION
8、（不解析消息详细内容）638.1.46UPLINK ACCESS（不解析）648.1.47UPLINK BUSY（不解析消息详细内容）648.1.48UPLINK FREE（不解析消息详细内容）648.1.49UPLINK RELEASE（不解析消息详细内容）648.1.50VGCS UPLINK GRANT（不解析消息详细内容）648.1.51EXTENDED MEASUREMENT ORDER648.1.52EXTENDED MEASUREMENT REPORT648.1.53CHANNEL MODE MODIFY658.1.54CHANNEL MODE MODIFY ACKNOWLEDG
9、E658.1.55CHANNEL REQUEST658.1.56CLASSMARK CHANGE658.1.57CLASSMARK ENQUIRY668.1.58FREQUENCY REDEFINITION668.1.59MEASUREMENT REPORT668.1.60SYNCHRONIZATION CHANNEL INFORMATION（不解析）678.1.61RR STATUS678.1.62GPRS SUSPENSION REQUEST688.1.63CONFIGURATION CHANGE COMMAND688.1.64CONFIGURATION CHANGE ACKNOWLEDG
10、E688.1.65CONFIGURATION CHANGE REJECT688.1.66APPLICATION INFORMATION688.2MM消息698.2.1IMSI DETACH INDICATION698.2.2LOCATION UPDATING ACCEPT698.2.3LOCATION UPDATING REJECT698.2.4LOCATION UPDATING REQUEST698.2.5AUTHENTICATION REJECT708.2.6AUTHENTICATION REQUEST708.2.7AUTHENTICATION RESPONSE718.2.8IDENTIT
11、Y REQUEST718.2.9IDENTITY RESPONSE718.2.10TMSI REALLOCATION COMMAND728.2.11TMSI REALLOCATION COMPLETE728.2.12CM SERVICE ACCEPT728.2.13CM SERVICE REJECT728.2.14CM SERVICE ABORT738.2.15CM SERVICE REQUEST738.2.16CM SERVICE PROMPT$(CCBS)$748.2.17CM RE-ESTABLISHMENT REQUEST748.2.18ABORT748.2.19MM INFORMAT
12、ION748.2.20MM STATUS748.2.21MM NULL748.3CC消息758.3.1SETUP758.3.2ALERTING778.3.3CALL CONFIRMED788.3.4CALL PROCEEDING788.3.5CONNECT798.3.6CONNECT ACKNOWLEDGE798.3.7EMERGENCY SETUP808.3.8PROGRESS808.3.9MODIFY808.3.10MODIFY COMPLETE808.3.11MODIFY REJECT808.3.12USER INFORMATION808.3.13DISCONNECT818.3.14RE
13、LEASE818.3.15RELEASE COMPLETE828.3.16FACILITY838.3.17HOLD838.3.18HOLD ACKNOWLEDGE838.3.19HOLD REJECT838.3.20RETRIEVE848.3.21RETRIEVE ACKNOWLEDGE848.3.22RETRIEVE REJECT848.3.23CONGESTION CONTROL848.3.24NOTIFY848.3.25START DTMF848.3.26START DTMF ACKNOWLEDGE848.3.27START DTMF REJECT858.3.28STATUS858.3.
