NB-IoT_信令分析_华为海思芯片

Introduction

• 信令是UE在与基站交互的时候，留下来的debug信息，可以帮助我们理解UE的行为和当前的状态，用于诊断UE侧的问题。我们可以通过UE侧的信令，推测其与基站之间通信的细节。
• 以华为海思作为芯片的模组，都可以使用他们的软件UE Monitor来记录和查看信令。这个软件的功能挺多的，可以自行探索（在软件界面任何可能的地方，右击看看有很多隐藏功能，有空再盘）
• 信令的原形是一大堆的二进制的log，需要使用与模组固件版本相对应的解码器xml才能够正确解出信令。

一条信令的信息

在软件界面，右半部分菜单栏：Details, Status, Msc. FSM, AT terminal。除了Details我们关注比较多，其他的功能暂时没什么用。AT terminal的功能与移远的QCOM串口通信软件相同。

Details

• Transport字段是这个信令的十六进制字节流和一些不太重要的信息。
• header字段指示了信令是协议栈当中具体哪些层之间的交互，我们比较关注的层有：LAYER_LL1, LAYER_MAC, LAYER_RRC, LAYER_L2, LAYER_MN, LAYER_EMMSM。
• 剩下的信息基本是不同的信令各有不同。

一些关键的信令

application report

• APPLICATION_REPORT
  应用层的一些信息，message字段解释每个application_report信令的含义。

RA相关

通常与RA相关的信令都含有RACH：

• LL1_RACH_REQ
  随机接入请求，对应RA过程中的MSG1（preamble）。
• LL1_LOG_ECL_INFO
  指示当前UE所处的覆盖等级，details部分需要关注的字段有：
  • current_ecl：当前的ecl
  • ecl_selected_by：本ecl是通过测量rsrp所得，还是通过UE主动降级
  • rsrp：判断ecl的时刻rsrp的数值
  • threshold：这个是判断ecl的门限，由基站下发给UE的。
• LL1_NPRACH_START_TIME，LL1_NPRACH_END_TIME
  指示UE发送MSG1(preamble)的信道资源。
  • hfn，sfn，sf：帧号，是跟时间对应的。
• LL1_RAR_UL_GRANT
  UE收到的基站发送过来的MSG2（RAR），这个信令中包含了基站给UE分配的接下来的MSG3的信道资源和重复次数等信息，具体内容详见rar_pdu字段，字段解释见吴那本书。
• LL1_RACH_MSG3_TX_REQ_IND，LL1_RACH_MSG3_TX_REQ_RSP
  指示UE当前发送MSG3。
• LL1_RACH_CONTENTION_RESOLUTION_RSP
  UE收到的基站下发的MSG4，指示当前UE随机接入成功。
  • 信令的status字段，LL1_RACH_SUCCESS说明随机接入成功。

UL data 相关

NB-IoT的上行需要服从一条铁律：先调度，后传输。UE需要等基站分配信道资源，然后才能在基站指定的信道上发送数据。所以信令也是，先收到DCI N0，才有一个tx_power。
另外，UE发送上行数据，如果数据量比较大，没法一次性发完，是分块发送的。比如需要发送500字节的数据，基站可能会让它分5次，每次一百字节这样发送。每个传输块都需要先有DCI N0，才有tx_power。

• LL1_DCI_FORMAT_N0：即DCI N0，为基站在NPDCCH信道下发的消息，消息的内容是基站为UE本次上行数据分配的NPUSCH信道的资源和配置的重复次数等，具体细节可见吴那本书的介绍。
• LL1_PUSCH_CALC_TX_POWER：指示UE的发射功率。
• MAC_UL_UPDATE_BUFFER_SIZE_REQ：指示当前UE还剩下多少字节的数据等待发送。每发送一个数据块之后，这个信令会更新数值。

DL data 相关

• LL1_DCI_FORMAT_N1_NORMAL
  即DCI N1，下行NPDSCH调度，指示UE有待接收的下行数据。具体字段细节见吴那本书。
• LL1_HARQ_ACK_SENT/LL1_HARQ_NACK_SENT
  UE给基站发送反馈，告诉基站是否收到了下行消息。

paging相关

• LL1_CALC_PAGING_DATA
  UE监听下行信道，一旦基站有寻呼消息立马建立连接。NB-IoT中的paging周期是2.56s。
• LL1_PAGING_STATS_DATA
  对UE接收到的paging消息的统计情况。

小区选择相关

• LL1_CELL_SELECT_CNF
• RRC_CELL_SELECT_IND

小区重选相关

• RRC_DBG_RESELECTION_CANDIDATES
  UE为小区重选进行的准备工作：邻区测量。需要关注的字段有：
  • num_candidates：指示当前有多少个可以选择的小区。
  • candidate[n]：排名为n的备选小区。如果排名为1的小区就是当前UE附着的小区，就不需要进行小区重选了。

信号强度相关

• PROTO_LL1_SERVING_CELL_MEASUREMENT_IND
  指示当前服务小区的测量信息（earfcn，phy_cell_id, nrsrp, snr. nrsrq. rssi）
• LL1_NRS_MEASUREMENT_LOG
  指示测量的NRS的信号强度信息，主要关注的信息是：filtered_rsrp和filtered_nrs_snr

来源：51CTO

作者：shenlydia

链接：https://blog.csdn.net/shenlydia/article/details/100999092