使用QXDM Log
來分析LTE環境資訊

使用QXDM Log
來分析LTE環境資訊

ASUSTek System BG MCP BU
QT Division FT department

Author: Peggy Lu

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Date Description Old Version New Version
2012/04/12 Newly Created V1.0

Contents
目的 5
A. 使用QXDM Log來分析測試環境 5
B. 前置作業-如何設定QXDM Refilter 7
C. 實例說明 9

從QXDM Log裡判斷基本資訊 9

Attach/Default EPS services流程 14
2.1 Attach/default EPS Bearer flow 15
2.2 正常Attach for EPS services流程 15

從QXDM Log裡分析Tracking area Update 的流程 19

如何查看mobility 中Cell Reselection/IRAT Handover 25
4.1 Cell Reselection 25
4.2 Handover的幾個方式 26

考慮幾個在4G下會碰到Handover的場景跟說明:Inter RAT Handover 28

目的
本篇報告將介紹如何從QXDM Log中得知在LTE的環境下，手機資訊與網路間資訊的傳遞，希望藉由查看Log的方式可以讓我們對在LTE環境下，手機和網路間資訊的狀態有更加清楚的瞭解跟認知，這樣子對一些問題釐清，環境選擇都會有些幫助。我們會依據先前2/3G log分析的原則來介紹LTE的log資訊。 主要編排的順序如下
首先我們會介紹在idle mode下的一些網路資訊。如訊號強度，品質(這個部分跟以往3G下所用的名詞跟定義也不太一樣，基本上原理大致相同)，cell的識別，頻率、可使用頻寬等等。
接著我們會介紹手機在camp網路的過程(System Registration)。其中包含了Attach，Tracking Area Update等，其中特別值得一提的是原本在2/3G的網路環境下，attach完成後，使用data 服務時才會建立PDP context，在4G的網路卻有所不同，因為4G網路只支援PS的服務，所以在一開機做Attach的時候就會建立一個叫做EPS bearer context(類似3G PDP)的動作，我們會針對這個部分做較詳盡的說明，很多LTE網路camp不上的問題都跟這個行為有關係。
再來我們會介紹在4G網路下建data call的一個流程，藉由了解這個流程我們可以發現到，如果Data call建立不起來問題會發生在哪裡。
最後我們會介紹，在mobility的狀況下，一些手機端跟網路行為的互動，如cell reselection, Handover, and IRAT等等。

A. 使用QXDM Log來分析測試環境
在我們的測試過程當中，一些網路的資訊對我們再進行FT的任務會有事半功倍的效用。為此，我們將這些資訊的在QXDM中如何解讀出來，介紹如下，希望同仁可以依據此一guideline獲得想知道資訊對測試工作的進行可以提供更有效率地進行。以下我列出一些平常在測試上會用得到的一些網路資訊，以及說明方便大家閱讀。
下表整理出此份文件將教您取得的網路環境資訊，說明如下。

1.1 相關網路資訊
這個章節主要會說明有關於信號強度與品質/ Cell ID/Earfcn（全稱為E-UTRAN Absolute Radio Frequency Channel Number）/Bandwidth等資訊，
?信號強度與品質:強度的部分，LTE會使用 RSRP(Reference Signal Received Power) 類似3G 下RSCP，品質的部分，
與RSRQ(Reference Signal Received Quality) 類似3G下Ec/No來判斷當時的訊號強弱(表一)與品質(表二).

表一:RSRP
RSRP rsrpIconLevel
(signal bar on the screen) 說明

-44 -1(out of range) 值顯示異常，需查看rssi
-44~-85 4 訊號非常良好
-85~-95 3 訊號良好
-95~-105 2 普通
-105~-115 1 弱訊號
-115~-140 0 訊號極差，接近No service

