（计算机应用技术专业论文）3gr4网络中业务结点的设计与实现.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，除了文中特别加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 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 日期：衄兰：翌 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：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书 本人签名：函盍蜂 日期：厶兰：丝 导师签名： 北京邮电大学硕士论文 3 0 - r 4 网络中业务结点的设计与实现 3 0 - r 4 网络中业务结点的设计与实现 摘要 随着移动增值业务的发展，人们已经不能满足于单纯的语音业务 或者单纯的数据业务。包含语音，视频，数据在内的多媒体业务必然 是移动增值业务的一个发展方向。 第三代移动通信( 3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，简称3 g 1 在中国的进程，不仅是通信业界的热点。也是人们日常谈论最多的话 题之一。3 g p p ( 3 r dg 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 ) 作为移动通信领域内 的国际化标准组织，已经颁布了r 9 9 ，r 4 ，r 5 ，r 6 四个标准。在4 个版本的标准中r 4 不论从理论角度还是从实际应用角度都要相对成 熟，因此如何在r 4 网络中建设一个多媒体业务的提供平台便成为了 由2 g 到3 g 的过渡时期亟需解决的问题。 在2 g 网络中，移动增值业务可以通过业务结点( 在w i n 中定义) 来提供，在3 g r 4 网络中可以利用现网的设备资源，对2 g 业务结点 进行改造来实现一个多媒体业务的提供平台，即通过3 g r 4 网络的 业务结点来实现多媒体业务。 本文即以3 g r 4 网络为背景，设计并实现了一种r 4 网络中的业务 结点，文章的组织结构如下：第一章绪论部分首先介绍了3 g 的概念、 特征和体系结构，然后介绍了2 g 中业务结点的基本概念以及基于业 务结点实现的彩铃业务，最后介绍了多媒体业务的基本概念以及在 r 4 网络中的实现方案。第二章介绍了3 g - r 4 网络中应用到的一些标 准协议，包括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 ) 协议，h 2 4 8 协议， r t p ( r e a l - t i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) 协议，i u u p ( i ui n t e r f a c eu s e rp l a n e ) 协议以及3 g 3 2 4 m 协议族。第三章首先提出了业务结点的设计目标 和实现途径，在随后的总体设计中应用分层的思想将业务结点划分为 呼叫控制层和承载层两个层次，然后从物理结构上将业务结点分成控 制节点( c n ) 和资源节点( r n ) ，最后对软件结构进行了概要设计，将业 务结点划分为7 个子系统，分别为：业务表示与解析子系统，b i c c 呼叫过程控制子系统，b i c c 消息解析子系统，资源控制子系统，资 源处理子系统，承载层协议适配子系统，运行维护子系统。第四章是 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 i 3 ( 3 r 4 网络中业务结点的设计与实现 业务结点的详细设计与实现，分别介绍了业务结点中7 个子系统的详 细设计与实现。第五章总结当前进展，并列出下一步的工作。 关键词：第三代移动通信i h 网络( 3 g p p 组织颁布的i h 标准 中的核心网组网建议)业务结点 b i c c ( b e a r e ri n d e p e n d e n tc a l l c o n t r 0 1 )媒体控制协议 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 t h ed e s i g na n di 巴l e 匝n 砌o no f s e r c en o d e 叮3 g r 4n e t w o r k a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fv a l u e a d d e ds e r v i c e p e o p l ew i l ln ol o n g e r b es a t i s f i e dw i t ht h ed a t a o n l ys e r v i c eo rv o i c e - o n l ys e r v i c e m u l t i m e d i a s e r v i c ew i l lb eat e n d e n c yo fe v o l u t i o n t h es c h e d u l eo ft h e3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ( 3 g ) i n c h i n ai sn o to n l yt h eh o t s p o to ft e l e c o mf i e l d b u ta l s oo n eo ft h em o s t p o p u l a rt o p i c s i np e o p l e s d a i l y l i f e a so n eo ft h ei n t e r n a t i o n a l o r g a n i z a t i o n sw h oa r ee n g a g e di nt h es t a n d a r d i z a t i o nj o b s a n do f f e r i m p l e m e n t a r ys t a n d a r d sa n dr e s e a r c hr e p o r t sw o d d w i d e 。