（通信与信息系统专业论文）终端重配置控制技术及系统设计.pdf

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：i p 与宽带网络技术 作者：陈巧玲 指导教师：糜正琨 题 目：终端重配置控制技术及系统实现 英文题目：t h ec o n t r o lt e c h n o l o g ya n ds y s t e mi m p l e m e n t a t i o no f t e r m i n a lr e c o n 6 9 u r a t i o n 主题词：端到端重配置，终端重配置，重配置管理器，公共导频信 道，控制技术 k e y w o r d s ：e n d t o e n dr e c o n f i g u r a b i l i t y , t e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o n ， r e c o n f i g u r a t i o nm a n a g e r , c o m m o np i l o tc h a n n e l ，c o n t r o l t e c h n o l o g y 南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 摘要 随着新的无线通信技术的不断推出，异构无线网络融合已成为通信业的研究热点。融 合可以在终端、网络、业务多个层面实现，其中终端融合的重要技术之一就是能灵活支持 多种无线接入技术的终端重配置。 论文总结笔者参与江苏省高科技项目“下一代泛在网络端到端重配置关键技术”的研 究心得，深入研究和探讨了采用嵌入式系统技术的可重配置终端的系统结构及控制技术。 论文首先概述端到端重配置的研究背景，简要介绍端到端重配置网络系统架构、本地 重配置管理器及公共导频信道的概念。然后，在分析终端重配置的三种应用场景之后，设 计了终端重配置控制协议。在此基础上，给出了采用s 3 c 2 4 1 0a r m 实现的终端重配置控 制系统的总体设计方案，设计了控制系统的接口模块、终端重配置触发机制及重配置详细 流程。最后，研究终端重配置控制系统的实现方案，给出系统的模块结构设计、各功能模 块详细的s d l 图及其c 语言软件设计。 本文提出的终端重配置系统结构和控制技术，使终端能根据具体使用场景、用户偏好 和网络情况灵活适配接入合适的无线网络，提高了终端适应能力，为实现异构网络的无缝 融合奠定了基础。 关键词：端到端重配置，终端重配置，重配置管理器，公共导频信道，控制技术 南京邮i 乜火学硕：l 研究生学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u o u se m e r g e n c eo fn e ww i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e s ，t h ei n t e g r a t i o no f h e t e r o g e n e o u sw i r e l e s sn e t w o r k sh a sb e c o m et h er e s e a r c hf o c u so fc o m m u n i c a t i o n si n d u s t r y i n t e g r a t i o n c a nb ea c h i e v e da t t e r m i n a l ，n e t w o r k o rs e r v i c el e v e l ，i nw h i c ht e r m i n a l r e c o n f i g u r a t i o ni so n eo ft h ei m p o r t a n tt e r m i n a lc o n v e r g e n c et e c h n o l o g i e sf l e x i b l ys u p p o r ti n g m u l t i p l ew i r e l e s sa c c e s st e c h n o l o g i e s t h et h e s i ss u m m a r i z e st h ea u t h o r sr e s e a r c he x p e r i e n c e sg a i n e di nj i a n g s up r o v i n c a lh i g h t e c