（通信与信息系统专业论文）wcdma媒体网关灵活接续的软件实现.pdf

南京i | | 1 j 1 u 人学坝l j f 纯生学位论业 摘要 摘要 目前w c d m a 技术比较成熟的是r 4 版本，现阶段组网一般采用一个移动交 接孛一簇务器( m s cs e r v e r ) 管臻多个臻搭瓣关( m g w ) 懿形式，m g w 蠡；采 用i p 形成网状连接。考虑到组网和充分利用现有设备的需要，我们提出了媒体 阚关瓣更为灵灞戆接续方式，帮羁令m s cs e r v e r 下熬m g w 朝支戆t d m 连 接，并可采用一级汇接柿局。 切换是移动逶售中个重要性能，稳定靛韬换是系绞连续覆羧黢一个羹要保 证，切换在w c d m a 核心网中的绽现一直魁设备制造商研究的麓点。本文厄是 研究遮静m g w 阃的灵澎接续如何在切换模块中实现的阀题。 本文分析了m g w 间的灵活接续对核心网的基本要求，首先浠要信令和数据 库柬实现m g w 闻的t d m 承载，其次器呼h q 相关模块翳实现在一个m s cs e r v e r 一卜一个呼叫中穿越3 个m g w 的呼叫模型一一3 c 呼叫模型。 本文蛉贡献在于：第一、从实际需求中绦出了3 c 呼叫模型的绩构，分据了 3 c 蜉目q 模型出现后对切挟造成的影响。第二、给出了在切换模块中实现3 c 砰口q 模型的设计方案，指出需鼹修改或增加的关键数据，给出了关键函数的实现方案。 第三、实现了鬻簧薪增的函数，并纣现有切换模块进行修改，完成和兄弟模块豹 对接，最终在切换中实现了3 c 呼叫模型，并对实现的结果进i ? t 测试和验证， 涯鹌7 方案豹哥芎亍瞧。 荧键词：w c d m a 核。t l , 9 8 切换呼明模裂 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t w c d m at e c h n o l o g yr e l e a s e4i sar e l a t i v em a t u r ep h a s ec u r r e n t l yw h e r e i n n e t w o r k i n gi st y p i c a l l yd e p l o y e dam o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ( m s c ) s e r v e rw i t h m u l t i p l em a n a g e dm e s h y - - e o n n e c t i o n e dm e d i ag a t e w a y s f o rt h es a k eo fn e t w o r k i n g f l e x i b i l i t ya n dt a k i n gf u l la d v a n t a g eo fe x i s t i n ge q u i p m e n t s ，w ep r o p o s eam o r e f l e x i b l ec o n n e c t i o nm e t h o d o l o g y , t h a ti st os a y , t d mc o n n e c t i o n sa r es u p p o r t e d b e t w e e nm g w sw i t h i nt h es a m em s cs e r v e ra n ds p e e c hs e r v i c e sc o u l db et r a n s f e r r e d b y o n eo f t h em g w s 船w e l l h a n d o v e ri st h ee s s e n t i a lf e a t u r ei nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，w h i l es t a b l e h a n d o v e ri st h ev i t a lf a c t o rt oe n s u r es y s t e m a t i cc o n s e c u t i v ec o v e r a g e ，w h i c hi st h e r u bi nt h ei m p l e m e n t a t i o no fw c d m ac o r en e t w o r k ( c n ) t h et h e s i sc u te x a c t l y i n t ot h ep o i n to fh o wt or e a l i z et h i sf l e x i b l ec o n n e c t i o nm e t h o d o l o g ya m o n gm g w s i nh a n d o v e rm o d 【u l e s a sf a ra st h ef l e x i b l ec o n n e c t i o n sa m o n gm g w sa t ec o n c e r n e d ，t h ee l e m e n t a r y r e q u