（信号与信息处理专业论文）对su2a外部环境模拟器的开发（sima）及其改进（simasimr）.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特另j ) j w 以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：鱼蚣日期：! ! ! ：! 兰 。 1 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学 本人签名 导师签名： 适用本授权书。 日期：竺生：鎏! 日期：蚓i32 与 摘要 随着移动通信技术的发展，3 g 技术越来越受到人们的关注。 现在主流的3 g 标准有w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a ，用的比较 多、技术也比较成熟的要数w c d m a 标准。u m t s ( 通用移动通信系 统) 正是采用w c d m a 的第三代移动通信系统，由u t r a _ n ( u m t s 地 面无线接入网) 和c n ( 核心网) 组成，提出了r 9 9 、r 4 、r 5 和r 6 网络。我们研究的是在r 4 网络中s u 2 a ( s s pu m t s 的a t m 应用服 务器) 的性能。 s u 2 a 在m s c 中，主要包含3 个功能：宽带s s 7 终端功能、a a l 2 控制功能、信令网关功能。接收从u t r a n 来的a l c a p 和r a n a p 消 息。a l c a p 消息在s u 2 a 中处理，r a n a p 消息则通过s u 2 a 的信令网 2 关s i g w 转发至r c p 。s u 2 a 工作在n e c t a r ( 新控制体系) 平台。 n e c t a r 平台为一些增值通信业务提供通用平台，由软件包和硬件 单元组成，是多工作站模式。n e c t a r 使用c s 通信机制，有3 种 通信模式：d a t a g r a m 模式、q u e s t i o n a n s w e r 模式和s e s s i o n 模 式。 为了测试s u 2 a 性能我们模拟s u 2 a 的外部环境，包括r n c 、r c p 、 s s p 等。分两个步骤：第一步先模拟r n c ，测试s u 2 a 和r n c 之 间的a l c a p 消息流程，这个过程的模拟器叫s i m a ；第二步模拟 r c p ，测试s u 2 a 和r c p 之间的r a n a p 消息，这个过程的模拟 器叫s i m r 。完成模拟器的开发之后我们将写些测试的s c r i p t 对模 拟器及s u 2 a 进行测试。 关键字：u m t ss u 2 aa l c a pr a n a ps c c p t h e s i st i t l e ：s u 2 a se n v i r o n m e n t s i m u l a t o r ( s i m a ) a n d i t se v o l u t i o n ( s i m a - s i m r ) a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , 3 gi s p a i dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt o n o wt h e r e a r et h r e e3 gs t a n d a r d s ： w c d m a c d m a 2 0 0 0a n dt d s c d m a w c d m ai st h eo n eu s e dm o r e a n dw h o s e t e c h n o l o g y i sm o r em a t u r e u m t si st h e3 gm o b i l e t e l e c o r n m u n i c a t i o ns y s t e mu s i n gw c d m a c o n s i s t e do fu t r a na n dc n t h e r ea r e4 t y p e sn e t w o r k ，w h i c ha r er 9 9 ，r 4 ，r 5a n dr 6 w ea r e s t u d y i n gs u 2 a sp e r f o r l t l a n c ei nr 4 n e t w o r k s u 2 ae x i s i si nm s c c o n s i s t e do f3f u n c t i o n s ：b r o a d b a n ds s 7 t e r m i n a t i o n a a l 2c o n t r o la n ds i g n a l i n g g a