h p r o j e c t ，r e s e a r c h o nt h e k e yt e c h n o l o g i e so fe 2 rf o ，n e x tg e n e r a t i o nu b i q u i t o u s c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s i tc o n d u c t sa ni n d e p t hi n v e s t i g a t i o no nt h ec o n t r o lt e c h n o l o g ya n d s y s t e md e s i g no ft e r m i n a lr e c o n f l g u r a t i o ni ne m b e d d e ds y s t e m s f i r s to fa l l ，a no v e r v i e wi sg i v e nt ot h es t a t u s o fe n d t o e n dr e c o n f i g u r a b i l i t y ( e 2 r ) t e c h n o l o g y d e v e l o p m e n t ，t h es y s t e ma r c h i t e c t u r e o fe 2 rn e t w o r k ，a sw e l la st h e c o n c e p to fl o c a l r e c o n f i g u r a t i o nm a n a g e ra n dp u b l i cp i l o tc h a n n e l t h e n ，f o l l o w i n gt h ea n a l y s i so ft h r e e s c e n a r i o so ft e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o n ，t h et e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o nc o n t r o lp r o t o c o li sd e s i g n e d f u r t h u r m o r e ，d e t a i l e dd e s i g ni sp r o v i d e df o r t h et e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o nc o n t r o ls y s t e mu s i n g $ 3c 2 410a r m ，t h ec o n t r o ls y s t e mi n t e r f a c em o d u l e ，t h et e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o nt r i g g e r i n g m e c h a n i s ma n dr e c o n f i g u r a t i o np r o c e s s e s f i n a l l y ，as t u d yi sc o n d u c t e do ft h ei m p l e m e n t a t i o n t e c h n o l o g yo ft e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o nc o n t r o ls y s t e m ，i n c l u d i n gm o d u l a rs t r u c t u r ed e s i g no f s y s t e m ，d e t a i l e ds d ld e s i g no fe a c hm o d u l ea n dt h e i rs o f t w a r ed e s i g ni ncl a n g u a g e t h ep r o p o s e dc o n t r o lt e c h n o l o g ya n ds y s t e md e s i g no ft e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o n g i v e sa n i n n o v a t i v ew a yt o f l e x i b