（通信与信息系统专业论文）cdma2000+1xevdo网络监测技术研究与应用.pdf

摘要 摘要 c d m a 为提供更好的语音和数据服务经历了多次技术变革。为了提供高速语 音和数据服务，c d m a 网络纳入了2 g 2 5 g 网络( g s m g p r s 网络) 很多新的节点 和协议。最新的c d m a 2 0 0 0l xe v - d o3 g 技术，能够提供数据峰值速率达3 0 9m b p s 的数据业务。i s 2 0 0 0 规定了若干c d m a 接口的信令标准，即a 8 ，a 9 ，a i o 和a 1 1 ， a 1 2 相关接口协议。移动台( m s ) 可以选择分组交换数据( p s d ) 或电路交换数 据( c s d ) 传输。电路交换数据最高速率可达1 9 2k b p s ，并提供传统的t d m 电路。 分组交换数据提供更高的数据速率。对于每个数据会话，在移动台和分组数据服 务节点( p d s n ) 之间创建一个p p p ( 点对点协议) 会话。对c d m a 2 0 0 0l xe v 二d o 进行监测可以有效跟踪信令流程，定位网络故障，优化网络性能，最大限度提高 网络a r p u 值，因此对c d m a 2 0 0 0l xe v - d o 网络监测技术的研究意义重大。 本文针对上述网络及信令标准的监测技术进行了深入调研及研究。第一章介 绍了c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 网络的发展情况和网络监测的必要性；第二章详细分析 了c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 网络a 8 a 9 a 1 0 a 1 1 a 1 2 接口的信令流程，以便为后续研 究的核心内容打下基础；第三章介绍了c d m a 2 0 0 0i xe v - d o 网络监测软件的软件 体系设计，软件体系设计是本网络监测技术的根基，良好的软件体系设计为监测 功能的实现提供了平台支持：第四章介绍了c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 网络监测功能实 现方法，网络监测功能实现直接接触网络信令数据，因此需要准确掌握网络信令 流程，提取关键字段信息，为运营商决策和网络优化提供有效支持；第五章对本 软件监测功能进行展示和测试，体现软件的可用性、友好性、稳定性。 本文提出的多接口业务监测方案可以更有效得解决c d m a 2 0 0 0 网络根源问 题。运用该方案可以准确进行协议解码，故障分析和关键k p i 统计，极大提高了网 络的可控性和可维护性。 关键词：c d m a 2 0 0 0 ，呼叫详细记录，信令，测试仪 重庆邮电大学硕士论文 i i a b s t r a c t c d m at e c h n o l o g yh a su n d e r g o n em a n ys t a g e so fr e v o l u t i o nt oo f f e ri m p r o v e d v o i c ea n dd a t as e r v i c et ot h ee n du s e r s i no r d e rt od e l i v e rb o t hv o i c ea sw e l la sd a t a s e r v i c e 谢t l lv e r yh i g ht r a n s m i s s i o nr a t e ，c d m an e t w o r kh a si n c o r p o r a t e dm a n yn e w n o d e sa n dp r o t o c o l s 、析廿1r e s p e c tt oo l d2 go r2 5 gn e t w o r k s ( g s ma n dg p r s n e t w o r k ) n l el a t e s t3 gt e c h n o l o g y , c a l l e dc d m a 2 0 0 0l x e v - d oi s c a p a b l eo fd e l i v e r i n g m u l t i m e d i as e r v i c e sa tp e a kd a t ar a t e so f3 0 9m b p st ot h ee n ds u b s c r i b e r i s 2 0 0 0i st h e s i g n a l i n gs t a n d a r d ，w h i c hd e f i n e sp r o t o c o l sf o rs e v e r a lc r i t i c a l3 gc d m ai n t e r f a c e s p e r f a i n i n gt op a c k e tt r a n s m i s s i o nn a m e l ya 8 ，a 9 ，a 1 0a n da ll ，a 1 2 a n i s - 2 0 0 0 1 c o m p l i a n tm o b i l es t a t i o n ( m s ) c a l ls e l e c t e i t h e rp a c k e t s w i t c h e dd a t a ( p s d ) o r c i r c u i t - s w i t c h e dd a t a ( c s d ) t r a n s p o r t c s dh a sm a x i m u mr a t eo f19 2 k b p sa n di s d e l i v e r e do v e rt r a d i t i o n a lt d mc i r c u i t s p s do f f e r sh i g h e rd a t ar a t ef o rm u l t i m e d i a s e r v i c e s f o re a c hd a t as e s s i o n , ap p p ( p o i n t - t o - p o i n tp r o t o c 0 1 ) s e s s i o ni sc r e a t e d b e t w e e nt h em o b i l es t a t i o na n dt h ep a c k e td a t as e r v i n gn o d e ( p d s n ) s oi t sv e r y i m p o r t a n tt or e s e a r c ht h em o n i t o rt e c h n o l o g yo fc d m a 2 0 0 0lx e v - d on e t w o r k a l lm e n t i o n e da b o v e ，i n - d e p t hr e s e a r c ha n ds t u d yo nt h em o n i t o rt e c h n o l o g yo f c d m a 2 0 0 0lx e v - d on e t w o r kw a sd o n e t h i s p a p e re x p r e s s e s s o m ei d e a s o n i m p r o v i n go u rc o u n t r y sa c c o u n t i n gs t a n d a r d - s e r i n gp r o c e s s t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h e c d m a 2 0 0 01 xe v - d on e t w o r kd e v e l o p m e n ta n dt h en e c e s s i t yf o rn e t w o r k m o n i t o r i n g ， f o l l o w e d b y ad e t a i l e d a n a l y s i s o ft h ec d m a 2 0 0 01xe v - d on e t w o r k a 8 a 9 a10 a1l a12i n t e r f a c es i g n a l i n gp r o c e s s e s ，a n df i n a l l yw ei m p l e m e n tt