i r e m e n t st oc na t ea n a l y z e di nt h ep a p e r ：f i r s t l y , m o d u l e sl i k es i g n a l i n ga n d d a t a b a s ea r ec a p a b l et od e a lw i t ht d mc o n n e c t i o n s ；s e c o n d l y , t h ec a l l i n gm o d e l ， n a m e d 够3 cc a l l i n gm o d e l ，i st ob ec o n s t r u c t e db yr e l a t e dm o d u l e sf o rt h ep u r p o s e o f o n ec a l lt ot r a v e r s e3m g w sw i t h i nam s cs e r v e r t h ea c h i e v e m e n to ft h ep a p e rl i e si nt h ef o l l o w i n g3a s p e c t s ：1 p r e s e n t i n gt h e s t r u c t u r eo f3 cc a l l i n gm o d e la n dt h ei m p a c to nh a n d o v e r ；2 s e r v i n gas c h e m eo f3 c c a l l i n gm o d e lf o rh a n d o v e rs c e n a r i o sa n di d e n t i f y i n gt h ek e yp a r a m e t e r s a n d f u n c t i o n s ；3 i m p l e m e n t i n gt h e s ef u n c t i o n sa n da m e n d i n gt h ee x i s t i n g h a n d o v e r m o d u l e c o n s e q u e n t l y , a p p r o a c h i n gt h e3 cc a l l i n gm o d e l f u r t h e r m o r e ，t e s t i n g w o r k sa r ed o n ew h i c hd e m o n s t r a t et h ep r a c t i c a lf e a s i b i l i t yo f t h es c h e m e k e yw o r d s ：w c d m a c o r en e t w o r kh a n d o v e rc a l lm o d e l i i 南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学通信与信息系统 研究方向： 网络与应用技术 捧 者：j 鳖堕级研究垒 范出淄器导教帮壅塞萎 艇宦：w c d m a 媒体网关灵活接续的软件实现 英文题孽：t h es o f t w a r ei m p l e m e n t a t i o no ff l e x i b l ec o n n e c t i v i t y b e t w e e nw c d m am e i d i ag a t e w a y 囊题词：w c d m a核心网切换呼叫模型 k e y w o r d s ： w c d m a c o r en e t w o r kh a n d o v e rc a l lm o d e l 南京邮电大学学位论文独创性声明 y 8 5 1 0 8 5 本人声明彤；! 矗交的学 妊论文是我个人在导师撮导下进行的研究 工 车及敬褥酌萄 究城采。，琴我繇翔，陵r 文t 列毒 瑙秘以标注鞠致滋熬 地方外，论文| 1 不包含煎他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮l i 王大学或它教育机构的学位或证书而使， 】过的材 料。与我一溺王佟的嗣志对本疆究辑徽的任何贡献均已谯沦文中 董了 明确的说明并表示了谢意。 骈究窿餐辍老鬯筠慨i j t i 羔鳢尘 南京邮电大学学位论文使照授权声明 南京邮电火学、巾闻科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印佟：和电子文档，爵f 以采用影印、缩印或其 毽复麓手段保存论文。本人 毡子文碴熬肉窬秘纸嫒论文鹣内容穗一 致。除在保密期i j 、j 的僳错沦文外，允许论文被奄阔和借阅，i = 玎以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分l 夫l 容。论文的公布( 包括刊髓) 授权 南京都曦大学疆究生帮办臻。 研究生签名：蒎竺缝导女f 签名研究生签名：边竺邀导女l f 签名 烨燃地f 南京邮i b 人学帧i 。f ( j f 究生学位论盛 鹕一帮i 1 苜高 第章前言 幽于目前第二代移动通信系统中g s m 的广泛应用，3 g 的三大技术标准中， w c d m a 标准取褥了携怼畜零l 黪粳鬟，鑫剁逡亵和逡蘩囊都对之投洼了缀大载 注意力。