l ya d a p tt e r m i n a l st ot h ea p p r o p r i a t ew i r e l e s sn e t w o r ka c c o r d i n gt o s p e c i f i cu s a g es c e n a r i o s ，u s e rp r e f e r e n c e s ，a n dn e t w o r kc o n d i t i o n s t h ew o r kh a se n h a n c e dt h e t e r m i n a l a d a p t i v i t yc a p a c i t y ，a n dl a i d as o l i df o u n d a t i o nf o rt h es e a m l e s si n t e g r a t i o no f h e t e r o g e n e o u sn e t w o r k s k e y w o r d s ：e n d t o e n dr e c o n f l g u r a b i l i t y ，t e r m i n a lr e c o n f i g u r a t i o n ，r e c o n 6 9 u r a t i o nm a n a g e r , c o m m o np i l o tc h a n n e l ，c o n t r o lt e c h n o l o g y l i 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 目录 摘 要i a b s t r a c t ：i i 第一章引言l 1 1 端到端重配置l 1 2 终端重配置1 1 3 论文主要内容及本人所做工作2 1 4 本章小结3 第二章端到端重配置管理体系4 2 1 端到端重配置系统架构4 2 2 端到端本地重配置管理器5 2 2 1 配置管理模块6 2 2 2 配置控制模块7 2 2 3 执行环境8 2 3 公共导频信道8 2 3 1 带外c p c 9 2 3 2 带内c p c 10 2 4 本章小结1 2， 第三章终端重配置控制协议设计1 3 3 1 终端重配置的应用场景1 3 3 1 1 开机应用场景1 3 五 3 1 2 切换应用场景1 4 3 1 3 更新应用场景1 7 3 2 终端重配置控制协议18 3 2 1 开机协议过程1 8 ， 3 2 2 切换协议过程2 1 3 2 3 更新协议过程2 3 3 3 协议消息2 4 3 3 1 控制消息2 5 3 3 2 业务消息2 5 3 4 本章小结2 6 第四章终端重配置控制系统接口及流程设计一2 7 4 1 终端重配置控制系统接口设计2 7 4 1 1 系统硬件结构2 7 4 1 2 控制系统与网络重配置管理器接口2 8 4 1 3 控制系统与用户交互界面接口2 9 4 1 4 控制系统与应用层接口2 9 4 1 5 控制系统与m a c 层接口2 9 4 1 6 控制系统与物理层接口3 0 4 2 终端重配置触发机制3l 4 2 1 终端切换重配置内部触发31 4 2 2 终端切换重配置外部触发3 2 i i i 南京邮电大学硕二i ：研究生学位论文目录 4 2 3 终端重配置触发事件设计一3 3 4 3 终端重配置流程设计3 3 4 3 1 开机配置流程3 4 4 3 2 切换重配置流程3 6 4 3 3 更新重配置流程3 7 4 3 4 重配置容错机制一3 8 4 4 本章小结3 8 第五章终端重配置控制系统软件实现：一4 0 5 1 终端最配置控制系统软件架构4 0 5 2 重配簧协调模块设计与实现4 l 5 2 1 协调模块状态机设计4 l 5 2 2 协调模块数据结构4 3 5 2 3 协调模块接口函数4 4 5 3 开机重配置功能模块一4 5 5 3 i 开机重配置状态机设计4 5 5 3 2 开机重配置数据结构一4 8 5 3 3 开机重配置接口函数5 0 5 4 切换重配置功能模块5l 5 4 1 切换重配置状态机设计一5l 5 4 2 切换重配置数据结构一5 5 5 4 3 切换重配置接口函数一5 7 5 5 更新重配置功能模块5 8 5 5 1 更新重配置状态机设计5 8 5 5 2 更新重配置数据结构6 l 5 5 3 更新重配置接口函数6 2 5 6 消息交互模块6 3 5 7 用户交互界面6 3 5 7 1 q t 简介6 3 5 7 2q t o p i a 简介6 5 5 7 3q t o p i a 裁剪6 5 5 7 4 用户界i 面实现6 6 5 8 终端重配置控制系统运行结果及分析6 8 5 9 本章小结7 2 结束语7 3 致谢7 4 参考文献7 5 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果7 8 i v 南京邮电大学硕上研究生学位论文第一章引“n 第一章引言 1 1 端到端重配置 重配置技术是指针对无线接入环境的异构性特点，以异构资源的最优化使用和用户对 业务的最优化体验为目标，综合可编程、可配置、可抽象的硬件环境以及模块化的软件设 计思想，使网络和终端具备支持多种接入技术，且可灵活适配的技术。