t e w a y s u 2 ac a nt r a n s f e r a l c a pa n dra n a p m e s s a g e sf r o mi 船a n a l c a pm e s s a g e sw i l lb e d e a l e dw i t hi ns u _ 2 a ，a n dra n a p m e s s a g e sw i l lb er o u t e dt or c pb v s u 2 a ss i g n a l i n g g a t e w a y s u 2 aw o r k si nn e c t a rp l a t f o r m w h i c h p r o v i d e sag e n e r i cp l a t f o r mt os u p p o r ta d d e dv a l u et e l e c o m m u n i c a t i o n a p p l i c a t i o n s ，c o n s i s t e do f s o f t w a r ep a c k a g e sa n dh a r d w a r eu n i t s ，w o r k i n g o nm u l t iw o r k s t a t i o n s n e c t a ru s e sc sc o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s m w h i c ha r ed a t a g r a m ，q u e s t i o n a n s w e ra n ds e s s i o nm o d e s i no r d e rt ot e s ts u 2 a sp e r f o y m a n c ew es i m u l a t es u 2 a se x t e m a l e n v i r o n m e n t ，i n c l u i n gr n c ，r c pa n d s s rt w o s t e p s ：f i r s ts t e p ， s i m u l a t i n gr n c t o t e s tt h ea l c a pm e s s a g e sb e t w e e ns u 2 aa n d r n c ，i nw h i c ht h es i m u l a t o ri sc a l l e ds i m _ a ：s e c o n d ，s i m u l a t i n gr c p t o t e s tt h era n a p m e s s a g e sb e t w e e ns u 2 a a n dr c p i nw h i c hs t e pt h e s i m u l a t o ri sc a l l e ds 嗽f i n i s h i n gt h es i m u l a t o r s w ew i l lw r i t es o m e s c r i p t st ot e s tt h es i m u l a t o r sa n d s u 2 a k e yw o r d s ：u m t ss u 2 aa l c a pr a n a ps c c p 目录 第一章u m t s 通信系统 1 1 3 g 的发展 o b 1 2u m t s 通信系统7 1 2 1u m t s 通用结构，7 1 2 2 r 9 9 网络8 1 2 3 r 4 网络9 第二章s u 2 a 的功能结构1 1 2 1 s u 2 a 在u m t s 中的结构1 1 2 2s u 2 a 的组成 2 2 1s u 2 a 的协议栈 2 2 2s u 2 a 的功能模块 2 2 3a 2 c 的功能结构 2 2 4s u 2 a 的s s 7 配置 2 2 5 s u 2 a 服务器的信令网关功能块( s i g w ) 第三章n e c t a r 平台2 3 他 他m 坫n 她 6 1 定义s c r i p t 中的关键字6 4 6 2b u l 文件。 6 3 测试结果6 7 1 13 g 的发展 第一章u m t s 通信系统 对第二代移动通信系统( g s m 及i s 9 5c d m a ) 来说，其主要业务是话音，并 辅以低速数据9 6 或1 4 4 k b i t s 。随着移动数据业务要求的增加，近年均提：所 谓2 5 代的产品，开始提供速率为1 0 0 k b i t s 左右的数据业务。随着对通信业务 种类和数量需求的剧增，业务类型主要限于语音和低速数据的第二代移动通信系 统已不能满足需要，大容量、高速率、全方位的第三代移动通信系统( 3 g ) 应 运而生。由于移动通信在未来的信息产业中的重要作用，各国的政府部门、电信 运营商及制造商均积极的参与有关第三代移动通信标准的制定工作。