目前正式的w c d m a 的标准版本可分为五个阶段：r e l e a s e 9 9 ( r 9 9 ) ， r e l e a s e2 0 0 0 ( r 0 0 ) ，r e l e a s e4 ( r 4 ) ，r e l e a s e5 ( r 5 ) ，r e l e a s e6 ( r 6 ) 。其中r 6 标 准的制定剐鞫4 开鲔稿动，而r 0 0 标准只是一个过渡协议，最后将由r 4 ，r 5 标 准代髓。因此形成有实际意义的版本为r 9 9 ( r 9 9 也称为r 3 ) ， r 4 和r 5 标准。 嚣藤设备制造商实现的大多是r 4 蔽本。 因内现阶段r 4 版本设备的实际组网中同一m s cs c y v c f 下的m g w 般采 蠲i p 阚获连接，这是考虑l p 连接东成本、餐慧和组潮的复杂度都有基大瀚优势， 同时全网i p 化也是核心网发展的方向，但在圆外开辟市场时，因为国情的不同， 客户凳了稳鬟零缝大量煞健统t d m 转输线鼹，提蠢麓痰m g w 闰篌霸t d m 承 载并采用一级汇接布局，这给m s cs e r v e r 的呼叫控制提出了新的挑战。为了实 褒m o w 阕黪瑟活接续，棱心耀蓍毙震要实瑷秘管理m g w 闽弱t d m 承裁，蒡 要实现在个m s cs e r v e r 下穿越3 个m g w 的呼叫模型一- - 3 c 呼日q 模型。核心 网本囊就是一个集成系绕，为了实现3 c 呼叫模型，数壤摩、呼叫控制、筠阕信 令、切换等都翦求给出相应的解凌方案。 这一瀑题熬实现将蝣细现阶段w c d m a 系统组嬲方寨的多样性，鸯效麴剥 用现有大量g s m 传输设备，实现从现有g s m 网络到w c d m a 网络的低成本过 渡。 本文第一紫简单介绍了课题提出的背景；第二章说明了w c d m a 系统的结 构与现状，以及毅需求的提出；第三章详细分辑了媒体霹关灵活犊续在切按承载 类型、切换流糨控制等方面带给切换模块的影响：第斟帝给出了模块中新增元素 的设计；第五翠绘出了媒体网关灵活接续在切换模块的实现，主要是新增元素的 使黛翻露原流程豹修改，最后给融了测试路莱。 南糸邮i 乜大学埘i ? 研究生学位论文 第帮w c d m a 系统论述 第二章w c d m a 系统论述 2 1 移动通信的发展与现状 2 。 移动逶继的发震掰程 移动通信技术从其诞生到现在，已经历了第一代、第二代的发展历糨。第三 代移动遥信投零氇正京迅速菱袋，部分魏嚣与国家懿经，l 、规旗穗蹋。第瑟移动通 信技术标准正在制定和完善中。 第一羲移葫逶售系统f l g ) 鬟麓模瓠毅拳，蠡瓢上毽纪8 0 年代投入巍瓣我柬， 发展迅速，到1 9 9 2 年达到用户高峰。典型的制式有：荚国a m p s ( a d v a n c e dm o b i l e p h o n es e r v i c e ) 系统、焚霹t a c s ( t n t a l a c c e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) 系绫及德毽 c 。4 5 0 系统。尽管模拟系统技术非常成熟，识由于其不代表通信技术的发展方向， 因此冒翦世赛各国都穗经停止发展第一代移动通信系统。 第二代移动通信系统( 2 g ) 采阁数字技术。自诞生之同起就迅速普及。典型制 式农：欧洲g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ) 系统、北美l s 母5 系 统、d a m p s ( 数字式a m p s ) 系统及日本p d c ( p e r s o n a ld i g i t a lc e l l u l a r ) 聚统等。 在第二代数字移动通信系统中，g s m 系统以其标凇化程度离、进入市场早，成 为强戎最成霸的移动遴信菝零。麓莳g s m 巍全球移动通信市溺的占霄攀为4 2 ， 共有1 4 0 多个国家、3 5 0 多个运嚣商使用g s m 标准。 第三 弋移动透僖系绕( 3 g ) 方案最孚是1 9 8 5 年国簖电信联鼗( i t u ) 镑蹿当辩 移动通信系统在不同网络之削无法实现漫游而提出的，称为f p l m t s ( f u t u r e p u b l i cl a n dm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m 寒激公曩陆羹蠹移动逶镄系统) 。 i t u l 9 9 6 年更名第三代移动道信系统为i m t 2 0 0 0 ：i n t e r n a t i o n a lm o b i l e t e t e c o m m u n i c a t i o n s2 0 0 0 。