端到端的概念是指 整个过程涉及从通信源端到目的端的各个环节，既包括用户终端的结构和功能设计，也包 括网络设备的重配置能力支持。端到端重配置的技术基础是软件无线电( s d r ，s o f t w a r e d e f i n e dr a d i o ) ，但强调的是系统的概念，其核心思想是对网络和终端可重配置能力的管 理和控制。 相对于软件无线电，端到端重配置的研究不局限于终端的重配置能力，而是扩展到对 重配置系统的研究。这种可重配置系统影响了从空中接口、网络控制实体直到业务平台的 整个网络架构，不仅为网络元素提供可重配置能力，还能提供一体化的重配置管理架构， 实现联合的无线资源管理和规划。端到端重配置技术包括终端重配置技术、网络重配置技 术和业务重配置技术。重配置技术的研究包括：终端和网络设备软件下载和无线接入技术 重配置、重配置的控制管理机制、异构网络的联合无线资源管理、动态频谱分配。相对于 传统的融合思路，端到端重配置技术具有更广泛的通用性和可扩展性。重配置环境下的终 端和网络设备具有灵活的软件下载和无线技术的重配置能力，用户可以根据终端所处的环 境和业务需要选择合适的无线接入技术，对于解决目前复杂的异构无线技术共存问题有重 要的意义。可重配置实体通过灵活配置和选择合适的接入技术，可以减少异构环境中可能 的系统干扰，并可缓解资源不足等问题。通过联合无线资源管理等技术，实现了对不同网 络资源的最优使用。 重配置系统不仅包括终端使用的无线接入技术( r a t , r a d i oa c c e s st e c h n o l o g y ) 重配 置，还包括基站、a p 、频谱等网络资源的重配置。基站或a p 可根据运营商的需要，配 置支持不同的r a t ；r a t 使用的频谱也是可变的，运营商可以根据网络负载等条件改变 r a t 所使用的频谱。终端移动性以及各种资源的可重配置，需要在现有的网络上增加重 配置管理功能，对终端及网络的重配置进行控制管理，本论文主要讨论终端重配置控制和 管理技术。 1 2 终端重配置 在可重配置系统中，终端可以根据用户偏好、当前网络质量等条件配置接入最合适的 网络；当用户移动时，可根据目的地的可用网络进行重配置。 1 南京邮乜大学硕i - l 形f 多e 生学位论文 第章引言 终端重配置主要有三种应用场景：开机重配置、连接状态下的切换重配置和更新重配 置。开机重配置是指当终端开机入网不成功时，重配置到可用r a t 的过程。切换重配置 有两种情况，一是当上下文环境发生变化时，根据用户偏好设置、终端性能选择另一更合 适的接入技术，从而实现多模终端的动态控制，该情况下可能要对m a c 协议栈和物理层 的相应软件模块进行替换；切换重配置另外一种情况，是终端使用的r a t 不变，只改变 其参数配置( 例如，将8 0 2 1 6 物理层的调制方式从q p s k 配置成1 6 q a m ) ，从而改变相 应的性能。更新重配置属于局部重配置，终端工作的r a t 并没有改变，只是对其中的功 能模块进行升级( 例如，调整模块的功能) ，或者针对软件漏洞打补丁。 终端r a t 切换重配冠一般控制管理过程是： 当有重配置触发事件发生时，可用无线接入技术的监视和发现； 重配置候选接入技术的协商和选择； 重配置决策； 软件下载； 重配置软件安装； 位置更新。 终端需要检测当前接入技术的链路状况、服务质量( q o s ：q u a l i t yo fs e r v i c e ) 性能， 以及其它可用的无线接入技术及其性能。如果终端能够自动完成频谱的检测，那么可用无 线接入技术的发现则由终端完成，如果终端没有足够的信息来完成频谱的检测，网络将提 供这部分信息。协商和选择阶段包括业务协商、网络能力协商和终端能力协商，根据协商 的结果对监视和发现阶段获知的接入技术进行过滤，选择合适的候选接入技术。终端重配 置控制器将候选的接入技术发送给网络重配置管理服务器，网络重配置管理服务器判断候 选接入技术是否可行，之后把判断结果发送给终端。