世界上各大 标准制定组织间空前的合作大大加速了第三饯移动通信系统的标准化进程。目前 3 g 的无线技术有三大标准：欧洲的w c d m a 、美国的c d m a 2 0 0 0 和我国的t d s c d m a 。关于3 g 标准的组织主要有下面三个： 3 g p p ( 3 “g e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t ) ：制定以g s m 为核心网，u t r a 为 无线接口的标准。 3 g p p 2 ( 3 “g e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t2 ) ：制定以a n s i i s 一4 1 为核心 网，c d m a 2 0 0 0 、w u c l 3 6 为无线接口的标准。 3 g i p ： 制定全i p 核心网的标准。 据电信及移动市场研究顾问公司e m c 预测，2 0 0 5 年全球移动电话用户将有1 6 亿。 其中，8 0 8 5 的用户是g s m 和w c d m a 用户，包括正转向g s m w c d m a 的p d c 和 t d m a 用户，另外的1 0 1 5 是c d m a 2 0 0 0 用户。目前，在i m t 一2 0 0 03 g 核心频段 中，1 1 2 个新频谱执照发给了w c d m a ，只有两个发给了c d m a 2 0 0 0 。在商用化方面， w c d m a 已经走在前面。u m t s ( 通用移动通信系统) 正是采用w c d ) a 的第三代移动 通信系统，其标准化工作由3 g p p 组织完成。到目前为止已经有四个版本，即我 们熟知的r 9 9 、r 4 、r 5 和r 6 1 2i j m t s 通信系统 1 2 1u l 、_ , r r s 通用结构 u m t s 网络由两部分组成：u t r a n ( u m t s 地面无线接入网) 和c n ( 核心网) 组成 其通用结构如下图： 图l 一1 ：u m t s 的通用结构 u t r a n 的主要功能是： 整个系统的接入控制 加密解密 移动性 无线资源管理和控制 广播组播服务 u t r a n 协议包含两层： r n l ( 无线网络层) 包含u m t s 协议 t n l ( 传输网络层) 是基于a t m ，i p 等传输技术之上的 用户数据( 声音，图像等) 分为两个平面： 用户平面u p 用于用户数据，包括r n l 的数据流和t n l 的数据载体( a a l 5 ) 控制平面c p 用于信令，包括r n l 的应用协议和t n l 的信令载体( a a l 2 ) c s 域的u t r a n 的协议结构如下图： 图1 - - 2 ：u t r a n 的协议结构 图中的传输网络控制平面只存在于c s 域，在p s 域中不存在这个平面。对于接入 链接控制应用部分协议a l c a p 和无线接入网络应用部分协议r a n a p ，我们将在后 面的章节中给予介绍。 1 2 2r 9 9 网络 r 9 9 版本已经稳定，目前处于完善过程中。它的主要特点是无线接入网采用 w c d m a 技术，核心网方面基于g s m ，即保留g s m 电路交换部分，增加了分 组域部分，用于支持基于分组交换的数据业务，网络结构图1 所示。在系统能力 方面，目前除了支持g s m g p r s 提供的所有业务以外，还支持上下行速率为 3 8 4 k b p s 的数据业务。在业务方面，智能网规范提出了支持能力级c s 2 的 c a m e l 3 ，并提出了o s a 的初步架构。 图：1 - - 3 ：r 9 9 网络结构 这种组网方式适合于传统的g s g g p r s 运营商，因为运营商可以延用原有核心网 设各，增加无线接入网即可实现3 g 业务，这样就保护了运营商的已有投资。当 然这种组网方式同样适用于现阶段的新运营商，因为与r 4 、r 5 版本相比，在技 术和设备上更加成熟，有利于运营商迅速开展3 g 业务。 1 2 3r 4 网络 r 4 版本与r 9 9 版本比较，在无线接入网方面没有网络结构的变化，只是在无线 技术方面提出了一些改进，来提高系统性能。例如增加了n o d eb 的同步选项， 有利于降低与t d d 的干扰和网管的实旖；规定了直放站的使用，扩大特定区域 的覆盖；增加了无线接入承载的q o s 协商，使得无线资源管理效率更高。在核 心网方面，最大的变化在电路域，引入了软交换的概念，将控制和承载分开，原 来的m s c 变为m s cs e r v e r 和媒体网关m g w ，话音通过m g w 由分组域来传送。 电路域网络结构图如下： 信令和数据传输接口 一信令接口 图1 4 ：控制和承载分离的电路域 由于电路域的这种变化，相应的在七号信令的承载方面也提出了新的方案，即基 于a t m 和i p 的方案。