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[技术交流] NB-IoT信令分析 -以NB86-G模组为例

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发表于 2021-10-27 10:22:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
NB-IoT信令分析-NB86-G模组为例

引言
信令是UE在与基站交互的时候,留下来的debug信息,分析信令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NB86-G模组为例,使用软件UE Monitor来记录和查看信令。原始信令数据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,转换成可直观阅读的文本数据

一条信令的信息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
lLL1_RACH_REQ
随机接入请求,对应RA过程中的MSG1preamble)。
lLL1_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。
lLL1_NPRACH_START_TIMELL1_NPRACH_END_TIME
指示UE发送MSG1(preamble)的信道资源。
hfnsfnsf:帧号,是跟时间对应的。
lLL1_RAR_UL_GRANT
UE收到的基站发送过来的MSG2RAR),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。
lLL1_RACH_MSG3_TX_REQ_INDLL1_RACH_MSG3_TX_REQ_RSP
指示UE当前发送MSG3
lLL1_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
lLL1_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。
lLL1_PUSCH_CALC_TX_POWER:指示UE的发射功率。
lMAC_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
lLL1_DCI_FORMAT_N1_NORMAL
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。
lLL1_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
lLL1_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
lLL1_PAGING_STATS_DATA
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
lPROTO_LL1_SERVING_CELL_MEASUREMENT_IND
指示当前服务小区的测量信息(earfcnphy_cell_id, nrsrp, snr. nrsrq. rssi
lLL1_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_rsrpfiltered_nrs_snr
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