天津移动分析RAU对PDP激活成功率的影响

1、中国移动通信集团公司“打造数据精品网络”经验论文集分析RAU对PDP激活成功率的影响RAU-路由区更新的过程在SGSN中经常发生，在Gb接口传送的RAU包只有几十个字节，虽然RAU的次数比较频繁，在一般情况下不会对系统的正常工作产生影响，但RAU也会发生一些非正常的行为会对系统造成负面影响，首先我们举例分析一下非正常RAU的行为过程：15:01:53.447142 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Request received from MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 2108016198TI: (0) 015:01:53

2、.447844 Verb1 (CF:OP_SEQ): OI not specified in APN(R)15:01:53.453201 Verb2 (CF:GSN_SI): Create PDP Context Request sent to GGSN:IMSI: 460 00 2108016198NSAPI: 5Network Address: IPv4 211.137.162.3515:01:53.458406 Verb2 (CF:GSN_SI): Create PDP Context Response received from GGSN (successful):IMSI: 460

3、00 2108016198NSAPI: 5Network Address: IPv4 211.137.162.3515:01:53.458735 Info (CF:OP_SEQ): CreatePDPContextResponse from GGSN flowLabelSignalling set (value=55585) flowLabelDataI set (value=55586) 15:01:53.459076 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Accept sent to MS:TLLI: undefinedIMSI: 460 00 2108

4、016198TI: (1) 0/-Activation PDP-TLLI=C00024CA-IMSI=460 00 2108016198-15:02:53.385960 Verb2 (CF:MS_SI): Session Deactivation Request received from MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 2108016198TI: (0) 015:02:53.391786 Verb2 (CF:MS_SI): Session Deactivation Accept sent to MS:TLLI: undefinedIMSI: 460 00 2108

5、016198TI: (1) 0/-Deactivation PDP-TLLI=C00024CA- IMSI=460 00 2108016198-15:34:15.338511 Verb2 (CF:MS_SI): Routing Area Update Request received from MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 210801619815:34:15.343531 Verb2 (CF:MS_SI): Routing Area Update Accept sent to MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 2108016198/-R

6、AU(cell reselection)-TLLI=C00024CA- IMSI=460 00 2108016198-IMSI为460002108016198的手机行为正常，建立过PDP连接并且在使用后正常释放，还正确进行了路由区更新过程15:56:24.167203 Verb2 (CF:MS_SI): Routing Area Update Request received from MS:TLLI: 800024CAIMSI: undefined15:56:24.167754 Verb2 (CF:GSN_SI): SGSN Context Request sent to SGSN:TLLI

7、: C00024CANetwork Address: IPv4 211.137.162.1615:56:24.175853 Verb2 (CF:GSN_SI): SGSN Context Response received from SGSN:IMSI: 460 00 2165018966cause=12815:56:24.176213 Verb2 (CF:GSN_SI): SGSN Context Acknowledge sent to SGSN:Network Address: IPv4 211.137.162.412815:56:24.176688 Verb2 (CF:MS_SI): R

8、outing Area Update Accept sent to MS:TLLI: 80001677IMSI: 460 00 216501896615:56:28.664305 Verb2 (CF:MS_SI): Routing Area Update Complete received from MS:TLLI: C000230AIMSI: 460 00 2080108366/-RAU(incoming inter RA)-TLLI=800024CA -Local TLLI= C0001677-IMSI=460 00 2080108366-IMSI为460002080108366的手机向S

9、GSN发起了inter SGSN RAU过程，过程中使用了与IMSI为460002108016198的手机相同的TLLI16:01:41.49500 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Request received from MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 2108016198TI: (0) 016:01:41.50242 Verb1 (CF:OP_SEQ): OI not specified in APN(R)16:01:41.55858 Verb2 (CF:GSN_SI): Create PDP Context Requ

10、est sent to GGSN:IMSI: 460 00 2108016198NSAPI: 5Network Address: IPv4 211.137.162.3416:01:41.61341 Verb2 (CF:GSN_SI): Create PDP Context Response received from GGSN (successful):IMSI: 460 00 2108016198NSAPI: 5Network Address: IPv4 211.137.162.3416:01:41.61645 Info (CF:OP_SEQ): CreatePDPContextRespon

11、se from GGSN flowLabelSignalling set (value=26657) flowLabelDataI set (value=26658) 16:01:41.61985 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Accept sent to MS:TLLI: undefinedIMSI: 460 00 2108016198TI: (1) 016:01:41.66032 Verb2 (CF:OP_SEQ): (A0526) Procedure Conflict Detected.IMSI: 460 00 2108016198Active

12、ProcedureName:PDPActivationSequence(port=358)(signature=1)IncomingProcedureName:Unknown Sequence16:01:41.66259 Verb2 (CF:OP_SEQ): (A0527) Procedure Conflict Resolved.IMSI: 460 00 2108016198ActiveProcedureName:PDPActivationSequence(port=358)(signature=1)IncomingProcedureName:Unknown SequenceActionTak

13、en:bothLive/-Activation PDP-NSPAI=5-TI=0-TLLI=C00024CA-IMSI=460 00 2108016198-(TLLI=C00024CA-IMSI=undefined)-IMSI为460002108016198的手机建立PDP连接的过程中检测到了冲突发生，使得PDP建立成功的消息没有发送到手机16:03:37.387875 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Request received from MS:TLLI: C00024CAIMSI: 460 00 2108016198TI: (0) 116:03