3 g p ph a s r e l e a s e d4s t a n d a r d s ：r 9 9 ，r 4 ，r 5 ，r 6 a m o n gt h o s es t a n d a r d s ，r 4s t a n d a r d i sm a t u r e di nb o t ht h e o r ya n dp r a c t i c e s oh o wt ob u i l dap l a t f o r m p r o v i d i n gm u l t i m e d i as e r v i c e si n3 g 1 n e t w o r ki sw h a tw es h o u l db e c o n c e r n e da b o u ti nt h ee v o l u t i o nf r o m2 gt o3 g i n2 gn e t w o r k , o n eo ft h ew a yt op r o v i d ev a l u e a d d e ds e r v i c ei s s e r v i c en o d e i nt h ef u t u r e3 g r 4n e t w o r k , am u l t i m e d i as e r v i c ep l a t f o r i l l c a l lb eb u i l du pt h r o u g ht h er e b u i l d i n go ft h es e r v i c en o d ei n2 gn e t w o r k t h i st h e s i sm a k e sad e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h es e r v i c en o d eo n t h eb a c k g r o u n do ft h ef u t u r e3 g r 4n e t w o r k t h ea r t i c l ei so r g a n i z e da s f o l l o w s ：t h ef i r s tc h a p t e ri n t r o d u c e st h ec o n c e p t ，f e a t u r ea n dn e t w o r k a r c h i t e c t u r eo f3 4t h e na l li n t r o d u c t i o no ft h es e r v i c en o d ei n2 ga s w e l la st h ec r b ts e r v i c eb a s e do nt h es e r v i c en o d ea r eg i v e n a n da f t e r t h a t t h ed e f i n i t i o no fm u l t i m e d i as e r v i c ea n di t ss o l u t i o n si n3 g i h n e t w o r ka r ep r o p o s e d ；t h es e c o n dc h a p t e ri n t r o d u c e sr e l a t i o n a lp r o t o c o l s 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 北京邮电大学硕士论文 i n3 g r 4n e t w o r k , i n c l u d i n gb 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 ) h 2 4 8 ，r t p ( r e a l t i m e1 h n s p o np r o t o c 0 1 ) ，i u u p ( i ui n t e r f a c eu s e l p l a n e ) p r o t o c o la n d3 g 一3 2 4 mp r o t o c o l s ；i nt h et h i r dc h a p t e r , t h ed e s i g n g o a l so ft h es e r v i c en o d ea l ep r e s e n t e da tf i r s tt h e nt h ef o l l o w i n gg e n e r a l d e s i g na p p l i e sl a y e r e d a r c h i t e c t u r e s e r v i c en o d ei s d i v i d e di n t o2 l a y e r s ：c a l l c o n t r o ll a y e ra n db e a r e rl a y e r a c c o r d i n gt ot h el a y e r e d a r c h i t e c t u r e t h es e r v i c en o d ei sa l s os e p a r a t e di n t oc o n t r o ln o d e ( c n ) a n d r e s o u r c en o d e ( r n ) a st h ep h y s i c a le n t i t i e s ，f i n a l l yt h ep r e l i m i n a r y d e s i g nf o rt h es o t t w a r es t r u c t u r ei sm a d ei nw h i c ht h es e r v i c