14、29STATUS ENQUIRY858.3.30STOP DTMF858.3.31STOP DTMF ACKNOWLEDGE858.3.32CC-Establishment $(CCBS)$858.3.33CC-Establishment confirmed $(CCBS)$858.3.34Recall $(CCBS)$868.3.35Start CC $(CCBS)$868.4GMM消息868.4.1ATTACH REQUEST868.4.2ATTACH ACCEPT878.4.3ATTACH COMPLETE878.4.4ATTACH REJECT878.4.5DETACH REQUEST
15、878.4.6DETACH ACCEPT888.4.7P-TMSI REALLOCATION COMMAND888.4.8P-TMSI REALLOCATION COMPLETE888.4.9AUTHENTICATION AND CIPHERING REQUEST888.4.10AUTHENTICATION AND CIPHERING RESPONSE888.4.11AUTHENTICATION AND CIPHERING REJECT898.4.12IDENTITY REQUEST898.4.13IDENTITY RESPONSE898.4.14ROUTING AREA UPDATE REQ
16、UEST898.4.15ROUTING AREA UPDATE ACCEPT898.4.16ROUTING AREA UPDATE COMPLETE908.4.17ROUTING AREA UPDATE REJECT908.4.18GMM STATUS908.4.19GMM INFORMATION908.5SM消息908.5.1ACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST918.5.2ACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT928.5.3ACTIVATE PDP CONTEXT REJECT938.5.4REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION93
17、8.5.5REQUEST PDP CONTEXT ACTIVATION REJECT948.5.6MODIFY PDP CONTEXT REQUEST948.5.7MODIFY PDP CONTEXT ACCEPT948.5.8DEACTIVATE PDP CONTEXT REQUEST948.5.9DEACTIVATE PDP CONTEXT ACCEPT948.5.10ACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST948.5.11ACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT958.5.12ACTIVATE AA PDP CONTEXT REJECT958.5
18、.13DEACTIVATE AA PDP CONTEXT REQUEST958.5.14DEACTIVATE AA PDP CONTEXT ACCEPT968.5.15SM STATUS969消息信元情况统计9610消息解析出错处理9610.1术语定义9610.2出错情况和处理9610.2.1消息过短9610.2.2未知或者意外的TI9710.2.3未知或者意外的message type9710.2.4非语义错误的必选信元出错9710.2.5非强制消息部分中的未知或者意外的IE9710.2.6非强制消息部分出错9710.2.7语义错误的消息97Annex A98Annex B98Annex C
19、99GSM/GPRS层三消息分析说明书1 概述1.1 编写说明该文档对层三消息的格式进行了详细分析，并对所有层三消息、信元以及组成信元的参数情况进行了分析总结，供以后的层三消息解析开发参考，也可以作为层三消息学习的参考。该文档对层三消息的内容分析侧重于如何解析，对具体信元包含的参数讨论较少。1.2 引用标准该文档的编写参考ETSI的Digital cellular telecommunications system (Phase 2+)的最新标准。主要包含该系列标准的04.08、04.07、04.06等。1.3 参考资料【1】层三消息解码初步工作计划 史峰【2】关于层三消息解析的一些分析结果陈
20、勇1.4 相关文档1.5 定义标准层三消息，非标准层三消息。1.6 缩略语全称中文说明CCCall Control呼叫控制CMConnection Management连接管理GMMGPRS Mobility ManagementGPRS移动管理MMMobility Management移动管理RRRadio Resources management无线资源管理SMSession Management会话管理2 GSM/GPRS层三消息分类GSM的协议栈层三划分为三个子层：无线资源（RR）管理，移动管理（MM）和连接管理（CM）子层（其中CM子层又包括呼叫控制（CC）、短消息和补充业务，层三消