所以在r 4 网络中，不仅话音和数据可以通过统一的分组 网络( a t m 或i p 网络) 来传送，基于七号信令的移动应用协议m a p 和c a p 也 可以通过分组网络来传送，为核心网向全i p 的演进迈出重要的一步。 在r 9 9 中，其七号信令的协议栈如下图，也就是传统的t d m 承载方式。 m t p u s e r m t p 3 m t p 2 m t p l 图1 - - 5 ：r 9 9 的七号信令协议栈 在r 4 中提出了基于i p 、基于a t mo v e rp d h s d h 的七号信令承载方式，其协 议栈如下图： m t p u s e r m 3 u a s c t p i p 图1 - - 6 ：r 4 基于i p 的七号信令协议栈 m t p u s e r m t p 3 b s s c f s s c o p a a l 5 a t m 图1 - - 7 ：r 4 基于a t mo v e rs d h 的七号信令协议栈 m t p u s e r m t p 3 b s s c f s s c o p a a l 5 g 8 0 4 l o 图1 8 ：r 4 基于a t m o v e r p d h 的七号信令协议栈 我们所研究的是r 4 基于a t mo v e rs d h 的承载方式。 第二章s u 2 a 的功能结构 2 1s u 2 a 在u m t s 中的结构 为了组成核心网的m s c 功能，s s p 和一个r c p 相连。r c p 负责无线呼叫控制处理 和v l r 的功能。为了终止i u c s 接口的宽带s s 7 信令，s s p 包含了一个新的成员： s s p1 2 t s 的a t m 应用服务器( s u 2 a ) ，主要实现了3 个功能： 宽带s s 7 终端功能 a a l 2 控制功能 信令网关功能：传输宽带和窄带s c c p 流至r c p 服务器 s u 2 a 在u m t s 结构如下图所示： d m 图2 1 ：s u 2 a 在u m t s 结构 从u t r a n 来的用户平面u p 消息( a a l 2 ) 和控制平面c p 消息( a l c a p + n a p ) 通过7 6 7 0 m gr 2 传输到3 g m s c ，a l c a p 和r a n a p 消息传送到s s p 的s u 2 a 中。a l c a p 消息在s u 2 a 中处理，而r a n a p 消息则经s u 2 a 的信令网关处理 传送到r c p 。a a l 2 消息则经代码转换器由宽带信号转换成窄带信号。 7 6 7 0 m 6r 2 是作为一个标准的a t mv c 交叉连接的媒体网关。现在把7 6 7 0 m gr 2 、 s u 2 a 和t c 放在一起组成一个新的部件：7 6 7 0 m gr 3 ，它与外部的通信接口如下： 1 4 图2 2 ：7 6 7 0 m gr 3 与外部的接口 各接口分别是： i l ：7 6 7 0 m g 的管理接口 1 2 ：从到r n c 的u m t s 信令接口a a l 5 ，承载a l c a p 和r a n a p 消息 1 3 ：u m t s 用户平面接口从l 2 1 4 ：t d m 用户平面接口 1 5 ：向r c p 传输r a n a p 的接口 1 6 ：呼叫控制接口 2 2s u 2 a 的组成 2 2 1s u 2 a 的协议栈 s u 2 a 处理消息的协议栈如下图所示： 罩i 妙 悬p 恒s i g n 。a 恻l l i n g 妙 r a n a ps , l c a p lr a n a p kq s c c p is c c p 川bl i n ks 翻 m t p 3 b 上bl l n k s e l m t p 3 b m t w 3m t p 3 s a a l s a a l m t p 2m t p 2 a t m a t m m t p l m t p l p h y + s d h户h y s d hp h y ：p c mp h y ：p c m 。 r 气- ：! _ i = 呼7 一 r n c：s u 2 a ( n e c t a r )r c p ( a 8 3 x x ) 图2 - 3 ：s u 2 a 处理消息的协议栈 r n c 包含传输网络控制平面的a l c a p 消息和无线网络层控制平面的r a n 消息， 经宽带链路传输到s u 2 a ；s u 2 a 对a l c a p 消息进行处理，并通过信令网关s i g w 将r a n a p 消息传输到r c p ，由宽带消息转变成窄带消息。 在i u c s 接口的选择上有下面一些特点： m s c 和r n c 由它l r 的s s 7 节点代码标识( 没有使用全球标题g t ) 。关于g t 将在后面的章节中介绍到 a l c a p 流和r a n a p 流共享同一个链路集( m s c 由唯一的p c 标识) a l c a p 和r a n 流都能使用所有的s l s 值。