1 引言
中國移動根據其3G技術TD-SCDMA的制式特點選擇了TD-LTE的演進方向。隨着TD-LTE網絡的引入，現在的網絡已經變成一個多網協同的網絡：GSM經過多年建設和網絡優化，提供最廣覆蓋的基本移動業務，承載語音、短信及低速數據業務;TD-SCDMA提供增強的移動業務，可承載中等速率業務和部分語音業務;TD-LTE則承載高速數據業務。
網絡互操作是多網協同工作的基礎，可以保證用戶感知，均衡網絡負載。TD-LTE與2G/3G系統間互操作涉及核心網、無線網、業務承載、終端等多個領域，包括開機駐流策略、空閒態重選策略和連接態切換策略。
隨着TD-LTE的網絡部署，TD-LTE與現有TD-SCDMA的雙網互操作逐漸成爲關注的重點，雙網互操作的成功與否直接關係着用戶的感知以及後續雙網策略的設定。廈門移動針對TD-LTE與TD-SCDMA雙網互操作中核心網部分的開機駐流信令、空閒態重選信令進行研究及測試驗證，對於互操作測試中的`關鍵點進行梳理，總結出使用信令採集分析工具對TD-LTE與TD-SCDMA雙網互操作的核心網信令消息進行分析的方法和經驗。
2 信令採集
廈門移動TD-LTE規模技術試驗測試中，《TD-LTE規模技術試驗-六城市測試-TD-LTE/3G/2G系統間互操作測試規範》的TD-LTE與TD-SCDMA互操作部分要求測試如下項目：
(1)移動用戶從Gn/Gp SGSN網絡漫遊到MME網絡發起的附着;
(2)移動用戶從MME網絡漫遊到Gn/Gp SGSN網絡發起的附着;
(3)移動用戶在ECM-IDLE狀態下重選到UTRAN小區，引起RAU;
(4)移動用戶處於UTRAN PMM_IDLE狀態，重選到E-UTRAN，引起TAU。
所有測試均要求進行核心網信令抓包分析(包括：IuPS接口、Gr接口、Gn接口、S1接口、S6a接口、S11接口)。對比信令流程以及檢查相關網元上的用戶狀態資訊。
對核心網各個接口採用不同採集方式，具體如表1所示：
3 信令分析
分析對比每一個測試項目中各個接口信令流程與預期是否一致，檢查信令消息中關鍵字節是否符合預期，提煉檢查關鍵點。下文對四個測試項目進行逐一分析說明：
3.1 移動用戶從Gn/Gp SGSN網絡漫遊到MME網絡
發起的附着
該項測試驗證雙模終端用戶從TD-SCDMA網絡漫遊至TD-LTE網絡下，以Old GUTI發起附着時，用戶能否成功附着TD-LTE網絡。
(1)預期信令流程
預期信令流程如圖1所示(見下頁)。
(2)現網信令分析
UE開機發起附着，發送Attach Request消息(攜帶Old GUTI：“MME Group ID：55596/MME Code：6/M-TMSI：eb025ae3”，以及Additional GUTI：“MME Group ID：32773/MME Code：1/M-TMSI：e00001be”)。
New MME發送Identification Request消息給Old SGSN(攜帶“LAC：55596/RAC：2/P-IMSI：eb065ae3”)，Old SGSN響應Identification Response消息(顯示P-TMSI Signature Mismatch，未攜帶IMSI和安全向量)。
New MME發送Identity Request消息(類型爲IMSI)給UE，UE響應Identity Response消息(攜帶IMSI)。
New MME向HSS發送Authentication Information Request消息(攜帶IMSI，請求1組EPS安全向量)，HSS響應Authentication Information Answer消息(回覆1組EPS安全向量)。
New MME發起鑑權流程(採用RAND/AUTN)。
New MME發起安全流程(未開啓安全算法，未攜帶SecurityKey)。
New MME向HSS發送Update Location Request消息，HSS響應Update Location Answer消息(攜帶MSISDN和用戶簽約的QoS)。
New MME向Serving GW發起Create Session流程，建立默認承載。
New MME發送Initial Context Setup Request給eNode B，透傳了Attach Accept消息(攜帶New GUTI：“MME Group ID：32773/MME Code：1/M-TMSI：e00001c1”)，該消息中包含了Activate Default EPS Bearer Context Request消息，要求建立默認承載。
UE返回Attach Complete，eNode B返回Initial Context Setup Response消息，建立默認承載成功。
New MME向Serving GW發送Modify Bearer Request消息(更新eNode B地址和TEID)，Serving GW響應成功消息。
(3)測試小結
1)Attach Request消息攜帶Old GUTI以及Additional GUTI，其中Old GUTI包含原TD-SCDMA網絡的LAC/RAC/P-TMSI資訊。
Old GUTI爲“MME Group ID：55596/MME Code：6/M-TMSI：eb025ae3”;
LAC=MME Group ID：55596;
RAC=M-TMSI：eb025ae3的第5、6字節=“02”;
P-TMSI=“M-TMSI：eb025ae3”中RAC替換爲“06”=“eb065ae3”。
GUTI與P-TMSI對應關係如圖2所示(見下頁)。
附着成功後，Attach Accept消息攜帶New GUTI(MME Group ID：32773/MME Code：1/M-TMSI：e00001c1)，該GUTI將在該用戶註冊在該MME期間使用。
2)New MME根據DNS解析的Old S
GSN地址發送Identification Request消息，攜帶原TD-SCDMA網絡的“LAC：55596/RAC：2/P-IMSI：eb065ae3”資訊(資訊的轉化見上面描述)，目的是透過P-IMSI向Old SGSN獲取該UE的IMSI資訊。但是Old SGSN響應Identification Response消息，顯示P-TMSI Signature Mismatch，未攜帶IMSI和安全向量。
3)因爲New MME向Old SGSN獲取IMSI和安全向量失敗，故發起Identity流程，由MME直接向UE獲取IMSI。
4)New MME向HSS獲取鑑權參數正常。
5)New MME發起鑑權流程(採用RAND/AUTN)，雖然開啓安全流程，但是未開啓安全算法，未攜帶SecurityKey。
6)HSS收到New MME發送的Update Location Request消息後，並沒有向Old SGSN觸發Cancel Location流程刪除用戶上下文。
(4)經驗點
該項測試中需要關注：
1)Attach Request是否攜帶Old GUTI，Old GUTI與P-TMSI的轉化是否正確，Attach Accept是否攜帶New GUTI。
2)DNS解析能否正確指向Old SGSN。
3)New MME透過Identification流程以P-TMSI向Old SGSN獲取IMSI是否正常。
4)鑑權參數的獲取以及鑑權過程是否正常。
5)安全過程是否真實開啓安全算法，攜帶安全密鑰。
6)HSS是否觸發Cancel Location流程刪除Old SGSN上該用戶資訊。
7)UE默認承載是否成功創建。
3.2 移動用戶從MME網絡漫遊到Gn/Gp SGSN網絡