21、息解析在该子层只考虑CC），相对应的层三消息包括RR消息、MM消息及CC消息。由于向GPRS的扩展，后来的GSM/GPRS标准中又增加了GPRS移动管理消息（GMM消息）和GPRS会话管理消息（SM消息）。上述五种消息是GSM/GPRS层三消息解析的内容。按照具体的消息格式不同，消息又可以分为：标准层三消息和非标准层三消息。标准层三消息是严格符合标准消息格式的层三消息，而非标准消息则由于种种原因其格式无法符合标准消息格式。这是层三解析中要考虑的重要问题。下面我们着重讨论标准和非标准层三消息的情况。3 标准层三消息格式标准层三消息的组成：SI（TI）PD （占用octet 1）Message T
22、ype octet（占用octet 2）IEs （占用其他octets）:=【注】其中信元（IE）中包含各个与小区、信道等相关的参数，是解析的目标。【注】：全部的层三消息的描述，参见Annex C。3.1 PD其中协议鉴别器（PD Protocol Discriminator）如下（参见04.07 PAGE87），与我们相关的用红色标志出，其他原始消息不会提供过来进行解析。0 0 0 0 group call control0 0 0 1 broadcast call control0 0 1 0 PDSS10 0 1 1call control; call related SS messag
23、es0 1 0 0 PDSS20 1 0 1 mobility management messages0 1 1 0radio resources management messages1 0 0 0 GPRS mobility management messages1 0 0 1 SMS messages1 0 1 0 GPRS session management messages1 0 1 1 non call related SS messages1 1 0 0 Location services1 1 1 0 reserved for extension of the PD to o
24、ne octet length1 1 1 1 reserved for tests3.2 SI（TI）SI（Skip Indicator）或者TI（Transaction Identifier）解释如下： RR、MM和GMM消息中，比特5称为SI（跳读指示），此时应该填充0000，否则认为消息无效，忽略消息。 在CC和SM消息中，比特58成为TI（处理标识），这时它分为两部分：TI flag（bit8）TI value（bits75）目的是为了区分16条可以在两个方向上都可以传输的消息（如SETUP等），这样的一个消息流叫做一个Transaction，由发起该Transaction的实体来设定
25、该TI value，TI flag则是用来区分该Transaction的发起者和接收者，以防止当两个不同方向上的Transaction的TI value相同时，无法正确区分消息。TI flag 0 从发起TI的一侧发来的消息； 1 向发起TI的一侧发送的消息 TI value： 0 0 0 00 0 110 1 0 20 1 131 0 0 41 0 151 1 0 61 1 1保留.3.3 Message Type消息类型字段指明了该消息的具体类型。 8 7 6 5 4 3 2 10N(SD)或 0Message Type图1 Message Type octet其中bit 7的配置比较复杂
26、，具体如下：对于从网络侧发送的消息，该bit设置为0；对于从MS发送的消息，对RR子层，该bit设置为0；但是对于RR子层之上的每一条消息，RR子层都有一个发送变量V(SD)（Send Duplicated），用于防止消息的重复，每发送该已编号的消息，对应的变量V(SD)加1，以2为模（即只取0、1），N(SD)等于V(SD)，即一条消息重发时才有变化。对于该比特，可以不解析。关于详细的消息类型（Message Type），请见各条消息的具体分析。3.4 IE（Information Element）信元按照格式的不同，可以分为五种：T（Type only）、V（Value only）、TV（
27、Type and Value）、LV（Length and Value）、TLV（Type、Length and Value）共有四种类型：类型1：只有值域并占用1/2个比特，或者和IEI共同占用一个比特Value partV格式的类型1 IE Value partV格式的类型1 IEIEIValue partTV格式的类型1 IE图2 类型1的信元类型2：消息类型占用一个比特，没有值域IEIT格式的类型2 IE图3 类型2的信元类型3：值域至少为一个字节Value part格式V的类型3 IEIEIValue part格式TV的类型3 IE图4 类型3的信元类型4：包括长度指示字段用于指示值