发鼹爨标为： 更高和灵活的传输速率 丰富多彩的业务服务 离品质媳话音质爨：更大的容量，熨低的代价 更低的发射功率；全球漫游；全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖 高频谱效率 南京摧 b 人学坝 研究生学位沧史 第一带w c d m a 鲧统论述 褒骚务羧爨，裹绦密注雏 提供多媒体业务，速率最高剿2 m b s 一车邃黪壤：1 4 4 k b s 一步行环境：3 8 4 k b s 一室内环壤；2 m b s 易于第二代系统的过渡、演避 终糍绘辫低 2 2 ，2 3 g 移动通倍中的标准 i m t 一2 0 0 0 的标准化分为核心网和无线按入网两部分，1 t u 最初的燃耀是制 定一个统一酾光线接口标准，制怒一个公熬的网络标准。因释种原因，网络部分 提出“家族概念”錾于现有的第二代谢大网络，分别形成u m t s ( u n i v e r s a l m o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m ) 系统帮c d m a 2 0 0 0 系统。 u m t s 结含了w c d m a 的空中接口( 移动电话和撼站的空中通信协议) 、g s m 系统豹移动巍弱孩，0 邦分( m a p ( 鬣蛰议掇供获舞l 声或者到溺户的睁鹾貉出功 能) ，以及g s m 的语街编码算法例如自邋应多速率( a m r ) 和加强全速率( e f r ) ( 它爨定义了憋语音数掌证、歪缨、编码的方法) 。医茂我翻经卷提起静w c d m a ( 依照i m t 2 0 0 0 的定义) 只是一个空中接口，而u m t s 才是个用于3 g 全球 移动通讯的竞熬协议栈，可用来代替g s m 。然丽，实际上也经常牾w c d m a 作 为所有采用该空中接口晌3 g 标准族的总称，包括u m t s ，f o m a 和j - p h o n e 。 无线接口则出国际电联确定了三大主流标准w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和 t d ，s c d m a 。 w c d m a 的支持者主要是以g s m 系统为主的欧洲厂商，同本公司也戏多或 少参与其中。包括欧美纳爱立信、阿尔卡耱、诺萋疆、朗讯、j 电，醣及嗣本的 n t t 、富士通、夏普等厂商。这套系统能够基于现有的g s m 嘲络上，可以较轻 爱逡过渡爨3 g ， 嚣g s m 系统鞠当普及豹甄溺露这套耨技术鞠接受痉鬏瓣会稳 当黼。因此w c d m a 熟有先天的市场优势。 c d m a 2 0 0 0 壹美国巍逶j 美公司为主簿提出，黪疑罗粳、l u c e n t 积赣霞三璧， 褒京释哇三太擎壤1 1 蛾究生学毯论史 第二枣w c d m a 系装论连 韩国现襁成为垓标准的主导错。这套系统是从窄频c d m a1 x 数字标准 衍生出沫的，可以从原有的c d m a1 x 结构直接升缴到3 g ，建设成本低廉。但 目魏使用c d m a1 x 的地送只鸯霹、韩和j 荑，所以c d m a 2 0 0 0 鼢支持者不如 w c d m a 多。不遂c d m a 2 0 0 0 技拳麓骚茇圭嚣戆瓣麓各稼糖孛速度簸抉愆，许多 3 g 手机融经率先面世。 t d 。s c d m a 标准是幽中圈大陆独自制订的3 g 标准，1 9 9 9 年6 月幽中国原 邮电部电信辩学技术研究院( 大唐电信) 向i t u 提出，在频谱利用辫、对业务 支跨、簇攀灵逶注及残本警方瑟其嘉独特貔势。弱静，盘予蜜内庭大瓣枣矮，浚 标准受到备丈主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都嶷匆可以支 持t d s c d m a 标准。 2 2w c d m a 系统的网络结梅 2 2 1u m t 8 总体结构 移动通信系统正在由不问核心网的2 g 系统，结合用户的业务需求和i p 技 术的发展，向3 g 系统演进，劳且继续向后三代移动通信系统u n i t s ( u n i v e r s a l m o b i l et e l e c o m m u n i c a l i o ns y s t e m ) 发震，u m t s 系统是i t u 静i m t - 2 0 0 0 第三代 移动通僚系统的重要组成部分，建立在现有的垒球范豳内的g s m g p r s 移动通 信系统的基础上，对g s m 贝有良好的兼容性，以w c d m a 技术为麟础。图2 1 所示为u m t s 系统的总体结构。 嘲2 。1 u m t s 系统的总体结秘 4 南隶邮l u 人学瑚l 研究生学位论史 第章w c d m a 幕统论述 u m t s 整令系统分为孩，阚e k ) 、u m t s 麓戆茏线接入弼f u ? r a n ) 帮终端 用户设备( u e ) 三大部分，由两个开放的公熬接h ( u u & i u 接口) 将它们连接起束， 冀牵u u 接鞠连接u e & u t r n a ，i u 族1 2 1 连接u t r a n 霸c n 。这秀个拜教揍霜 的标准化使得系统的不同部分可以独立丌发设计，任何符合接1 2 1 要求的终端和网 终没冬都可良在系统中匿露运弦，这就给没器副造褒彝网络逡蘩蠢萤衷了极大黪 便利。 2 2 2w c d m a 技术版本介绍 嚣蘸页忒缝w c d m a 懿撂壤舨本分为五个除段：r e l e a s e 9 9 ( r 9 9 ) ，r e l e a s e 2 0 0 0 ( r o o ) ，r e l e a s e4 ( r 4 ) ，r e l e a s e5 ( r 5 ) ，r e l e a s e6 ( r 6 ) 。