摘要：給出了HSDPA數據卡在網絡開啟HSPA+功能后數據業務不能成功建立問題的解決方案。經現場實際應用，該解決方案完全可行。
1 問題現象
2011年5月中旬起，中國聯通的WCDMA網絡陸續升級開通了HSPA+功能，使得小區級數據業務的物理層下行最高速率由只支持HSDPA功能時的14.4Mbit/s上升到了21Mbit/s。然而，測試人員和用戶發現，市場占有率很高的某品牌的只支持HSDPA功能的數據卡，在網絡開啟HSPA+功能后，數據業務卻不能正常建立了。
2 原因分析
為什么WCDMA網絡開啟HSPA+功能后，這款只支持HSDPA功能的數據卡的數據業務就不能正常建立了？
首先分析一下數據業務建立失敗的信令流程圖(見圖1)。
圖1 數據業務建立失敗的流程圖
從圖1所示的信令流程圖可以看出，當核心網下發Activate PDP Context Accept消息給數據卡，表示PDP Context在網絡側已經成功建立后，數據卡卻立即發出了Deactivate PDP Context Request消息給核心網，要求釋放該PDP Context，原因為QoS not accepted，表示核心網要求數據卡建立的PDP Context中的QoS，數據卡不能支持。于是數據業務建立失敗。
QoS表示用戶業務的服務質量，包含業務類型、優先級、延遲時間、誤碼率、上下行最大速率、上下行保證速率等屬性。在用戶的數據業務建立過程中，最終建立的QoS由以下因素協商決定：
(1)用戶請求的QoS，在消息Activate PDP Context Request中由UE發給核心網網元SGSN。
(2)用戶簽約的QoS，在核心網網元HLR中記錄。在用戶附著到網絡以及路由區更新時，由HLR發給SGSN保存使用。
(3)核心網的資源狀況，包括SGSN以及GGSN的資源狀況。
(4)無線接入網的資源狀況，包括小區的下行信道碼資源，下行功率資源，Iub接口的傳輸資源，NodeB的基帶信號處理單板的處理能力，小區的上行負載等因素。
在網絡開啟HSPA+功能前后，用戶簽約的QoS發生了變化。其中QoS屬性中下行最大速率由14.4Mbit/s提高到了21Mbit/s。
比較一下網絡開啟HSPA+功能前后的數據卡建立數據業務的信令流程，主要區別有：
(1)核心網SGSN發給RNC的消息RAB Assignment Request中，參數最大下行速率Maximum Bit Rate for Downlink的值不同，先前為14.4Mbit/s，后來為21Mbit/s。
(2)核心網SGSN發給數據卡的SM消息Activate PDP Context Accept中，參數最大下行速率Maximum Bit Rate for Downlink的值不同，先前為14.4Mbit/s，后來為21Mbit/s。
在該數據卡發出的消息Activate PDP Context Request中，請求的最大下行速率Maximum Bit Rate for Downlink為Subscribed Maximum Bit Rate，也就是以用戶的簽約數據為準。
由于這款數據卡只支持HSDPA功能，其物理層所能處理的最大下行速率為14.4Mbit/s。當核心網SGSN在SM消息Activate PDP Context Accept中，告訴數據卡所建立的PDP Context的QoS的屬性Maximum Bit Rate for Downlink為21Mbit/s時，數據卡發現超出了它的處理能力，所以立刻發起了Deactivate PDP Context Request消息給核心網，要求釋放該PDP Context，原因為QoS not Accepted。
3 解決方案
基于以上原因分析，有以下兩種解決方案。
(1)第一種解決方案
數據卡在發起建立數據業務時，在SM消息Activate PDP Context Request中，將參數最大下行速率Maximum Bit Rate for Downlink設置為自己所能支持的值，即14.4Mbit/s，而非Subscribed Maximum Bit Rate。這樣核心網SGSN就不會按照該用戶簽約的最大下行速率來建立PDP Context。故SGSN在下發給RNC的RANAP消息RAB Assignment Request中，參數最大下行速率Maximum Bit Rrate for Downlink的值就可以設置為14.4Mbit/s。相應地，SGSN發給數據卡的SM消息Activate PDP Context Accept中，告訴數據卡所建立的PDP Context的QoS的屬性Maximum Bit Rate for Downlink也就為14.4Mbit/s。這樣數據卡就完全可以接受。
這一方案實現起來最簡單，甚至連數據卡的軟件也不用做出修改，直接用AT命令修改數據卡請求的最大下行速率即可。
AT+CGEQREQ=[<CID> [,<Traffic Class> [,<Maximum Bit Rate UL> [,<Maximum Bit Rate DL>
例如，AT+CGEQREQ =1，2，64，7164，無線接入網和核心網都不需要改變。
這是一種最優的解決方案。
(2)第二種解決方案
3GPP定義了核心網SGSN和無線接入網RNC之間的RAB QoS協商功能。開啟這一功能，也可以解決這一問題。在建立RAB時，SGSN發給RNC的RANAP消息RAB Assignment Request中，除了帶參數最大下行速率Maximum Bit Rate for Downlink，還可以帶另外一個參數備選的最大下行速率Alternative Maximum Bit Rate for Downlink，讓RNC選擇一個較低的速率。由于數據卡在建立RRC連接的過程中，已經將自己的HS-DSCH Physical Layer Category 通過消息RRC Connection Setup Complete告知了RNC，而每一種HS-DSCH Physical Layer Category對應一定的最大下行速率，因此RNC就知道了該數據卡所能支持的最大下行速率。這樣RNC就可以根據數據卡的能力以及無線資源狀況選擇適當的最大下行速率，然后通過RANAP消息RAB Assignment Response告訴SGSN。這一速率不會超過數據卡的處理能力。這樣，SGSN發給數據卡的SM消息Activate PDP Context Accept中，告訴數據卡所建立的PDP Context的QoS的屬性Maximum Bit Rate for Downlink也就不會超過數據卡的處理能力了。
這一解決方案，數據卡不需要進行任何改動，但是需要核心網SGSN和無線接入網控制器RNC支持RAB QoS協商功能。有些設備制造商的設備可能不支持該功能。
4 結束語
通過解決這一問題，經驗和心得是：
(1)在產品設計階段，如果對3GPP協議和WCDMA系統有精深理解，就不會導致該問題的產生。
(2)在開啟一個新的功能之前，如果能夠在實驗室里進行充分的互操作性測試，就會盡早發現問題和給出解決方案，提高現網用戶的滿意度。