s u 2 a 的信令网关功能不改变 宽带和窄带之间的s l s 值 s u 2 a 服务器通过“服务标识”( s i ) 信息来区别接受到的帧： 一如果s i = s c c p ，帧发送到信令网关功能块 一如果s i = a l c a p ，帧发送到a l c a p 功能块 通过协议栈我们知道s c c p 被封装在m t p 3 b 中传输。如果m t p 3 帧( 包括m t p 3 头) 小于2 7 2 0 c t e t s 时，从宽带链路接收的s c c p 数据被信令网关功能块毫无改变的 ( 除了m t p 3 头) 发送至窄带链路。小的l u d t 帧也是这种情况。 当一个大的s c c p 数据从宽带链路接收时，这是一个l u d t 帧，信令网关功能块调 用l u d t 向x u d t 转换的功能，得到n 个x u d t ( 1 = n = 1 6 ) ，再发送至窄带链路。 当使用一个l u d t 时，无连接过程支持的最大用户数据长度是3 9 5 2 0 c t e t s 。 一个l u d t 最多能被分割成1 6 个x u d t 。当l u d t 的长度小于2 5 6 0 0 c t e c t s 时，无 须做控制来检查是否需要分割；当2 5 6 1 = s c h e d r r ：循环原则 s c h e d o t h e r ：其他原则 线程的创建过程为： 口 创建属性对象：p t h r e a da t t ri n i t ( 、 口 设置特定值：p t h r e a da t t rs e t x x x o 1 2 用线程属性地址创建线程：p t h r e a d c r e a t e ( & a t t r ) 事件e v e n t 功能在n e c t a r 中的作用为： d 线程之间的通信 口c s 事件通知 口d m 触发 事件通信机制如下图： 图3 - - 4 ：事件通信机制 事件在队列中接收。 为了接收事件，首先要创建队列：n o s _ q c r e a t e ( t y p e ) 。在b u l 文件中将检查队列的 最大数目。 事件的接收：n c sr n s g r e c e i v e ( q i d ，& n e s _ r c v d e s c ，& a d d r m s g ，& t i m e o u t ) 有两种接收模式： n 模糊拷贝：事件从缓冲区拷贝到s c i m 内存，若要调用事件的话直接去s c i m 中调用。事件接收过程如下图： 2 7 妊m洲眦s 存菡黧面( 返回地址) ，要调用事件时 口臻：勰? 黛嚣卧删黼几刘驯“ 之间从缓冲区中调用。事件接收过程如下图。 图3 6 ：清晰模式 3 3 2 2 数据聚u s 数据集。s ( d a 协s e t ) 是同一集信息数据记录的框架描述，主要定义为： 口 d s 名 ：。黜n碌瞄引ne蹴e)是_ds的姗定姚(d 数据集实例 a t as e ti n s t a n c e 。叫戈“。 口d s 名字，d s l 名字 ：。，妻黧装t pd s i m ( d a t as e ti n s t a n c 。m a t e r i a l i z a t i 0 n ) ，是d s i 数据集实例具体化 ( d a a 1 n 乩邵”。“一 在n e c t a r 工作站的存储映象a 3 3 2 3n e c t a r 的通信组件 功能接入点f a p ( f i m c t i o n a la c c e s sp o i n t ) 是n e c t a r 在客户服务机模式下接入 s c 的节点，能识别独立于s c i 的服务。一个客户s c i 能将“服务请求”发送至 f a p 的逻辑名。 功能接入点实例f a p i ( f u n c t i o n a la c c e s sp o i n ti n s t a n c e ) 是一个接入服务于f a p 的s c i 实例的节点。几个s c i 能服务于同一个f a p ，每一个s c i 由一个不同的 f a p i 标识。发送到f a p 的“服务请求”通过n e c t a r 通信机制路由到f a p i 。 端口p o r t 是n e c t a r 的通信实体，是工作站内一个f a p i 的具体实例。p o r t 是以 与服务s c i 关联的f a p i 的本地观点。路由到f a p i 的“服务请求”是由n e c t a r 物理的发到p o r t 的。 