终端将网络侧的评估结果输入到决策 制定算法中，由这个算法来确定此次重配置是否可行。当决定发起重配置时，首先查询所 需的配置软件是否存在，如果不存在则请求从网络侧的软件存储器下载。当所需的软件已 经存在，或者已经下载完毕，则发起重配置安装过程。位置更新阶段的目的是在重配置过 程中支持终端的移动性。 1 3 论文主要内容及本人所做工作 本论文课题研究源于江苏省工业高技术研究项目“下一代泛在通信网络端到端重配置 关键技术研究”。通过调研国内外相关项目的研究成果，设计了终端重配置的控制协议， 并在1 主t s 3 c 2 4 1 0a r m 9 、t m s 3 2 0 c 5 4 1 0d s p 、e p 2 c 7 0f p g a 和l q 6 1 d 1 3 3 液晶显示屏构成 2 南京邮电人学顺l ：研究生学位论文 第一章引言 的硬件平台上给出重配簧控制器的实现方案，设计了终端重配置控制器的软件模块，用c 语言编程实现，并完成了联合调试。 论文第二章简要介绍了端到端重配簧的网络系统架构、本地重配冠管理器及公共导频 信道的概念。第三章分析了终端重配置的- - q , 应用场景，在此基础上，设计终端重配置的 控制协议，并定义了协议控制消息和业务消息的格式。第四章首先给出了采用$ 3 c 2 4 1 0 a r m 实现的终端重配置控制系统的硬件结构和控制系统的接口模块，然后设计了终端重配 置触发机制，最后给出了终端重配置三种应用的详细重配置流程及重配置的容错机制。第 五章首先设计了终端重配置控制系统的软件实现架构，给出了各功能模块详细的s d l 图、 数据结构和接1 2 1 函数，q t o p i a 系统的裁剪，实现了终端重配置控制系统软件，最后，设计 了联合调试连接图和测试用例，对终端重配簧控制系统进行了调试和测试。 本人主要完成三项关键工作：和项目组其他成员共同设计了终端重配置控制协议，独 立完成了终端重配置控制系统及流程设计，独立完成了重配置控制系统的软件实现。 1 4 本章小结 移动通信技术发展迅速，新的无线通信技术和标准层出不穷。在移动通信环境中，多 种异构的移动通信技术并存将是一个显著的特点，这主要是由开放的移动通信市场环境和 快速的技术发展等因素决定的。异构移动通信技术并存在某种程度上促进了移动通信的发 展，并在一定程度上满足了广大用户不断提高的业务数量和质量的要求。为了使用户能在 这样的应用环境中自由漫游和无缝切换，就提出了异构无线接入技术间的互通和融合问 题。融合可以在终端、网络、业务多个层面实现，最为关键的就是能灵活支持多种无线技 术的终端重配置。 本章简要介绍了端到端重配置概念、终端重配置的内容以及论文的主要工作。本文提 出的终端重配置控制技术，改变了当前一种终端只能支持一科s 接入技术或只能支持预先配 置好的有限种接入技术( 多模) 的情况，使终端能动态配置接入技术，具备支持多种接入 技术的能力，并能根据具体使用场景、用户偏好、网络情况等灵活适配到合适的接入技术 网络中，同时，通过更新重配置应用，厂商在对产品的功能进行升级的同时减少了对产品 进行召回和退货的可能性，实现动态错误修正，提高了终端的适应能力，为实现异构网络 的无缝融合奠定了基础。 南京邮电大学硕_ 上研究生学位论文第二章端到端重配置管理体系 第二章端到端重配置管理体系 2 1 端到端重配置系统架构 本世纪初由国际上主要制造商、运营商、研究机构和大学联合成立的世界无线研究论 坛( w w r f , w o r l dw i r e l e s sr e s e a r c hf o r u m ) 专门设立了重配置工作组，研究未来b 3 g 无 线通信框架下重配置系统商业模型。欧共体于第5 框架研究计划( f p 5 ) 内设立了多个与 重配置相关的研究项目，从各个方面探讨b 3 g 应用背景下的终端重配置技术概念、应用 可能性及其对通信业的影响。在重配置网络架构的研究方面，t r u s t 项目定义了完整的 重配置管理架构；m o b i l ev c e 项目提出了重配簧管理体系的架构。虽然影响较大的几种 重配置体系架构因为设计目标和完成时间不同，差异明显，然而这些体系结构仍具有一些 共通的设计思路和原则，如不同架构都以支持终端侧的重配置行为的管理和控制为目标， 都基于管理和控制相分离的思想，都具有类似的功能构成。 上述项目研究肯定了重配置系统的发展方向后，欧共体在2 0 0 4 年启动的f p 6 中设立 了集成研究项目“端到端重配置”( e 2 r ，e n d t o e n dr e c o n 6 9 u r a b i l i t y ) 。