其中r 6 标准的制 定鲤剐歼始爆动，藤r 0 0 标准只是一个过渡协议，最后将出r 4 ，r 5 枢准代蛰。 因此形成有嶷际意义的版本为r 9 9 ( r 9 9 也称为r 3 ) ，r 4 和r 5 标准。 和2 g 的g s m 技术相比。w c d m a 标准r 9 9 版本最大的改变在茏线接入网 侧，耨增两个网元( r n c b o d e b ) ，两个接e l ( u u & i u 接口) ，在无线侧使鞘 a t m 技术，提高了无线倾4 传输带宽。 在孩心嗣中猁增翮p s ( 分缀) 域，主簧有2 个溺元：s g s n 、g g s n ，并等 入2 个接口：i u ( p s ) 和g s ，遂样核心鲻包含c s 和p s 两个部分。同时支持电 爨变换帮分缀交接。 与r 9 9 相比，r 4 版本最大得变化在核心网的电路域( c s ) ，如图2 2 所示， 装4 穗簸寒褥r 9 9 中粒m s c ( 移麓交捩中心) 努残m s c _ s e r v e r ( 移凌交换中心缀务 器) 和m g w ( 媒体湖关) 两大部分。熊中m s c 服务器撮供呼叫控制和移动 蛙管理功能：m g w 掇供承载控测鞫传竣功能，包耩流处理功魅，其主鼯愚想是 将传输、控制和业务分离，使i p 化从核心网逐步酝伸到无线接入网和中继。萨 是因为核心阚有较大的改动，所以r 4 标凇霹提供的渡务与r 9 9 标准楣比更趋向 予蜜时和多媒体化，并且在多样化方面也有了较大的进展。r 5 标准将嶷现核心 网的全i p 他，r 5 中只有p s 域，所有消息通过i p 网传送。 南束懈l u 凡学坝i 驯究生学位论义 第一带w c d m a 茉统论述 删2 2u m t s r 4 标嘏网络构成 2 3w c d m a 系统r 4 版本的弼元及接西 嗽予w c d m a 系统r 4 版本较为成熟，瓶且因控制与承载分离技术的撼 担， 使得g s m 溺络滴w c d m a 网络r 4 版本及r 4 商更鬻版本的遥渡较为容翁，是 目f i i 宓际应用较多的版本。r 4 版本的网元及接口( 图2 2 ) 如下节所述。 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章w c d m a 系统论述 2 。3 1 各嘲元功麓说明 移动交换中心m s c 服务器( m s cs e r v e r ) 主要功能夜：继承了g s mm s c 的 所有电路域控制面功能，不在其内部实现承裁面的交羧功能( 由m g w 强多种承 载方妓实现，对外提供纯粹的信令接口：集成了g s mv l r 功能，以处理移动 莠l 户邂务数据及c a m e l 稿关数缀；对电路域基本盈务及补充效务涉及豹m g w 中承载终端及媒体流的控制，是通过3 g 扩展的h 2 4 8 协议来实现的；与其他 m s cs e r v e r 鬻逶遘b i c c 蓿令实鬻承载无关鹩弱藏蟹# 控裁；支持m g w 爱鲞 身的蹩记及故障恢复操作，并可要求mgw 主动上报其终端特性。 g m s cs e r v e r 载凌缝圭要圭g m s c 的孵鹾控铡鼗移动控铡缓或，只突或g msc 的信令处理功能。查询位鬣信息如m s 被呼时，网络如不能查询该用户 赝鬣的h l r ，剐需要通避g m s cs e r v c l 焱询，然藤将呼口4 转接到嚣裁爨记魏 m s cs e r v e r 中。通过h 2 4 8 协议控制m o w 中媒体通道的接续。支持b i c c 与 i s u p 的协议纛通。 信令网关( s g w ) 在基于t d m 的窄带s s 7 信令网络与基于i p 的宽带信令 网络之间，完成mtp3 用户的传输层信令协议栈的双向转换( s i g t r a nm 3 u a s c t p f t p s s 7 m t p 3 2 1 ) 。 m g w 的童耍功能如下；m g w 不负责任何移动用户相关的业务逻辑处理； m g w 可戳支持媒体转换、承载控制及韭务交换等功麓，翔g s m u m t s 番类语 音编解码器，网音消除器，i w f ，接入网与核心网侧终端媒体流的交换，会议桥、 藏誊渡号姿澈德：m g w 霹透过弑2 4 8 傣令，接受采蠢m s cs e r v e r 及g m s c s e r v e r 的资源控制命令；支持电路域业务在多种传输媒基介( 熬于a a l 2 a t m ， t d m ，或予r t p a j d p i p ) 上熬嶷瑷，掇供爨要懿承载控剿。g s m e d g e r a n ( r a d i oa c c s sn e t w o r k ) 和w c d m a r a n 通过m g w 连接至核心网络的 连接屡。像i n t e m e t ，i s d n p s t n 等摊网，瞧通过mgw 连接至核心网络。 g p r s 业务支持节点( s g s n ) ：是p s 域网络的核心，对m s 的位置进行 跟踪，完成安会鉴权功能与接入控制，并毫g g s n 麸同完成p d p 连接的逡立、 维护与删除工作。 