表二:RSRQ範圍值
範圍值 定義說明

-9 dB 通話品質良好
?9~?12dB 通話品質尚可
< - 13dB 通話品質極糟，容易發生call drop
?Cell ID/Earfcn/Bandwidth/
我們可以從log資訊裡可以了解當時Cell ID、Earfcn及Bandwidth的值。Cell ID主要是了解目前所camp上serving call為何;Earfcn是可以讓我們了解目前是屬於那個頻率& Band，藉由此值來知道所使用LTE的頻率& Band; Bandwidth是指目前網路端所提供的channel 頻寬為多少，這個寬度是取決於各個網路所給予的，香港有15MHz也有10MHz;不同的頻寬下可以達到的throughput 也會不同，這個資訊在Data throughput的測試下是一個重要的資訊。.
1.2 EPS Bearer Context
這部份主要是要說明，目前在4G下，data 連線的建立，會伴隨著一開機在執行attach的流程時，一起被建置，因此我們可以從最簡單的方式看到，當我們機臺一開機在UI上顯示4G icon時(各國UI顯示不太一樣，HK&DE顯示4G icon)，表示已完成了default Bearer Context的建置。
1.3 Tracking area update
主要是介紹，在LTE下如何進行Tracking area的流程並得知TA ID，這邊也說明一下，有兩種情況會進行TA，一為3G<->4G會執行TA，二為在LTE環境時，從Tracking Area A換到Tracking Area B。
1.4 Inter RAT Handover
可從log判斷當時是否有進行4G<->3G或4G<->2G的切換，並可以記取是哪個地方有這樣的環境，以利我們後續在測試規劃時可以將此環境納入規劃範圍內。
B.前置作業-如何設定QXDM Refilter
因QXDM Log裡的資訊太多，所以如果未先行過濾，會造成我們在搜尋時間過長，另一方面也不容易找到我們所需要的資訊，因此如果我們能利用Refilter的方式將所需的資訊先過濾出來，以便我們能快速的取得資訊。例如我們只想要看網路與NAS層相關的資訊，我們可以利用Refilter功能濾出，故本章節將先教您如何設定Refilter。

利用filter將濾出OTA與NAS相關資訊 item view->select all->refilter items->
-log packets->LTE (OTA訊息)
-Message packets->UMTS->NAS (NAS相關資訊)

C. 實例說明
1.從QXDM Log裡判斷基本資訊
1.1 Signal Strength
在item view->右鍵->select all->match items->搜尋關鍵字“LTE:cmss_report_rssi”或”serving cell”
?此時我們可以看到RSRP/RSRQ，分別表示為訊號強度/品質。此範例可以看到當時的訊號強度 RSRP – 95dBm;訊號品質 RSRQ -8 (RSRP /RSRQ查看rx0的值即可)

1.2 查看Earfcn
?經由上述訊號的搜尋，我們可以直接的查看到Earfcn的範圍值是落在哪個Band或有無進行inter frequency或inter band，因此由下圖可以看到Earfcn值為3225是落在Band7(是LTE Band)，我們也可以知道所camp上的cell是屬於LTE。另外因可以藉由此方式來得知Earfcn的值為多少，再去看是否有執行inter frequency或inter band這邊就不多做案例介紹

?下面提供Earfcn的範圍值，資料來源3GPP TS 36.104 V8.0.0

1.3查看LTE環境
這邊確認當時是否在LTE環境方法有多種方法，除了利用Earfcn來判別之外，也可以簡單的方式從log上看到，說明如下。
?可以直接查看Item view log，如果在Name有出現LTE的字眼，表示當下是在LTE環境，如下圖

?如果有看到log前面是EMM開頭，就表示當時是在LTE環境
利用filter濾出OTA與NAS層資訊在item view->select all->refilter items->
-log packets->LTE (OTA)
-Message packets->UMTS->NAS (NAS message)

1.4 查看Cell ID/Bandwidth
?查看 “LTE LL1 serving cell Measurement results”可以看到當時的Cell ID為230，另外也可以進一步的知道當時是idle mode or connected mode, 下圖為connected mode
先利用filter濾出OTA與NAS層資訊
在item view->select all->refilter items->
-log packets->LTE (OTA)
-Message packets->UMTS->NAS (NAS message)
.