en o d ei s s e p a r a t e d i n t o7 s u b s y s t e m ： s e r v i c ep r e s e n t a t i o na n d a n a l y s i s s u b s y s t e m ( s p a s ) ，b i c cc a l lp r o c e s sc o n t r o ls u b s y s t e m ( b c p c s ) ，b i c c i n f o r m a t i o na n a l y s i ss u b s y s t e m ( b i a s ) ，r e s o u r c ec o n t r o ls u b s y s t e m ， r e s o u r c ep r o c e s s s u b s y s t e m ( r c s ) ，b e a r e rl a y e rp r o t o c o la d a p t e r s u b s y s t e m ( b p a s ) ，o p e r a t i o na n dm a n a g e m e n ts u b s y s t e m ( o m s ) ；t h e f o u r t hc h a p t e ra d d r e s s e dt h ed e s i g na n di m p l e m e n a t i o no ft h es e r v i c e n o d ei nd e t a i l ，i n c l u d i n gt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h e7s u b s y s t e m s ；i nt h e l a s tc h a p t e r , t h e r ei sas u m m a r i z a t i o no fp r o g r e s sa n dal i s to ft h e f o l l o w - u pw o r k k e yw o r d s ：t h i r dg e n e r a t i o nm o b i l e 3 g r 4n e t w o r k ( t h e c o r en e t w o r kd e f i n e di n3 g p pr 4s t a n d a r d 、 s e r v i c en o d e 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 )m e d i ac o n t r o lp r o t o c 0 1 4 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 第一章绪论 1 1 第三代移动通信系统介绍 随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增，未来的移动通信系统不仅要有大 的系统容量，而且还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输。 第三代移动通信系统把高速的接入同互联网的服务结合起来，为用户提供更经 济，内容更丰富的无线通信服务。第三代移动通信系统在国际上统称为i m t 一2 0 0 0 ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n - 2 0 0 0 ) ( 又称3 r dg e n e r a t i o nm o b i l e c o m m u n i c a t i o n ，简称3 g ) ，是国际电信联盟在1 9 8 5 年提出的工作在2 0 0 0 m h z 频段的系统。与第一代模拟移动通信系统，第二代数字移动通信系统相比，第三 代移动通信系统最主要的特征是可提供移动多媒体业务。本节先介绍移动通信系 统的发展历程，然后介绍u m t s ( u n i v e r s a lm 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 ) 的系统结构，最后介绍3 g - r 4 系统结构的特点 1 1 1 移动通信系统发展过程 现代无线通信起源于1 9 世纪赫兹的电磁波辐射试验，人们意识到电磁波和 电磁波能量是可以控制发射的。1 9 2 8 年，一名p u r d u e 大学的学生发明了工作于 2m h z 的超外差无线电接收机，开始应用于底特律警察局。2 0 世纪3 0 年代全世 界的移动通信系统都还采用幅度调制，3 0 年代晚期，出现了第一个调频移动通 信系统。二次大战极大地促进了移动通信的发展，1 9 4 9 年，美国联邦通信委员 会( f c c ，f e d e r a lc o m m u n i c a t i o n sc o m m i s s i o n ) 正式确认移动通信是一种新的 电信业务。而移动通信在无线通信发明之日就已经产生了，早在1 8 9 7 年马可尼 就已经完成了在一个固定站和一艘轮船之间的无线通信试验，是近代移动通信的 开端。本小节就讨论了移动通信系统的几个里程碑似的时代：第一代移动通信系 统( 1 g ) ，第二代移动通信系统( 2 g ) 第二代到第三代的过渡移动通信系统 ( 2 5 g ) ，第三代移动通信系统( 3 g ) 。 第一代移动通信系统是模拟移动通信系统，在2 0 世纪初开始了商业运营试 验。它对移动通信的最大贡献是使用蜂窝结构，频带可重复利用，实现大区域覆 北京邮电大学同络与交换技术国家重点实验室7 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现北京邮电大学硕士论文 盖；支持移动终端的漫游和越区切换，实现移动环境下不间断通信。第一代移动 通信系统的出现和发展，最重要的特点是体现在移动性上，这是其他任何通信方 式和系统不可替代的，从而结束了过去无线通信发展过程中时常被其他通信手段 替代而处于辅助地位的历史。 