28、域的长度（长度指示可以指示值域长度为0），这种类型用于长度可变的信元。LIValue part格式LV的类型4 IEIEILIValue part格式TLV的类型4 IE图5 类型4的信元3.5 参数绝大多数信元都有“Value part”，即值域部分，这里包含众多与小区、信道、MS等相关的参数，是消息解析要得到的最小元素。关于参数的情况将在6.2节详细描述。4 非标准层三消息格式按照协议04.07，将非标准层三消息分为两种： L2 Pseudo Length octet Rest octets 型12MM+1NL2 Pseudo Length octet标准层三消息Rest octets图6
29、 L2 Pseudo Length octet Rest octets 型消息格式:=Rest octets该种非标准消息在BCCH和PCH/AGCH信道上传输，由于没有建立起层二的链路层连接，因此没有完整的层二头，就用一个L2 Pseudo Length octet（层二伪头长度字节）来指示后面可以看作标准层三消息的长度。消息尾部填充的Rest octets的定义满足CSN.1规则，是一种标准的信元描述方法，从广义的角度来讲，也可以认为是标准消息的一部分。该种消息包含较多，主要有所有的系统消息类型（系统消息10除外，并且有个别消息没有Rest octets）、立即指配、立即指配扩展、立即指配
30、拒绝、寻呼请求类型1、2、3和Notification/NCH。在SACCH上的消息EXTENDED MEASUREMENT ORDER也符合该种消息格式，但是没有Rest octets。该种消息的解析，如果原始提供的层三消息比特流已经去除了层二伪头，那么整个消息的处理与标准消息完全一样（Rest octets也完全可以解析）；否则，可以在消息解析的主程序中，先进行预处理，去除层二伪头，然后作为标准层三消息解析。 Short Header format Rest octets型Short Header format 其实相当于定义了一种层二的UI（不编号的信息）命令幀，其他层二参数都在该种消息
31、中忽略了，因此形成短的层二头格式（The short L2 header type）。在该种消息中，层二只用了第一字节的两个比特（bit 1、bit 2）用于指示层二信息，按照04.06的规定，这两个比特都设置为0。第一个字节的比特8也设置为0，用来表示PD为RR，其他为无效值，同时，中间的5个比特用于表示消息类型。消息的剩余部分没有什么限定，不过优先考虑使用CSN.1规则进行描述。 8 7 6 5 4 3 2 10(RR)Message Type0 0 short L2 header type1消息的剩余部分图7 Short Header format Rest octets型消息格式:=:
32、=对于GSM系统是不支持该种消息格式的。该种消息共有三个：Notification/FACCH、Uplink free、System information type 10 $(ASCI)$【注】，前两者在DCCH上发送、后者在SACCH上发送，都是与VGCS或者VBS相关的RR消息，参照第一节中层三消息解析的范围，这些消息现阶段一般不会出现，也不需要解析，但是为了安全起见，我们还是对这三条消息进行初步的解析。这三条消息的第一个比特分别为：0 0 0 0 0 0 0 0 （System information type 10）0 0 0 0 0 0 0 1 （Notification/FACC
33、H）0 0 0 0 0 0 1 0 （Uplink free）按照前面的分析，我们解析的消息的PD可能为：0 0 1 1call control; call related SS messages0 1 0 1 mobility management messages0 1 1 0radio resources management messages1 0 0 0 GPRS mobility management messages1 0 1 0 GPRS session management messages因此标准的层三消息的第一字节、层二伪头（大于等于三）在第一个字节不可能为上述三种情况，
34、因此我们可以通过可以通过第一字节分析出上述三个消息，并得到它们的消息类型，说明是与VGCS/VBS相关的消息即可，不需要深入解析消息的信元、参数等。同样，对于标准格式的层三消息，也有一些消息是与VGCS/VBS相关的，只需要分辨出消息类型，不需要深入解析消息的信元、参数等。具体分析参见8.1节的分析。【注】：$(ASCI)$参加Annex B。为了方便划分，我们将其他一些特殊格式也算作非标准格式 只有一个字节的消息整个消息只有一个字节，共包括Handover access、Channel request、Uplink access三条消息，其中Uplink access是与VGCS相关的RR消