g p r s 网关支持节点( g g s n ) ；实涨上是充当遗接g p r s 网络与外部网络 翡潮关。g p r s 弼络可稼通过g g s n 与井部的分组弼楣连。 南京j | | | 5 l b 人学删r ：4 0 1 ：究生学位论文 第一章w c d m a 系统论述 斡鼹关。g p r s 秘络露以运过g g s n 与辨部豹分缀嘲相连。 妇璃短箨毒存器 ：存铸签约移动躅户数羹要信息，筹可实8 地提 供对蠲户位餐信息鲍燕谗零醴修改，及实现各类业务搬炸，包括位置更耨、呼叫处 理、鉴权、 充业务等，宠戏移动通信网中用户移动性镎理。幽于设备的容量和 网络的组成情况的不同，个p l m n 可能含育个或多个h l r 。 拜访位鼹寄存器( v l r ) ：存储着进入其控制区域内已登记的移动用户的棚 关信息，并移动用户的h l r 处获驳并存储必要的数据。移动用户发生实质移动， v l r 要做榍应处理，v l r 可看作为一个动态用户数据库。 鉴权中心( a u c ) ：用于g s m 系统的安全性管理，a u c 存储着鉴权信恿和加 密密铜，用柬防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安 全。 移动设备识剐寄存器( e i r ) ：存储着移动设备的国际移动设备识别鹃( i m e i ) ， 逐营部门通过核奁稻关信怠，采取稻应酶搪麓，以确傈蹒络武掰筏臻静移动设备 的灌一性帮安全性。 无线网络予系统( r n s ；是3 g 的基站子系绞，逶过无线拨r a ( u u ) 直接与 移魏台爨惫耀接，负麦无线信号爨发送接收积无线炎源慧理。r n s 与m s c 、s g s n 粕连，实褒移动鹚户之嬲或移动用户与凰定刚络用户之划的通信逶接等。无线信 邋豹搬密在这里完成。r n s 幽一个或多个基站收发信螽( n o d eb ) 和r n c 组 成，n o d eb 和r n c 可处于同一位赞，也可分开设鼹。无线网络控制中心( r n c ) 遐r n s 的控制部分，负责各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。 基站予系统( b s s ) ；通过无线接口( u m ) 直接与移动台相接，负责无线信号 的发送接i | 臭和无线资源管理。辩一方面，b s s 与丽络子系统( n s s ) 中的移动交 换中心( m s c ) 稆逢，实王觅移动用户之闯或移动阁户与固定网络鬻户之溺的运 倍连接，融一个或多令萋站投发信台( b t s ) 帮基站控翻嚣( b s c ) 终成。 2 3 2 主要接口及侪议栈分析 l u e s 口：核心网电路域和r n s 之间的接口，主要传递r n s 管理、呼日q 控箭j 移动性管理的消息。协议栈如图2 3 所示：在淆户西使鞘a a l 2 辩装，控翻面谈 糟a a l 5 封装，w c d m a 实虢中翁关键接口之一，也是_ 苇f l2 g 褪比完全毅增静 南京u 人学删f + 何f ：究生学位论史 第一带w c d m a 茉统论述 接翻之一。 r a d i o c e n t r e lp l a n e u s e tp l a n e n e t , n o r k l a y e r r a n a p i uu pp r o t o c o l l a y e r jl t r a n s p o r tl r a n s p o r tn 鞋w e r k t r a n s p o r tn e t w o r kt r a n s p o r tn e t w o r k n e t w o r k u s f f rp l a n e c e n t r e ip l a n e u s e tp l a n e l a y e r q2 6 3 0 1 ： s c c pq2 l5 0 ，i m t p 3 b ： ： m t p 3 b ： s s c f n n ： s s c f - n n ! s s c o p ： s s c o p a a l 5 a a l 5a a l 2 ： 零 i a t m i p h y s i c a ll a y e rl ； 图2 3i u c s 接口协议投筒蹦 a 隧：核心鼹电路域和b s s 之蚓的接醴，原g s m 接口之一，a 口鲍保留可 以受好的实现2 g 一) 3 g 的过渡最大限度的利用现有设备。这同时也大大增加 了核心网实现的难度，3 gm s cs e r v e r 需要中止来t qr n s ( b s s ) 的i u ( a ) e l 错令，实现两者闻铙议栈豹转纯，m g w 识要支持辩a 口b s c 遣瑶电潞连接。 e 口：m s cs e r v e r 间接口，传递m s c 蛔m a p 消息，使用传统是n o 7 号信 令的协议栈鲐灞2 , 4 ，因为w c d m a 标准是在g s m 的基础上笈展静，圜既核心 网仍大量使用n o 7 号信令，如g 口( v l r f r j m a p 接口) 、d ( m s cs e r v e r 和 h l r 秘m a p 搂嗣) ，瓣疆整蠲嗣释静耱议棱。 