消息的发送有两种寻址模式： 口 功能模式：由f a p 提供；n e c t a r 根据配置规则来选择 口组织模式：选择一个特定的f a p i 本地端口l p ( 1 0 c a lp o r t ) 和远端口r f ( r e m o t ef a p ) 之间的消息交换如下图： 图3 - 7 ：i p 和r f 之间的通信 3 3 3n e c t a r 平台的软件结构 n e c t a r 的软件结构如下图所示 图3 - - 8 ：n e c t a r 的软件结构 各部分的代表的组件是： a s ：有效性服务器a m ：有效性管理者 s m ：软件管理者h m ：硬件管理者 g m ：网关通信系统 s 7 ：7 号信令 a d ：管理 其中a s 是比较关键的一个组件，它实现的功能有： 支持网络的分布式应用 实现了安全和连续性服务机制 提供了实时的分布式数据管理服务 提供了平台的s c i m 应用之间的通信服务 提供了s c i m 应用的配置和保护机制 a s 主要由4 部分组成： n o s ：n e c t a r 操作系统扩展 d m ：数据管理者，实现了分布式数据管理服务 c s ：通信系统，实现了通信服务 x m a ：u n i x 中间件管理者，提供配置和保护机制 n e c t a r 的子系统结构图如下： 图3 9 ：n e c t a r 子系统结构 多个s c i m 与a p i 通信，每个s c i m 可以有多个线程。 3 3 4n e c t a r 的通信机制 n e c t a r 使用c s 通信机制，客户i n 务机通信模式，主要有3 种通信模式： d a t a g r a m 异步模式：两个s c i m 之间的d a t a g r a m 模式通信机制如下图， s c i ma 通过n c s _ d t g s e n d o a p i 发送n c sd t g i n d i c 给s c i mb ；s c i mb 通过n c s _ m s g r e c e i v e 0 接受s c i m a 发来的消息。 s c i m as c i m b n c s - d t g s e n d ( ) n c s t g i n d i c 。 图3 1 0 ：d a t a g r a m 通信模式 q u e s t i n a n s w e r 模式：q n 通信模式又分同步和异步模式 口 异步模式：s c i m a 通过n c 蚋s 乜e n d a o 发送n c s _ q s t i n d i c 给s c i mb ；s c i m b 收到后通过n c s _ q s t a n s e r 0 发送n c s _ a n s e r i n d i c 给s c i ma 。而s c i ma 不用等s c i mb 的回复信息来执行后面的进程，如下图 s c i m as c i m b n c s _ q s t s e n d a o n c s _ m s g r e v e i v ) n c sq s t i n d i c ， n c s _ a n s e r i n d i c n e s _ m s g r e c e i v e ( ) 图3 - - 1 1 ：q a 异步通信模式 口 同步模式：s c i ma 通过n c s _ q s t s e n d b 0 ) 3 谜完n c s _ q s t i n d i c 之后将被阻塞 至到收到s c i mb 的回复信息才能解除阻塞，执行后面的进程，如下图： s c i m as c i m b n c s _ m s g r e c e i v e ( ) n c sq s t a n s e r ( ) 图3 1 2 - q a 同步通信模式 s e s s i o n 异步模式：两个s c i m 之间的s e s s i o n 模式通信如下图。s c i m a 发 n c s s e s o p e n i n d i c 给s c i mb ，s c i mb 收到消息后发送一个 n c s s e s o p e n c o n f i i t m 给s c i ma ，之后s c i ma 和s c i mb 之间就 可以发送数据了，直到一方发出关闭通信请求。 8 c i m a s c l m b 4 1a l c a p 消息 4 1 _ 1a l c a p 协议概述 图3 1 3 ：s e s s i o n 通信模式 第四章s u 2 a 处理的消息 r n s g r e c e l v e ( ) s e s o p e n r e s p 【 s e s d a t a s e n d ( m s g r e c e i w ( ) s e s c l o s s r e s p o a l c a p ( a c e s sl i n kc o n t r o la p p l i c a t i o np a r t ) 是传输网络层t n l ( t r a n s p o r t n e t w o r kl a y e r ) 信令协议，处在传输网络控制平面( t r a n s p o r tn e t w o r kc o n t r o l p l a n e ) 。