1 9 7 1 年2 月，f c c 接受b e l l 公司建立蜂窝移动通信系统h c m t s ( h i r g h c a p a c i t y m o b i l e t e l e p h o n es y s t e m ) 的建议，在8 5 0m h z 频段提供了4 0m h z 频 谱资源。h c m t s 在1 9 7 8 年安装，1 9 8 3 年开始商业服务。h c m t s 的建立在多 个方面发展了蜂窝移动通信技术，并在2 0 世纪8 0 年代演变成了美国模拟通信系 统的国家标准。与此同时，基于不同标准的其他模拟蜂窝移动通信系统也得到了 很大的发展，具有代表性的是英国的t a c s ( t o t a la c c e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) 、 日本的n a m t s 、北欧的n m t ( n o r d i cm o b i l et e l e p h o n e ) 。第一代移动通信系统 的主要技术是模拟调频、频分多址，以模拟方式工作，使用频段为8 0 0 9 0 0 m h z 。 2 g 是目前广泛使用的数字移动通信系统g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u i n c a t i o n s ) 及窄带c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) ，数字信号处理技 术是其最基本的技术特征，它具有频谱利用率高、保密性好的特点，既可以支持 话音业务，也可以支持低速数据业务，并且提供了更高的频谱效率，更先进的漫 游。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数 字通信系统。目前第二代移动通信系统能够提供令人基本满意的话音质量与通信 稳定性，但其数据传输速率低下，数据业务发展有限。因此发展受到了很大的考 验和挑战。 2 5 g 突破了2 g 电路交换技术对数据传输速率的制约，引入了分组交换技术， 从而使数据传输速率有所突破，是一种介于2 g 与3 g 之间的过渡技术。典型代 表是c d m ai x 系统和g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ，通用分组无线服务) 系统。c d m al x 由i s 9 5 演进而来，完全兼容i s 9 5 。c d m al x 系统话音业务容 量是i s 9 5 系统的2 倍，数据业务容量是i s 9 5 的l o 倍，而且其峰值速率可达 1 5 3 6 k b p s 。g p r s 则是在g s m 基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传 输方式。与原有的g s m 比较，g p r s 在数据业务的承载和支持上具有非常明显 的优势：更有效地利用无线网络信息资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据 传输；支持的数据传输的速率更高，理论峰值达1 1 7 2 k b p s ：计费方式更加灵活， 可以支持按数据流量来进行计费；g p r s 还能支持在进行数据传输的同时进行语 音通话等。 3 g 的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移 动环境中支持1 4 4 k b p s ，步行慢速移动环境中支持3 8 4 k b p s ，静止状态下支持 2 m b s ( 以上指标为国际电联对第三代移动通讯的最低指标) 。其设计目标是为了 8北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文3 g r 4 网络中业务结点的设计与实现 提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更 好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同 时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。 1 1 2 t i f f 8 系统结构 第三代移动通信的概念最初由国际电信联盟( i t u ，i n t e r n a t i o n a l t e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 于1 9 8 5 年提出，它最初的名字是未来公用陆地移动通 信系统( f p l m t s ，f u t u r e p u b l i c l a n d m o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m ) ，后正式命 名为国际移动通信2 0 0 0 ( i m t - 2 0 0 0 ) 。 i m t - 2 0 0 0 的标准化组织主要是3 g p p ( t h e3 一g 胁啪t i 伽p a r t n e r s h i pp r o j c o t ) 和3 g p p 2 ，其中3 g p p 为以g s m 核心网为基础，以u t r a t u m t s1 印瞄倒a lr a d i o a c c e s s ，u m t s 陆地无线接入) 为无线接口的3 g 系统制定和提供全球化的使用技 术规范及报告，而3 g p p 2 制定由a n s i t i a i s 9 5 核心网及无线口网络支持的 r t r s ( r a d i ot r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g i e s ) 全球标准( c a m a 2 0 0 0 ) 。 