e 2 r 研究的具体 目标是构造由重配置设备和相关的发现、控制及管理机制共同构成的完整的重配置体系， 实现系统的可重配置性。为了实现重配置能力的可管理、可配置要求，定义完整的管理框 架、完善的交互流程和接口以及联合无线资源管理和频谱管理机制是必要的。e 2 r 有以 下3 个重要的研究内容：端到端重配置的体系结构，端到端重配置的资源管理，端到端重 配置的空中接口实现。e 2 r 提出的重配置管理平面( i wp ，r e c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t p l a n e ) 对整个管理功能做了较全面的阐述。 支持e 2 r 的体系结构，其目标是在物理结构中为网络部署定义相关的功能实体，同 时和传统控制、管理和用户数据平面互通。图2 1 是e 2 r 的体系结构图，描述了与协议 模型分层原则相关的逻辑功能，将协议结构分为3 个分层子系统，分别是传输网络层、无 线网络层和系统网络层。有类似功能的实体包括在同一层中，每一层的协议可在多个接口 间操作，也可以根据它们提供的机制组合在一起并实现互通。这些逻辑实体被扩展到多个 网络节点中去，形成一系列协议机制，并对系统范围内公共功能的分布式执行起到重要作 用【l 】o 4 南京邮电大学硕上研究生学位论文 第二章端到端重配置管理体系 移动终端 基站无线接入网核心网i p 多媒体子系统 系统 网络层 无线 网络层 传输 网络层 图2 1e 2 r 的体系结构图 r m p 主要提供两方面的管理：一方面是应用和业务，另一方面是终端和网络设备。 嚣 具体包括面管理功能和层管理功能。其中面管理功能包括：上下文管理、信息管理、重配 。 置标记管理、策略提供、重配置管理、软件下载管理、业务提供等。层管理功能主要是操 作和维护( o & m ) 功能，包括：以应用、服务、内容和用户为中心的功能、与具体操作 系统相关的功能、以网络为中心的功能、以无线接入技术为中心的功能、与具体设备相关 的功能【2 】。r m p 可分为两个功能实体：本地重配置管理器( l r m ，l o c a lr e c o n f i g u r a t i o n m a n a g e r ) 和重配置支持功能( r sf ，r e c o n f i g u r a t i o ns u p p o r tf u n c t i o n ) 。l r m 位于移动终端和 旱 基站，负责完成从应用层、无线网络层直到基带调制解调器和硬件等各层协议和软件的重 配置管理。r s f 分散在各网络节点，负责处理终端和网络之间的信息交互，协调整个e 2 r 过程，并提供必要的资源，在我们项目的原型系统中，将其统称为重配置管理服务器。 2 2 端到端本地重配置管理器 在多种无线接入技术共存的环境下，重配置技术为设备( 终端和网元) 动态选择并适 配最佳r a t 提供了可行的机制。r a t 选择不局限于终端预装的r a t 种类，还支持动态下 载和软件现场安装。为了管理控制设备的重配置，需要有一个设备重配置管理实体，称之 为端到端本地重配置管理器。 本地重配置管理器的管理功能实体包括：配置管理模块( c m m ，c o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n tm o d u l e ) 、配置控制模块( c c m ，c o n f i g u r n i o nc o n t r o lm o d u l e ) 和执行环境 ( e x e n v ，e x e c u t ee n v i r o n m e n t ) 。 丐 罔门剧 南京邮电大学硕上研究生学位论文第二章端到端重 配置管理模块：依据语义、协议和眄己置数据模型( 可能存储在重配置分布数据库系统 中) 管理重配置进程。 配置控制模块：负责控制和监视重配置的执行，通过给定层或给定执行环境的特定命 令角虫发器和功能实现。配置控制模块主要考虑三层：应用层，协议栈层( l 2 一l 4 ) 和物理 层( l 1 ) 。 执行环境：通过统一的接口支持c m m 和c c m 在设备重配置中的应用。 2 2 1 配置管理模块 配黄管理模块( c m m ) 负责管理分布式的控制器，用来初始化、协调不同的重配置 功能，如监控和发现、软件下载、模式选择和转换、安全等。 c m m 包括以下功能模块： 配置文件模块( c m mp r o d ：该模块提供关于应用、用户等级、设备等级侑皂力 和配置数据模型的配置信息。配置文件模块管理配置的存储，并为其他模块提供 配置信息。 