其协议栈如下： 图4 - - 1 ：a l c a p 协议栈 a l c a p 协议下砸是s t c ( a a l 2s i g n a l i n gt r a n s p o r tc o n v e r t e rf o r m t p 3 b ) 仂议，然后 是m t p 3 b 协议、a a l 5 、a t m 和物理层。 a l c a p 的消息格式如下： 图4 2 ：a l c a p 消息格式 a l c a p 消息包含6 个字节的消息头和n 个字节的负载数据( 参数) 。参数的格 式为： 参数包含3 字节的参数头和n 个字节的参数体。 4 1 1 a l c a p 消息 a l c a p 消息组( 一) e r q ( e s t a b li s hr e q u e s t ) ：建立一个新的从l 2 连接请求 e c f ( e s t a b lis hc o n f i r m ) ：建立从l 2 连接确认 r e l ( r e l e a s er e q u e s t ) ：释放一个从l 2 连接 r l c ( r e l e a s ec o n f i r m ) ：e r q 的负响应或r e l 的确认 这些消息流程如下： 图4 4 ：e r q w l c 、e c f 消息流程 终端向s u 2 a 发送e r q 消息，请求建立一个新的a a l 2 连接。如果s u 2 a 允许 建立新的a a l 2 连接的话就向终端发送e c f 消息，发送连接确认；如果s u 2 a 不允许建立新的a a l 2 连接的话则发送r l c 消息。 图4 - - 5 ：r e l f r l c 消息流程 终端向s u 2 a 发送一个r e l 消息请求释放a a l 2 连接；s u 2 a 回复r l c 消息 释放a a l 2 连接。 s u 2 a 只能接受e r q ，r e l 不能发送e r q ，r e l 。s u 2 a 能发送e c f 和r l c 消息。 a l c a p 消息组( 二) ： b l o ( b l o c kr e q u e s t ) ：阻塞请求。这个消息用于指示“a a l 2 路径”阻塞在本地的 发送机上。如果b l 0 消息的发送方收到b l c 消息，则产生一个错误。 b l c ( b l o c kc o n f n m ) ：阻塞确认 r e s ( r e s e tr e q u e s t ) ：重置请求。这个消息用于指示一个特殊的信道，在“a a l 2 路 径”上的所有信道以及在所有与“信令联合”关联的路径上的所有信道被重置。 这些消息流程如下： 图4 6 ：b l o b l c 消息流程 s u 2 a 产生b l o 、b l c 消息并能对收到的消息进行处理。 图4 7 ：r e s r s c 消息流程 s u 2 a 产生r e s 、r s c 消息并能对收到的消息进行处理。 a l c a p 消息组( 三) u b l ( u n b l o c kr e q u e s t ) ：解阻塞请求。这个消息用于发送来指示发送方的“a a l 2 路径”的解阻塞。如果发送方收到u b c 消息的话就产生一个错误。 u b c ( u n b l o c kc o n f i r m ) ：解阻塞确认 c f n ( c o n f u s i o n ) ：当收到一个消息或者参数不能识别时发送这个消息。 这些消息流程如下： 图4 8 ：u b l u b c 消息流程 s u 2 a 产生u b c 、u b l 消息，并对收到的消息处理。 图4 9 ：c f n 消息流程 s u 2 a 产生c f n 消息并对接收到的消息处理 4 2r a n a p 消息 4 2 1 r a n a p 协议概述 r a n a p 是i u c s 接口无线网络层r n l ( r a d i on e t w o r k l a y e r ) 的信令协议，处在 控制平面( c o n t r o lp l a n e ) ，能够传输非接入层协议，通过c n 来控制r n c 。其 甲 z | 可 协议栈如下： r a n a p s c c p m t p 3 b a a l 5 a t m p h y s i c a ll a y e r 图4 1 0 ：r a n a p 协议栈 r a n a p 协议下面是s c c p 协议，然后是m t p 一3 b 、a a l 5 、a t m 和物理层。r a n a p 协议 栈与a l c a p 协议栈的区别在r a n a p 下面是s c c p 协议而不是s t c 协议。 4 2 2 r a n a p 消息 r a n a p 协议由一组基本过程( e p s ) 组成。一个e p 就是c n 和r n s ( r a d i i an e t w 。r k s y e s l 。c e m ) 之间的简单交互，由一个初始消息和一个可能的回应消息组成。