南京l | 1 | ；l u 人学硕l ：4 0 1 究生学位论嶷 销一带w c d m a 系统论述 鹫2 ，n o 7 售令耪议我说馥潮 m c 弱：r 4 舨本薪葶| 入翡m s cs e r v e r 与m g w 闻接日，使翔h 2 4 8 协议， 也叫网关控制协议( gc p ：g a t e w a yc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) 。它用于命令承载的建 立葶瓣攘裁霞予m g w 豹逡壤资嚣，絮嚣声箨露l 器，逶海发送羧蔽器，绫瓣鹞器 ( t r a n s c o d e r ) 和数据传输接口( d t i ；d a t at r a n s m i s s i o ni n t e r f a c e ) 。h 2 4 8 协 议终为( g ) m s cs e r v e r 与m g w 淘豹标准接弱熬协议，挺供t ( g ) m s c s e r v e r 在呼 叫她理过程中控制m g w 中各类传输方式( 1p a t m t d m ) 的静态及动态 资源的能力( 包括终端爝性、终端连接交换荚系及其承载的媒体流) ；提供了独 立予呼口q 的mgw 状态维护与管理能力。该协议消息编码采阁a s n 1 成文本 方式，底层传输机制将采用m t p 3 b ( 基于a t m 的倍令传输) 或s c t p ( 基于 i p 静信令传输) 为箕摄供协菠承藏。 n c 口：m s cs e r v e r 间接口。主隳用来建立局间承激。可使用协议有两秣： 舢b i c c ( b e a r e ri n d e p e n d e n tc a l lc o n t r 0 1 ) ：承载独立呼叫控制协议。b i c c 协 议主要为u m t s g s m 的窄带电鼹域、业务掇供独立予用户匿承裁技术及控裁瑟 信令传输技术的局侧呼叫控制能力，如b 譬码和业务需求。此外，b i c c 新增 的“应用信息传输”( a p m ) 机制使得n c 接口两端的呼q 控制节点问可以q 交 南京邮f u 人学硕l ：l o f 究生学位论业 第常w c d m a 系统论述 互系簸相关静倍惠：包括承载遗簸、连接参考、承载特性、承载建立方式及支持 的c o d e c 列袭等，如所选的m g wi d 号给下继的s e r v e r 用于mgw 选择和承 载豹建立。 b ) 局俺j 承裁控制协议：m g w 问的承裁，由i t u t 标准用于承载控制。 如鬃核心网络使用stm 技术，羽使臻括准豹窄带s u p 、t u p 用于承载控制。 如果使用a t m 作为承载。则使用q 。a a l2 。 m s cs e r v e r 和m g w 之湖的h 2 4 8 信令使鞠i p 传输。其谴信令，如b i c c 、m a p 、c ap 、i s u p 、t u p 都可使用两种方式 传统8s7 方式，可重 嗣s s 7 信令黼；狰方式，这耱方式信令慧簧s g w ( 信令潮笑) 的楚瑷，信 令网关有内置和独立两种，内鼹的s g w 瓶接在ms cse r v e r 或m g w 中，独立s g w 镬薅麓3 u a s t c p i p 方式。 2 4 媒体阉关的灵活接续 2 。4 ，1m g w 采用l p 瞬状连接时的呼喊模型 现在r 4 版本设备组网中，翻为控制和承载分离使得m s cs e r v e r 的大容量集 中控制更为方便，组嬲瓣般为一个大容纛m s c8 e v e l 连接多个分数务她黪 m g w 。 围隽l p 设螯的广泛瘦鼹，l p 连接方式煲为方便，楣同黪溅量下成本雯低， 因此m g w 墩裁间大多使用1 p 谶接，而且使用1 p 造接可以便同m s cs e r v e r 下的m g w 网状连接，使褥一个h 乎口q 在同一m s cs e r v e r 下最多只需穿过2 个 m g w 。根嚣一个呼口q 在一个m s cs e r v e r 中穿越的m g w 数目的不同，已经实现 了两种不同的呼叫模型。 a ) i a 孵州模型 呼叫链只对应一个c o n t e x t 的情况：呼q 在一个m g w 内部实现模块设计。 一个呼口q 避獠只控制个终端，翔图2 5 所示。 南京i | 1 1 ；i u 人学颂i 甜究生学位饿史 第一带w c d m a 骶统论述 漫：e ，d ，e 方可戆存在，龟哥怒不存燕。 幽2 5i a 孵叫模型 b ) 2 b 呼叫模型 浮l 键只对应嚣拿c o n t e x t 懿瀵嚣：浮朝在嚣拿m g w 蠹突蕊，冀串一令殍 叫进程同1 a 呼叫模型中的呼叫j 藏程，另个呼叫进程除了控制接入侧的接入终 璇终，还羲簧控制m g w 越n b 瓣貔耀个终溃，| 霹时建立n b 翻承载，黠这个控 制了3 个终端的呼叫进程而言，称为2 b 呼叫模型。如图2 6 所示。 注：c ，d ，e 秀可麓存在，电可艉不存盎。 蹦2 62 b 吁叫模荆 南糸邮i u 人学坝i + 科究生学位论文笫二带w c d m a 系统论述 2 4 2m g w 灵活接续的提出 w c d m a 在实际的皮用中，阂为国情的不同，客户为了利用本地大爨匏传统 t d m 传输线路，提出使用局内m g w 问使用t d m 承载，这使得网状滤接几乎 不w 能。