监视和发现模块( c m mm d ) ：获取配置控制模块采集的数据并进行评估。监视 当前使用的无线接入网络情况，发现新的可用无线接入网络并获取设备所处环境 的上下文信息。 协商和选择模块( c m mn s ) ：对各种可用无线接入技术进行协商，并选择一种 最合适的重配置模式。协商的功能是优化参数。选择的过程要综合考虑用户和设 备的配置，以及和网络侧协商的结果。用户信息包括签约业务、业务q o s 水平、 费用水平等信息；网络信息包括接入技术支持的业务、提供的q o s 水平和相应 的费用信息。 下载模块( c m md w n l d ) ：这个模块负责管理下载过程，为重配置协议部件或软 件模块的下载提供支持。下载的内容可以是整个协议功能，也可以仅是一个参数。 下载过程可以由网络发起也可以由终端发起。 安全模块( c m ms e c ) ：这个模块为各个层次的重配置过程提供安全功能。安全 模块与网络侧的重配置管理平面有关实体进行交互，通过系统级的授权认证，支 持网络安全连接的建立。此外传送的数据和消息也要进行加解密。c m ms e c 与 需要提供安全支持的其它c m m 模块进行通信。 决策制定和策略执行模块( c m md m p ) ：通过与网络侧进行交互，为重配置过 程的判决提供信息和机制，支持上下文和策略的管理。c m m d m p 为c m m n s 南京邮l 毡人学硕士研究生学位论义第二章端到端重配置管理体系 模块提供无线接入技术的有关策略，协调重配置的最后执行。同时，c m md m p 负责软件下载决策。下载软件的选择是根据从c m mp r o f 和网络中获得的信息， 以及c m mn s 协商的结果，通过一系列的算法决定的。 安装模块( c m mi n s t ) ：通过与c m md w n l d 和c m md m p 功能实体的交互， 提供软件配置和部署的方法。配置部署包括新配置的确认、安装、以及旧配置到 新配置的转换。c m mi n s t 包含回退功能，当新配置安装失败时可以退回到前一 稳定配置状态。 支持网络业务的接口( c m mi f n s s ) ：c m mi f n s s 模块是c m m 其它模块与网络 侧交互的接口。向网络侧发送c m m 模块的请求，并向相应的c m m 模块传送网 络侧的响应。当设备处于空闲状态时，c m mi f n s s 模块负责网络侧发起的重配 置和其他业务。该模块从网络侧接收消息，激活其它模块的重配置过程或终端的 其它活动。网络侧将重配置命令和必要信息传到c m m ，协助完成重配置决策。 事件处理模块( c m me v n t ) ：该实体协调不同的重配置触发器，这些触发器通 过相应的配置控制模块激活重配置的调度和执行过程。c m me v n t 从c c m s 接收 消息和触发事件并将它们送到相应的c m m 子模块进行处理。c m m 子模块与不 同c c m s 之间的通信都要通过c m me v n t 模块，不能直接进行。 2 2 2 配置控制模块 配置控制模块( c c m ) 负责发起、协调并执行具体的重配置操作。 c c m 包括下列功能模块： 配置控制模块应用层( c c ma p ) ：提供c m m 与应用层之间的接口，激发 并执行应用层的重配置。通信双方的鉴权、业务质量的认证、用户鉴权和保密性 以及数据结构的任何限制都在应用层定义。同时该接口负责应用层软件的监视和 安装。 配置控制模块协议栈( c c mp s ) ：提供c m m 与协议栈的接口，负责控制 协议栈的重配置。c c mp s 对模块间交互操作和绑定能力作出评估，为协议层提 供必要的功能支持，实现协议栈的重配置。 配置控制模块可重配置物理层( c c mr m ) ：提供c m m 与物理层资源之间 的接口。c c mr m 负责管理实时性要求很高的功能块，控制一系列不同的资源， 如可重配置逻辑等。 配置控制模块执行环境( c c me e ) ：提供c m m 与执行环境的接口。该接 7 南京邮电大学硕l 研究生学位论文第二章端到端重配置管理休系 e l 为环境资源的监视、安装顺序的安排、以及软件的删除和安装提供支持。 2 2 - 3 执行环境 执行环境( g x g n v ) 为设备重配置管理器提供统一的接口，并为动态、可靠、安全地 执行设备操作提供基本的机制和方法，帮助完成重配置的操作。e x e n v 为设备的配置管理 和控制提供了一个平台。重配置设备内的e x e n v ( 或者多重环境) 可以根据特定上下文和 场景，调整性能、安全和资源利用率，使整个设备的运行达到最佳。 