分为3 类： 第一类：一个初始消息+ 一个回应消息，消息流程如下图： 图4 - 1 1 ：一个响应的消息流程 发送方r n c ( 或c n ) 发送一个初始消息给接收方c n ( 或r n c ) ，接收方接收到消 息后发送一个成功或出错的响应给发送方。这类消息有下表所列的一些消息： l e p 开始消息成功的响应消息 出错的响应消息 ll u r e l e a s ei ur e l e a s ec o m m a n dl ur e l e a s e c o m p l e t e l r e l o c a t i o n r e l o c a t i o nr e q u i r e dr e l o c a t i o nc o m m a n d r e l o c a t i o n d w ；n p r e p a r a t i o nf a i l u r e r e i o c a t i o nr e s o u r c er e l o c a t i o n r e q u e s t r e l o c a t i o nr e q u e s t r e l o c a t i o nf a i l u r e a i l o c a t i o na c k n o w l e d g e r e l o c a t i o nc a n c e lr e l o c a t i o nc a n c e lr e l o c a t i o nc a l i c e l a c k n o w l e d g e r e s o tr e s e tr e s e ta c k n o w l e d g e r e s e tr e s o u r c er e s e tr e s o u r c er e s e tr e s o u r c e a c k n o w l e d g e i ur e l e a s e ： i u 释放，由c n 初始化。这个消息的目的是为 了便c n 释放i u 连接，和i u 连接相关的u t r a n 资源也能被释放捧。这个过程使用 面向连接的信令。 r e l o c a t i o np r e p a r a t i o n ： 重新分配准备，由源r n c 初始化。这个消息的 目的是为了给涉及到或没涉及到u e 的s r n s 准备重新分配。这个过程使用面向连 接的信令。 r e l o c a t i o nr e s o u r c e a l l o c a t i o n ： 重新分配资源，由c n 初始化。这个消息是用于 从目标r n s 中分配资源来达到重新分配s r n s 的目的。这个过程使用面向连接的 信令。 r e l o c a t i o nc a n c e l ： 重新分配取消，由源r n c 初始化。这个消息用 于使源r n c 取消正在进行的s r n s 重新分配。这个过程定位在u e 中存在的i u 信 令连接中，使用面向连接的信令。 r e s e t ： 重置。在c n 出现错误时初始化u t r a n 。这个过 程使用非连接的信令。 r e s e tr e s o u r c e ： 重置资源。这个过程用于c n 出现异常错误时初始化 u t r a n 部分，使用非连接信令。 第二类：只有初始消息而没有回应消息。消息流程图如下 图4 - - 1 2 ：无响应的消息流程 发送方r n c ( 或c n ) 发送一个初始消息给接收方c n ( 或r n c ) ，接收方收到消息后没 有响应消息给发送方。有如下一些消息： na br e l e a s e r e q u e s t ：r a b 释放请求，由r n c 初始化。这个过程是为了使u t r a n 请求释放个或几个无线接入载体，使用面向连接信令。 l ur e l e a s er e q u e s t ： i u 释放请求，由r n c 初始化。这个过程是为了使u t r a n 因为 自身产生的一些原因而向c n 请求释放i u 连接。这些原因有“o & m 干扰”、“不确定 的错误”、“用户没有激活”等。这个过程使用面向连接信令。 r e l o c a t i o nd e t e c t ： 重新分配检测，由目标r n c 初始化。这个过程由r n c 指示检 测s r n s 在c n 中重新分配执行的情况。这个过程定位在u e 中存在的所有i u 信令 连接，使用面向连接信令。 r e l o c a t i o n c o m p l e t e ：重新分配完成，由目标r n c 初始化。这个过程由目标r n c 指 示重新分配s r n s 的完成。这个过程定位在u e 中存在的所有i u 信令连接，使用面 向连接信令。 p a g i n g ：广播，由c n 去找用户。 l o c a t i o nr e p o r t i n gc o n t r o l ： 位置报告控制，由c