这样在实际缎网中，不能保证任意2 个m g w 间都有虞联的话路承载。 困魏警一个话路承载我不簿的m g w 上时，可能还需要通过第3 个m g w 中转 汇按。这对原本建立柱i p 承载网状连接基础上的s e r v e r 呼叫控制和移动性管理 功穗疆交了耨匏需求。疑俸要求核心霸在楚瑾浮秘、窃换豹逡程中： 支持m g w 阿t d m 类型话路承载的建立 一个m s c s e r v e r 可戳管理多个m g w ，这样一个话路承载可髓在不嗣豹m g w 上，需要建立2 个m g w 间的话路承载，目前话路承载类型有t d m 、i p 、a t m 三耪，系统中叠| 经支持2 个m g w 阍t p 、a t m 类墅话路承载瀚建立。懿鬟支持 2 个m g w 间t d m 类型话路承载的建立。 支耨m g w 靛落路承载汇接功能 如图2 7 ，如果两个移动台分别连接在r n c l 和r n c 3 上，二者发起呼叫， 戮为m g w l 到m g w 3 之淘浚肖宣联静妊粹，承载必需经过汇接m g w ，形戒 m g w l 一汇接m g w i 2 一端局m g w 3 的呼叫键。在一个m s c 下穿越3 个 m g w 熬蜉躐器要鬻懿孵列模登柬实现。 注：m s c s 鹾对控制所有m g w 幽2 7m g w 间一级汇接布局示意幽 南京邮电人学钡l ：研究生学位论史第一二章w c d m a 系统论述 如果两个移动台分别连接在r n c l 和r n c 3 上，二者发起呼叫后，因为m g w l 到m g w 3 之日j 没有直联的拓扑，承载必需经过汇接m g w ，形成m g w l 一汇 接m g w t 2 一端局m g w 3 的呼叫链。在一个m s c 下穿越3 个m g w 的呼叫 需要新的呼叫模型来实现。 支持m g w 问多种拓扑的优选 由于汇接m g w 的存在，两个m g w 问的话路承载就可能存在直联、汇接多 种拓扑关系，系统应该可以根据一定策略来选择使用不同连接方式。 商京邮i b 人学倾i 叭究生学位论文 第三带媒体i 旬9 关戚活接续对训换的j ；| 耋响 第三章媒体网关灵活接续对切换的影响 3 1 灵活接续实现的基础 从第二章描述的可以看出，实现媒体网关灵活接续，首先需实现在一个m s c 下穿越3 个m g w 鲍孵叫模型，磐提供对n b 口t d m 承载的支持，名+ 8 9 满是灵 活接续提出的各种要求。 3 1 13 c 呼叫模数的实现 提出灵嚣接续爱，在实际组麟孛，不煺保涯任意2 个m g w 越舔蠢藏联兹话 路承载。因此搬一个话路承载在不同的m g w 上时，可能还需要通过第3 个m g w 中转汇接，这辫要一种新的呼q 模型，我们称之为3 c 楼型。从中可以抽象蹴3 c 模 型的结构如阉3 1 所示。其中的半呼叫实体c c b 控制了t i t s 的五个终端，这 种方式被称作3 c 模型。接近t 6 的t l t 2 段称为主承载( m a s t e rb e a r ) ，t 3 t 4 段刘称为辅溉承载( a u x i l i a r y b e a r ) 。其中在切抉模块中t 6 称为对瑞终端，各承 载中靠近t 6 的终端称为主终端，如t 1 ，t 3 分别称为主承载的主终端和辅助承载 翻熹三终端。各承载中豹嚣一个终端称为辕赣终臻。彳s 毽为是帮r n c 连接礁备接 入u e 的终端被称为按入终端。 廷霉爨鸯半殍翻袋强m c c ( 露g l 控鸯1 ) 、h o 切换判决一 切换执行一 新的 溅爨控铡。切换控制阶段由网络通过发送测量接割消愚告诉u e 避行测璧抟参数， 在测量报告阶段，u e 给网络发送测量报街消息。在切换判决阶段，网络( 主要 是r n c ) 根掇测量报嚣作出切换的判断。在切换执行阶段。r n c 和网络走相应 倍令流程，并根据信令作出相成动作。 南京i n i u 人学坝i 州究生学位论嶷 第= 茚= 媒体嗍关炙浦接续对训换的蟛响 3 2 1 切换种类 a ) 软切换，鼹软切换，硬切换( 按照无线侧连接建立释放顺廖分类) ： 软切换指移动台切换过程中同时保梅与两个蘩站之间的通信的切换。软 切换仪仅能运嗣于具有相同频率的c d m a 信i ：馥之间 芟软切换是指发生在同一n o d e b 礁，分级偿母在n o d e b 骰爨大增益 比合并的切换。 疆翻换雹菇目籁，霁颂秘系统闯三耱 鸯凝。撂切换过程中移韵台先甥蓊 与当时綦站的通信，然后在心得基站介入。 爨要注意：软切抉怒露频闽魏锈换，毽爱羁频淄鹣锈换并不都是软切换。如 果目标小区与原来小区嗣频，但是属于不同r n c ，耐且r n c 之间不存在i u r 接 口，戟会发生l 薅额硬切换。 在切换的过程中，擞软切换绒在一个r n c 内的软切换，怒在r n c 内部实 现的，弗不用核心网的参与。其余发生在不同r n c 之间、不同的m s c 之嘲， 不同系统闽静切换，郝需要核心黼参与控制切换得流稔。 b ) 按照切羧在核心溺中楚理流程豹不 蔼，一般多 为： 有电路切换和光电路切换( 按照切换时是否宵承载来分类) ：有电路切 换是攒覆簿舔邀毒亍戆过鬈中，震户瓣韵承载已经建立，这是最零凳魏甥 换。冤电路切换指呼叫还在接续的过程中，用户面的承栽还没建立，主