3 g p p 目前已颁布的标准有r 9 9 ，r 4 ，r 5 和r 6 ，其中r 9 9 为第一个版本， 也被称作r 3 ，它于2 0 0 0 年3 月冻结功能，其u e ( u s e te c l u i p m e n t ) 和u t r a n 由 全新的协议构成，核心网方面充分考虑u m r s 网络与g s m 网络的向下兼容和互 操作。r 9 9 目前已经有大量商用，是最成熟的版本。第二个版本原本是r 2 0 0 0 ， 但是考虑到以年号命名版本号不能保证版本的完整性，于是拆分为r 4 和r 5 。 r 4 于2 0 0 1 年3 月冻结，它与r 9 9 相比，在核心网的电路域实现了承载和控制的 分离，在承载类型上，支持在i p ( i n t e r a c tp r o t o c 0 1 ) a t m ( a s y n c h r o n o u st r a n s f e r m o d e ) 分组网上承载语音，同时也支持在1 d m ( 时分复用，t i m ed i v i s i o n m u l t i p l e x ) 上承载语音，在信令承载方面引入s i g t r a n ( s i g n a l i n g t r a n s p o r t ) 技术，在呼叫控制协议方面采用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 ) 协议；在 分组域，网络结构和r 9 9 相比没有大的改动，只是做了一些业务和功能的增强。 r 5 于2 0 0 2 年6 月功能冻结，它在接入网部分引入口技术实现了端到端的全m 化，这些技术包括高速下行分组接入饵s d p a ，h i g hs p e e dd o w n l i n kp a c k e t a c c e s s ) 和u e 定位增强功能。需要特别指出的是在r 5 中引入了口多媒体子系统( i m s 口 m u l t i m m i as u b s y s t e m ) 的第一阶段，它叠加在分组网之上，由呼叫状态控制功能 ( c s c f ，c a l ls e s s i o n c o n t r o lf 强c t i o n ) 、媒体网关控制功能( m g c f ，m c d i ag a t e w a y c o n t r o lf 州i o n ) 、媒体资源功能( m r f ，m e d i ar e s o u r c cf u n c t i o n ) 和归属用户服 务器( h s s ，h o m es u b s c r i b e rs e r v i c e ) 等功能实体组成。r 5 在业务方面除原有的 c a m e u c u s t o m s e da p p l i c a t i o nf o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 、o s a ( o p e n 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室9 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现北京邮电大学硕士论文 s e r v i c e a c c e s s ，开放式业务架构) 之外，新支持了s i p ( s e s s i o ni n i t i a lp r o t o c 0 1 ) 和a s ( a p p l i c a t i o n s e r v e r ) 。r 6 版本目前尚未冻结，它在接入网支持不同的频率 系统，在核心网推出了i m s 第二阶段，在业务方面推出了支持i m s 第二阶段的 业务，如p u s h ，p r e s e n c e 等等。 r 4 版本比r 5 ，r 6 版本的技术都要成熟，而且对核心网在电路域和分组域上 均有定义，特别是电路域中的呼叫控制层采用由2 g 的i s u p 协议发展而来的 b i c c 协议作为通信标准。因此在核心网由2 g 的电路域到3 g 的过渡时期，r 4 标准定义的核心网体系结构可以很好的在电路域和分组域为用户提供移动多媒 体业务。 下面介绍一下r 4 的体系结构。 l h 的网络体系结构如图1 1 所示，由核一g , n ( c n ，c o r en e t w o r k ) ，无线接入 子系统( r a s r a d i o a c c e s ss u b s y s t e m ) 以及终端与卡部分构成。 1 0北京邮电大学同络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 。一l 一 i ；s n l i 。_ j - g n - - 1 i nf 1 一j 占 宁宁弘c n 向1 ；陶 攀1 琴 膦 占占 终端和卡 囝卜13 g r 4 体系结构图 主要网元的介绍如下： 1 ) m s c ( m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) s e r v e r ： 即移动软交换机，通过接入i u - c s 接口的控制面实现对3 gr n s ( r a d i o n e t w o r ks y s t e m ) 的接入控制，通过m c 接口控制m g w ，并提供呼叫控制和移动 性管理功能。终结用户一网络信令，处理移动用户的业务数据和c a m e l 相关数 据，同时具有智能网的s s p 节点功能。m s cs e r v e r 所接入的无线接入网所覆盖 的本地网或若干个本地网称为该m s cs e r v e r 的交换业务辖区。 2 、v l r ( v i s i tl o c a t i o nr e 舀s t e r ) ： 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 3 g - r 4 嗍络中业务结点的设计与实现北京邮电大学硕士论文 即拜访位置寄存器。v l r 是一个动态数据库，负责所管辖区域内出现的移动 用户的数据，包含呼叫处理相关的信息。