?Bandwidth
利用關鍵字”LTE RRC MIB Message”搜尋，即可看到當時網路端所提供的channel 寬度為15MHz

1.5 判斷是否在LTE/UMTS上提出註冊
先利用filter濾出OTA與NAS層資訊
在item view->select all->refilter items->
-log packets->LTE (OTA)
-Message packets->UMTS->NAS (NAS message)
再進一步利用關鍵字” MMR_REG_REQ”進行搜尋(select all+右鍵+match items)

?由下圖，我們可以看出，機臺是有看出在LTE上提出註冊的需求

?下圖都只有在3G上提出註冊的需求。

2.Attach/Default EPS services流程

這邊說明一下，以目前LTE基本系統，建立data 連線，主要有兩種型態(圖一)，第一我們稱為default EPS Bearer，第二為dedicate EPS bearer。default EPS bearer的建立，會在attach的流程時就會進行，而dedicate EPS bearer的建立，主要是會因使用不同Qos的服務需求才會建立。
為了可以讓大家可以容易的明白，這邊與UMTS做一個比較說明。目前在LTE環境下，一開機所執行的Attach/default EPS bearer建置流程將等於在UMTS時執行的attach之後始用Data時建立Primary的PDP context的流程。而在UMTS下要啓動Secondary PDP context就類似於LTE第二種類型Dedicated EPS Bearer。
(圖一)

2.1 Attach/default EPS Bearer flow

?Attach/default EPS Bearer flow

?1-3是在跟網路端建立起一個無線的連線
?4-13是做一些認證驗證的工作
?14-16開始進行啓動 DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST
?17 開始做傳輸的動作

2.2正常Attach for EPS services流程
?首先我們可以從log上先看到RRC建立

?建立完RRC之後，我們可以查看”LTE NAS EMM Plain OTA Outgoing Message”的內容，可以看到手機端會丟”Attach request msg”。這邊說明一下，目前我們從log上會看到outgoing message(表示為手機端發啓)與incoming message(表示網路端發啓)，分別表示為手機端與網路端所提出的要求

?接下來看到到手機與網路端開始在進行認證與安全的流程
1.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Incoming Message”的內容，可以看到網路端會丟”Authentication request msg
2.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Outgoing Message”的內容，可以看到手機端會丟”Authentication response msg”

3.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Incoming Message”的內容，可以看到網路端會丟”Security mode command msg

4.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Outgoing Message”的內容，可以看到手機端會丟” Security mode complete msg”

5.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Incoming Message”的內容，可以看到網路端會丟” Identity request msg”

6.查看”LTE NAS EMM Plain OTA Outgoing Message”的內容，可以看到手機端會丟” Identity response msg”

?執行完認證與安全之後網路端會丟”Attach accepts Msg”

?接下來，我們會看到網路端會發啓 “activate default EPS bearer context request Msg”.另外我們也可以從這個message可以看到網路端所帶下來的APN為mobile以及MCC MNC 454 000

?此時會看到EPS Bearer context的state是Active

?接下來手機端會發啟 “attach complete msg”

3.從QXDM Log裡分析Tracking area Update 的流程
?Tracking area Update flow

先勾選以下資料在item view->select all->refilter items->
-log packets->LTE
-Message packets->UMTS->NAS
再進一步的搜尋關鍵字”Tracking Area Update”可以快速的找到此份log，是否有進行TA (右鍵->select all->match items)

?建立RRC之後可以看到手機端LTE NAS EMM Plain OTA Outgoing Message提出Tracking area update request Msg.另外可以看到此時TAI為22002

?接下來開始進行authentication的流程
-網路端會提出authentication request msg

-手機端回應authentication response Msg

?進行security mode
-網路端提出security mode command Msg

-手機端回應 security mode complete Msg

?進行Identify確認
-網路端提出Identity request msg

-手機端回應identity response Msg

?網路端回應tracking area update accept Msg.另外可以進一步的知道此時的TAI為何，因此範例是 Periodic Tracking Area Update所以所看到的TAI仍然是22002

?接下來手機端會發啓Tracking area update complete Msg.