14、:37.388613 Verb1 (CF:OP_SEQ): OI not specified in APN(R)16:03:37.392527 Verb2 (CF:MS_SI): Session Activation Reject sent to MS:TLLI: undefinedIMSI: 460 00 2108016198TI: (1) 1/-Activation PDP Reject-NSPAI=6-TI=1-TLLI=C00024CA-IMSI=460 00 2108016198-手机重建PDP连接被拒绝接下来具体分析RAU的非正常过程：MS-A在SGSN-A执行了GPRS Atta

15、ch程序，附着网络成功后得到了一个SGSN-A下的合法Local TLLI。MS-B在SGSN-B执行了GPRS Attach程序，附着网络成功后得到了一个SGSN-B下的合法Local TLLI。MS-A得到的TLLI与MS-B得到的TLLI相同，但在各已所在的SGSN下是唯一的。MS-B使用Foreign TLLI（Foreign TLLI与Local TLLI的转换只相差一个bit，其它bit不变）向SGSN-A发起RAU请求，SGSN-A得到MS-B的Foreign TLLI后，将其演算为Local TLLI（这里的Local TLLI应是SGSN-B的Local TLLI），此时SG

16、SN-A中已经有有一条MS-A的Local TLLI与MS-A的IMSI对应的记录；SGSN-A使用MS-B的Local TLLI向SGSN-B发送Context请求，SGSN-B向SGSN-A发送Context请求的回复中包含了一条MS-B的IMSI记录，SGSN-A利用MS-B的IMSI更新MS-B在SGSN-A中的Local TLLI记录，由于SGSN-A中已经有有一条MS-A的Local TLLI与MS-A的IMSI对应的记录（MS-A的Local TLLI与MS-B的Local TLLI相同），并且该Local TLLI记录仍然被处理MS-A行为的进程控制，SGSN-A只能为该Loc

17、al TLLI添加一条IMSI记录；SGSN-A收到SGSN-B的Context回复后通知SGSN-B清除MS-B在SGSN-B的Context记录并为MS-B创建合法的P-TMSI，MS-B收到P-TMSI后生成新的Local TLLI回送给SGSN-A，SGSN-A试图删除先前演算得到的MS-B的Local TLLI记录，但是该记录仍然被MS-A使用，SGSN-A无法删除该记录致使该处理进程吊死，这并不影响MS-B的正常使用；至此MS-B完成了从SGSN-B到SGSN-A之间的Inter SGSN的路由区更新的过程并且在SGSN-A中得到了一个合法的Local TLLI，MS-A仍然在SG

18、SN-A中，但MS-A使用的Local TLLI记录中有两条IMSI记录，这将在SGSN-A中留下隐患，影响MS-A以后的正常使用。当MS-A向SGSN-A发起PDP激活请求时，SGSN-A将使用MS-A的IMS建立PDP Context，建立PDP Context成功后SGSN-A准备向MS-A发送PDP建立成功消息，这时系统检测到PDP处理进程与一个未知处理进程发生冲突（前面提到的在MS-B执行inter SGSN RAU过程中吊死的进程），系统解决冲突的办法就是让两个处理进程同时存在。但这并未真正解决掉冲突，两个进程都要使用MS-A的TLLI记录，使得SGSN-A无法向MS-A发出PDP

19、建立成功消息。MS-A在等待PDP建立成功消息时超时，MS-A试图重试建立PDP，但同样因SGSN系统无法发回PDP建立成功消息而超时。MS-A试图改变网络业务接入点重建PDP连接，当SGSN-A收到MS-A的PDP建立请求会立即拒绝，原因是前面已经使用MS-A的IMSI建立了一个PDP连接（目前网络不支持同一个MS建立多个PDP连接），这时MS-A将会看到无法建立PDP连接的相关信息。对于用户而言手机上的设置并没有错误，在这种用户往往会进行重试，由于SGSN系统中仍然存在冲突，用户重试建立PDP会重复上述的冲突过程最终被系统拒绝，用户尝试的次数越多被拒绝的次数越多。我们再来分析一下用户行为对

20、PDP激活失败的影响，目前GPRS现网每天的话务模型是从0零点开始PDP激活请求数量开始下降，到早上6点左右基本降至一天的最低水平，7点以后PDP激活请求数量开始上升，大约在10点左右达到一个的高峰，从11点到23点的数据流量会有一定的起伏变化。由此可以看出GPRS的话务忙时与GSM的话务忙时基本吻合，也就是说用户习惯于在话音业务的忙时使用GPRS业务，这就构成了话音业务忙时的同时也是GPRS业务的忙时。由于用户大都在忙时使用GPRS业务，造成忙时附着GPRS网络的用户数量较多，GPRS手机移动性管理的特性使得RAU次数比较频繁，SGSN则忙于为手机分配P-TMSI。在同一个SGSN下绝不会出现不同的IMSI使用相同的TLLI，但由于忙时RAU次数的增多，其中主要是inter SGSN RAU次数的增多，增加了不同SGSN之间TLLI冲突的机率。由于手机从一个RA到另一个RA进行路由区更新时通过演算进行Foreign TLLI和Local TLLI的转换，而TLLI只能保证在同一个SGS