为移动用户分配m s r n ( m o b i l e s u b s c r i b e rr o a m i n gn u m b e r , 移动用户漫游号) 、t m s l ( t c m p o r a r ym o b i l e s u b s c r i b e ri d e n t i t y , 临时移动用户识别号) 等号码，并能从接收到的m s r n 、 i m s i ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l es u b s c r i b e ri d c n t i t y , m 际移动用户识别号) 或t m s i 来识 别该用户。 3 ) m g w ( m e d i ag a t e w a y ) ： 即端局媒体网关设备。在该m g w 所归属的m s cs e r v e r 的控制下实现媒体 转换，并提供承载控制和媒体处理能力。具备内置信令网关s g ( s i g n a l i n g g a t e w a y ) ，支持其它t d m ( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ) 网元与该m g w 所归属的 m s cs e r v e r 互通时s s 7 ( s i g n a l i n gs y s t e mn o 7 ) 信令基于s i g t r a n ( s i g n a l i n g t r a n s p o r t ) 方式的转接。通过接入i u - c s 接口的用户面将3 gr a n ( r a d i o a c c e s s n e t w o r k ) 的用户面媒体流接入到3 g 核心网电路域( r 4 软交换网) ，也可通过接 入a 接口的用户面将2 gb s s ( b a s t a t i o ns u b s y s t e m , 基站子系统) 的用户面媒体 流接入到r 4 软交换网。m g w 所接入的无线接入网所覆盖的本地网或若干个本 地网称为该m g w 的业务辖区。 4 ) i w - m s cs e r v e r ( i n t e r w o r k i n g - m s cs e r v e r ) 和i w - m g w ( i n t e r w o r k i n g - m g 、”： 即互通软交换机和互通媒体网关。主要负责r 4 软交换网与t o m 网的互通， 包括：r 4 软交换网与t d m 网络之间的互通、以及经g m s c ( g a t e w a ym s c ) 与其 它运营商p s t n ( p u b l i es w i t c h e dt e l e p h o n en c t w o r k ) p l m n ( p u b l i cl a n dm o b i l e n e t w o r k ) 网络的互通。 i w - m g w 具备内置信令网关( s 6 ) ，支持其它t d m 网元与该i w - m g w 所归 属的i w - m s cs e r v e r 互通时s s 7 信令基于s i g t r a n 方式的转接。 主要接口的介绍如下： 1 ) n c 接e l ： m s cs e r v e r 之间、i w - m s cs e r v e r 与m s cs e r v e r 之间、c m n ( c a l jm e d i a t i o n n o d e ) 与m s cs e r v e r 之间、以及c m n 之间通过n c 接口连接。该接口基于口承 载，接口协议栈为b i c c m 3 u a ( m e s s a g et r a n s f e rp a r t3 - u s aa d a p t a t i o n l a y e r ) s c t p ( s t r e a mc o n t r o lt r a n s m i s s i o np r o t o e 0 1 ) i p 。 2 ) m c 接口： 1 2北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 m s cs e r v e r 与m g w 之间、i w - m s cs e r v e r 与i w - m g w 之间通过m c 接口 连接。该接口基于口承载，接口协议栈为h 2 4 8 s c t p i p 。 3 ) n b 接口： n b 接口是m g w 之间、m g w 与i w - m g w 之间的接口。该接口基于i p 承 载，接口协议栈为r t p ( r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) u d p ( u s e rd a t a g r a m p r o t o c 0 1 ) t i p 。 4 ) m a p 协议接口： m s cs e r v e r n l r ( v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ) 与h l r ( h o m el o c a t i o nr e 百s t 汀) a u c 之间通过c d 接口进行m a p 信令的传递。 i w - m s cs e r v e r 与h l r a u c 之间通过c 接口进行m a p 信令的传递。 m s c s 盯惯u t 之间通过e g 接口实现m a p 信令的传递。 3 g 建网初期，m a p 协议接口基于t d m 承载，接口协议栈为 m a p t c a p s c c p ( s i g n a l i n g c o n n e c t i o nc o n t r o l p a r t ) m t p ( m e s s a g e t r a n s f e r p a r t ) 5 ) c a p 协议接口： m s cs e r v e r n l r s s p ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) 以及i w - m s cs e r v e r s s p 通过 c a p 协议接口与s c p 连接。 