2 3 公共导频信道 在异构网络并存的情况下，各个国家和地区对于r a t 和业务需求的差异，会导致频 谱的分配方案各不相同。尤其是采用动态频谱分配( d s a ，d y n a m i cs p e c t r u m a l l o c a t i o n ) 使频谱分布具有不确定性。在上电开机时，终端不能确定在此时此地能够使用的r a t 以 及相应频点等参数；终端连接时的切换重配置，也需要实时获墩可用的r a t 相关信息。 为了避免在全部的频谱范围内扫描，简化接入网络的过程，节省电池能量消耗，终端应能 监听一个包含必需信息的广播信道，称之为公共导频信道( c p c ，c o m m o np i l o tc h a n n e l ) 。 c p c 包括两种：带外c p c 和带内c p c i 引1 公共导频信道是未来异构网络技术实用的关键技术之，是e 2 r 和w w r f 的研究热 点，对于终端在异构环境下的网络感知、网络选择和动态实时软件下载都起到非常重要的 支撑作用。当前，在e 2 ri i 项目中，正在开展c p c 标准化工作【4 】o 在端到端重配置环境下，无论终端在何地，都应能监听到c p c ，因此不仅需要一个 可以实现大范围广播的技术支持，而且需要为c p c 提供一个全球统一的频率，使终端能 随时随地接入c p c 网络。 一个区域一般都有多个运营商，每个运营商可以提供一种或多种r a t 来满足用户需 要，每种r a t 都被分配一个对应的广播信道，因此c p c 广播内容应包括区域信息、该区 域内的运营商信息、及运营商所提供的r a t 信息。这样，可将c p c 分成三级结构：区域 级c p c ( c c p c ) 、运营商级c p c ( o c p c ) 和网络级c p c 。 一个c p c 广播信道的覆盖范围很广，可以包括多个基站和热点，可将覆盖区域划分 成许多网格，如图2 2 所示。网格尺寸不一定要规范化，可以与当地实际情况相一致。每 个网格中广播本网格中的运营商信息、可接入的r a t s 信息以及相应的接入频率，各网格 的信息可通过广播信道循环广播。给覆盖范围内的每个网格进行编号，在c p c 的起始帧 中加入网格编号信息，终端利用定位系统得到所在网格的编号后，与监听到的c p c 起始 帧中的网格编号进行比较，获取自己所在网格的c p c 信息。广播信息格式为： r 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章端到端重配置管理体系 网格i ： 运营商0 1 ： 接入技术t l ，频率f i t ，1 ) ； 接入技术t 2 ，频率丘，l ，2 ) 】 运营商0 2 ： 接入技术t 1 ，频率f i , 2 ，1 ) ； 接入技术t 2 ，频率f i , 2 ，2 终端可以据此建立与运营商和网络的连接，如果用户已经订购了一个特定运营商的服 务，可以在网格提供的表单中先找到该运营商，然后根据该运营商提供的接入技术、接入 频率的信息接入相应的网络。 由于c p c 的带宽有限，需要限制每个运营商可以广播的信息的数量以及一个网格内 可以广播的r a t s 数量。运营商可以根据不同的策略，如各网络负载平衡，来选择合适的 r a t s 进行广播，这些策略由运营商自行决定，可以不公开。 b c p c 轰 训a r 淄e a “唱，7 二旦一。、，7 j、 ：j 夕勿形钐 产 、 i 仪 m e s h o p e r a t o rt e c h n o l o g y f r e q u e n c y d ， 力 彝1 ，1 n o 7 2 ，1 1 2 詈 m i 暑 n 五2 。l o 0 2 5 t 2 再2 2 卜口 = o t l 】j i 。i n d ， 7 2 f l ，2 ， o m j n 五2 i 卫 0 2 n j j 2 2 图2 2 网格以及网格内容示意图 2 3 1 带外c p c 带外c p c 主要用于终端刚开机时的网络选择。如果终端移动到一个新的区域，之前 所使用的r a t 在该环境下不可用，或者r a t 改变其之前所使用的频率，那么就要利用带 外c p c 将终端配置到合适的r a t 和频段。带外c p c 可作为一项公共基础设施，由主管 9 南京邮电人学硕士研究生学位论文第二章端到端莲配置管理体系 部门维护，包含运营商提供的网络基本信息，但不涉及运营商的策略，所含的信息有限。 由于终端的多样性，要使所有的终端埘p 阳h 匕| 匕l l 阪x i 听到带外c p c 信息，要求