?最後會將RRC release.

4.如何查看mobility 中Cell Reselection/IRAT Handover
在mobility中，手機狀態可以分為idle mode跟dedicate mode，而在idle mode手機端會做cell reselection，當在dedicate mode手機端會做handover，而做這些的最主要目地是讓使用者服務不被中斷，並且可以持續使用，所以我們依續討論這幾個部份:
4.1 Cell Reselection
在item view->select all->match items->
可以利用搜尋關鍵字” LTE ML1 Cell Reselection Packet”的方式快速的找到
由這邊我們可以看到cell ID從”54” 換到”8”

4.2 Handover的幾個方式
一般來說Handover是不會做 RA/LA等，由於手機是跟網路要求要建立CS/PS Call的，所以網路是知道手機目前在哪裡的。
因為網路知道手機在哪裡，所以如果手機從TA1換到TA2的話，網路也是知道的，所以手機並不會主動去跟網路要求做TA Update。
另外在4G下需多考慮ISR(idle mode signaling reduction)，意思是只要機臺有支援 LTE，那ISR 功能就會有支援，而ISR主要是當3G4/4G3的時候在滿足某一特定狀況下，可以減少LAU & TAU的次數，這樣對手機耗電以及網路的loading都有幫助，所以當UE註冊上 E-UTRAN , 同時也註冊上 UTRAN 之後UE在 idle時, 當它在這二個 area 跑動時, 一般會做 reselect 的動作.
如: E-UTRAN reselect 到 UTRAN時, 不用 做 RAU，UTRAN reselect 到 E-UTRAN時, 不用 做 TA.如果 core network 要 paging UE時, 會同時在二個 area paging.直到 UE 回 response paging之後, 另一個就 stop paging.如: core network 在 E-UTRAN and UTRAN paging.

• 機臺在 E-UTRAN回 response, CN就會在 UTRAN stop paging. or,
• 機臺在 UTRAN回 response, CN就會在 E-UTRAN stop paging.
  因此只要機臺與網路都有支援ISR時，在3G4/4G3時就不會執行LAU&TAU,所以目前的case來看，HK與USA目前網路都沒有支援，所以我們會看到如果是3G4或4G3都會執行TAU及LAU。

這邊和大家簡單的從LOG上來看到網路是否有支援ISR(因只要機臺為LTE就會支援ISR)
我們可以從手機端在對網路發出TAU request之後,收到網路的TAU accept裡面可以知道是否有支援ISR。
從log上我們看到TAU accept裡”eps_update_results”所帶的資料為”1”因此我們參照到spec上，表示為不支援ISR。所以如果網路有支援的話，我們就會看到”eps_update_results”的值會為3 or 4 (如Table 9…9.3.13.1)

?從log上我們看到TAU accept裡eps_update_results所帶的資料為”1”

5.考慮幾個在4G下會碰到Handover的場景跟說明:Inter RAT Handover
Handover的部份目前又分為E-UTRA Handover & Inter RAT Handover，
這邊以”Inter RAT Handover”的dedicate mode來做介紹(詳細可看GCF TS11_10_3)，意指是指4G<->3G或4G<->2G等之間做切換。這邊可以快速的利用是否有執行TA或LA來判別，如果是從3G->4G是執行TA，如果是4G->3G就是執行LA/RA，下面這邊以3G->4G來做說明。
在item view->select all->refilter items->
1.log packets->LTE (是看LTE OTA message)
2.Message packets->UMTS->NAS (主要是看NAS message)
3.可以利用搜尋關鍵字”Tracking Area Update”的方式快速的找到TA的地方 (右鍵->select all->match items)
?我們從下圖可以看到RRC STOP WCDMA表示要準備換到另一個RAT

?接下來我們從log上看到LTE RRC ACTIVATION表示要從3G->4G Reselection

?所以我們會看到手機開始要進行TA結束後就完成了3G->4G Reselection

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用QXDM Log 來分析LTE環境資訊的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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