35、息，现阶段不会出现，可以不解析，其他两个消息可以根据所处的信道进行划分，Channel request位于RACH，Handover access位于DCCH上。 SCH同步消息，包含大于一个字节长度的消息，但是本身没有任何头或者填充比特（不解析） 8 7 6 5 4 3 2 1BSICT1(high)T1(middle)TI(low)T2T3(high)T3(low)图8 SCH同步消息格式该消息可以不用解析。 综上所述，如果能够去除部分消息的层二伪头，除了只有一个字节的消息之外，所有的消息都可以当作标准消息来进行解析。5 层三消息解析的思路和层三消息的信元组成通过上述对标准和非标准消息的描
36、述，可以知道层三消息解析的范畴内，除了只有一个字节的消息之外，其他所有的消息都可以当作标准消息的进行处理，因此我们主要讨论标准层三消息的解析。5.1 只有一个字节的消息的解析按照前面的分析，该种消息只有两条，Channel Request和Handover Access，其中前者在RACH上，后者在DCCH上，通过消息所在的逻辑信道不同，将两者区分，然后再分别进行解析。（关于消息的逻辑信道问题，史峰答复可以提供）5.2 标准层三消息解析的一般思路ETSI的Digital cellular telecommunications system (Phase 2+)系列标准04.08中对GSM/GP
37、RS的层三消息进行了详细描述，但是这种描述并没有遵循严格语法和规则，不能直接被我们的开发所使用。我们必须制定一套规则重新对GSM/GPRS的层三消息进行描述，形成特定格式的文件，然后供消息解析程序进行调用。这是消息解析的基本思路。按照GSM/GPRS层三消息的格式，对消息的解析也按照下面步骤进行：PD（TI）、 Message Type IE的解析各个参数解析。通过对层三消息的分析，我们认为消息解析的步骤可以归结为两个阶段： 从读消息的第一比特开始，到得到PD、TI和消息类型（Message Type），从而知道该层三消息的信元组成情况的部分（每个消息的信元组成情况都不相同）。所谓信元组成情况
38、，就是指该消息由哪些信元组成，O或者C类型的信元是否出现等情况。该部分主要是逻辑查询过程，即“解析消息 得到信元组成情况”的部分。 各个信元的参数组成情况，得到各个参数（对应到bit位）的详细情况。该部分主要是描述过程，即“信元具体参数”的部分。可以参见6.1.1中的例子了解该过程。流程大致可以描述如下：开始解析得到层三消息的PD和TI消息解析的第一阶段得到层三消息的消息类型根据消息类型等信息得到信元组成情况根据信元得到的参数组成情况 逐个解析各个信元的各个参数消息解析的第二阶段 结束图9 消息解析基本流程 （该流程并非真正的程序流程，而是对解析过程的简单图示）通过上述分析，可以知道消息的信元
39、解析是核心和基础。5.3 层三消息的信元组成5.3.1 层三消息与信元的关系通过前面的分析我们可以知道层三消息（如果都不考虑层二伪头）与信元的关系如下:=需要注意以下情况： 有些消息是可以双向传输的，即，可以由MS发送给网络侧，也可以由网络侧发送给MS，这种情况下消息的信元组成可能不同。这些消息包括：SETUP、ALERTING、CONNECT、DISCONNECT、RELEASE、RELEASE COMPLETE、FACILITY和DETACH REQUEST，共8条。这些消息的信元组成情况必须知道其发送的方向，才能得到。 另外，信元按照是否出现可以分为三种类型：M（Mandatory）、C
40、（Conditional）、O（Optional），分别描述如下：a、 M（必选）对于正常的M信元（该信元前面没有C或者O信元），其IEI字节不用出现，可以直接给出值域和LI（如果LI存在的话）；在C或O的IE后出现的M信元，即使在规范中该IE被描述为M类型，有时可以看成是O类型，需要加IEI，但是仍然必须出现；有时仍然是M类型，不需要IEI。:=b、 C（条件）对于C信元，它的是否存在和其他信元的出现与否或者其他信元包含的参数有关，根据情况不同，可以为TV、TLV、V或者T格式。:= 但是信元IEI和信元值域两个选项必须至少出现一个。c、 O（可选）根据当前的MS或网络侧能力，选择是否出现该
41、信元，可以为T、TV、TLV格式。:=对于层三消息解析，关心的是在某一条消息中某个信元是否出现，只有确定了是否出现，才能决定信元解析的过程。 M类型的1/2比特信元：当几个M类型的1/2比特信元顺序排列时，第一个占用第N个字节的14比特，第二个占用第N个字节58比特，第三个占用第N1个比特的14比特，依次类推。如果这些1/2类型的信元有奇数个的话，最后一个字节的58比特要填充剩余比特。 如3.4节所示，信元的格式可以分为TLV、TV、LV、T、V五种：对于同一信元，由于其可能是M、O或者C，所以它的格式也可能不同。在04.08第9章中描述消息的信元组成情况时，每一个信元的类型和格式都描述的很清楚。上述四种情况必须处理好，才能得到正确的层三消息信元组成情况。5.3.2 层三消息的信元分类整个层三消息共包含161个信元（IE）（参见10 消息信元情况统计），其中由于消息本身不需要解析而涉及到以下几个信元，它们也不需要进行详细分析了：NT/N Rest OctetsSI10 rest octets $(ASCI)$Group Channel Description