6 ) i u - c s 接口 3 gr n c ( r a d i on e t w o r kc o n t r o l l e r ) 通过i u - c s 接口接入到核心网。 i u - c s 接口的用户面在m g w 终结并由m g w 完成媒体处理和交换。h c s 接口的用户面基于点对点的a t m 承载，其协议栈为i u c su p 叫s e l p l a n e ) a a l 2 ( a t ma d a p t a t i o nl a y e r2 ) a t m 。 i u - c s 接口的控制面在m g w 中经内置s g 转接，实现3 gr n c 接入到m s c s e r v e r 。l u c s 接口的控制面基于点对点的a t m 承载，其协议栈为r a n a p ( r a d i o a c c e s sn e t w o r ka p p l i c a t i o np r o t o c 0 1 ) s c c p m t p - 3 b s a a l - n n l ( s i g n a l l i n ga t m a d a p t i o nl a y e r - n e t w o r kn o d ei n t e r f a c e ) a a l s ( a t ma d a p t a t i o nl a y e r5 1 a t m 。 7 ) a 接口 2 gb s c ( b a s es t a ti o nc o n t r o ll e r s ) 通过a 接口接入到核心网。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 北京邮电大学硕士论文 a 接口的用户面在m g w 终结并由m g w 完成媒体处理和交换。a 接口的用 户面基于t d m 承载，其协议栈为p c m ( p u l s ec o d em o d u l a t i o n ) f f d m 。 a 接口的控制面在m g w 中经内置s g 转接，实现2 gb s c 接入到m s c s e r v e r 。a 接口的控制面基于t d m 承载，其协议栈为( b s s a p ( b a s es t a t i o n s u b s y s t e ma p p l i c a t i o np a r t ) 、d t a p ( d i r e c tt r a n s f e ra p p l i c a t i o np a r t ) ) s c c p m t p 。 8 ) i s u p 协议接口 r 4 软交换机与t d m 交换机( 2 gm s c g m s c ) 互通的i s u p 信令，由m g w 内置的s g 进行转接。t d m 交换机与s g 之间仍采用t d m 方式承载，其协议栈 为i s u p m t p ；s g 与r 4 软交换机之间采用口承载，其协议栈为 i s u p m 3 i j a s c t p ，口。 1 2 第二代移动通信系统中业务结点的介绍 随着第二代移动通信系统的发展以及电话的普及，人们对通信的要求已经不 仅仅局限于普通的电话业务，而是要求能够快速地提供各种丰富的增值业务，也 称为电信业务。这些增值业务可以使用户更方便地使用电话，同时也提高了电话 的普及率。为了适应这种发展趋势，需要一种新的方式来创造，修改，维护这些 新的业务。解决的方案就是智能网( i n t e l l i g e n tn e t w o r k , 简称i n ) 。业务结点被定 义为能够独立提供某类增值业务的物理结点，包含i n 中的s c f ( s e r v i c ec o n t r o l f u n c t i o n ) ，s r f ( s e r v i c er e s o u r c ef u n c t i o n ) ，s d f ( s c r v i c 圮d a t af u n c t i o n ) 等功能【。 本小节首先介绍智能网和业务结点的基本概念，之后介绍一种基于业务结点实现 的2 g 网络中的语音增值业务。 t 2 1 智能罔简介 智能网( i n ，i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是在原有通信网的基础上设置的一层叠加 网络，是快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构。 其目标是为现在、未来的所有通信网络服务，包括电话网( p u b l i cs w i t c h e d t e l e p h o n en e t w o r k ，简称p s t n ) 、综合业务数字网( i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i g i t a l n e t w o r k ，简称i s d n ) 、移动通信网( g s m ，c d m a 等) ，宽带综合业务数字网 ( b - i s d n ) ，因特网( i n t e m e t ) ，等等。 图l - 2 是一个典型的智能网体系结构，从物理实体及功能实体的角度描述了 各实体间的互连关系，并以此说明一个新的智能业务从创建到使用的全过程。 1 4 北京邮电大学同络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士论文 3 g - r 4 网络中业务结点的设计与实现 图1 2 智能网体系结构图 图1 2 中的椭圆代表了智能网中的功能实体： 1 )s c e f ( s e r v i c ec r e