h e s o f t w a r ei nt e r m so fs o f t w a r ea r c h i t e c t u r ed e s i g n , n e t w o r km o n i t o r i n gf u n c t i o n r e a l i z a t i o n , t h en e t w o r km o n i t o r i n gf u n c t i o nt e s t s a m o n gt h e m ，t h es o f t w a r es y s t e m d e s i g ni st h ef o u n d a t i o no ft h i sn e t w o r km o n i t o r i n gt e c h n o l o g y , a n dag o o ds o f t w a r e s y s t e mp r o v i d e sap l a t f o r ms u p p o r t n e t w o r km o n i t o r i n gd i r e c t c o n t a c t 、析t 1 1t h e n e t w o r ks i g n a l i n gd a t aa n dt h e r e f o r er e q u i r ea c c u r a t ek n o w l e d g eo fn e t w o r ks i g n a l i n g p r o c e s s e s ，e x t r a c tk e y w o r d si n f o r m a t i o nf o ro p e r a t o rd e c i s i o n - m a k i n ga n dp r o v i d e e f f e c t i v es u p p o r tf o rn e t w o r ko p t i m i z a t i o n m o n i t o r i n gf u n c t i o nt e s t sn e e dt or e f l e c tt h e a v a i l a b i l i t yo ft h es o f t w a r e ，f r i e n d s h i pa n ds t a b i l i t y i nt h i st h e s i s ，m u l t i i n t e r f a c et r a f f i ca n a l y s i ss o f t w a r ec a l lh e l py o ui s o l a t i n gr o o t c a u s e so fn e t w o r ka n ds e r v i c ep r o b l e m sf a s t e ra n dm o r ee f f e c t i v e l y t h ei n n o v a t i v e a p p r o a c hi m p l e m e n t e db yt h i st h e s i sa l l o w sw et op e r f o r mf u l la n da c c u r a t ep r o t o c o l i i i 重庆邮电大学硕士论文 _ 一_ 一 d e c o d i n ga n dt r o u b l e s h o o t i n gc o m b i n e dw i t hk p i sa n a l y s i s a n de n d t o 。e n dt r a f f i c c o r r e l a t i o n k e yw o r d s ：c d m a 2 0 0 0 ，c d r , s i g n a l i n g ，t e s t e r i v 缩略字表 英文缩写 3 g p p a d s l a n a n a a a a r p u a s p 峨 b s c b t s c d m a c d r c s d d s c p f a g r e h a i l ( e i o s m e m s m t n a s p c f p c n p d s n p d u p p p p s d q o s 中文译文 第三代合作伙伴计划 非对称数字用户环路 接入网 接入网鉴权殷权计费 每用户平均收入 接入业务提供者 接入终端 基站控制器 基站收发器 码分多址 呼叫详细记录 电路交换数据 差分服务代码点 外地代理 通用路由封装 归属代理 因特网密钥交换 互操作规范 移动设备 移动台 移动终端 网络接入服务器 分组控制功能 分组核心网 分组数据业务结点 协议数据单元 点对点协议 分组交换数据 服务质量 缩略字表 英文全称 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 a s y m m e t r i cd i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e a c c e s sn e t w o r k a n a u t h e n t i c a t i o n , a u t h o r i z a t i o na n da c c o u n t i n g a v e r a g er e v e n u ep e ru s e r a c c e s ss e r v i c ep r o v i d e r a c c e s st e r m i n a l b a s es t a t i o nc o n t r o l l e r b a s et r a n s c e i v e rs t a t i o n c o d ed i v i s i o nm u k i p l ea c c e s s c a l ld e t a i lr e c o r d c i r e u i ts w i t c hd a t a d i f f e r e n t i a ls e r v i c ec o d ep o i n t f o r e i g na g e n t g e n e r i cr o u t ee n c a p s u l a t i o n ， h o m e a g e m i n t e r a c tk e ye x c h a n g e i n t e r - o p e r a t i o ns p e c i f i c a t i o n m o b i l ee q u i p m e n t m o b i l es t a t i o n m o b i l et e r m i n a l n e t w o r ka c c e s ss e r v e r p a c k e tc o n t r o lf u n c t i o n p a c k e tc o r en e t w o r k p a c k e td a t as e r v i c en o d e p r o t o c o ld a t au i m p o i mt op o i n tp r o t o e 0 1 p a c k e ts w i t c hd a t a q u a l i t yo fs e r v i c e v l i 重庆邮电大学硕士论文 r a n s a t e u i m 无线接入网 安全联盟 终端设备 用户识别模块 r a d i oa c c c s sn e t w o r k s e c u r i t ya s s o c i a t i o n t e r m i n a le q u i p m e n t u s e ri d e n t i t ym o d u l e v i i i 插图和附表清单 插图： 第一章 插图和附表清单 图1 1c d m a 2 0 0 0l x e v d o 网络结构3 第二章 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图2 8 图2 9 图2 1 0 图2 1 1 图2 1 2 图2 1 3 图2 1 4 图2 1 5 图2 1 6 图2 1 7 图2 1 8 图2 1 9 第三章 a 8 连接建立信令流程( 成功或失败) 11 a 8 连接释放信令流程1 2 a 8 连接参数更新信令流程1 2 a 10 连接建立信令流程13 a 1 0 连接释放信令流程l3 a 1 2 接口接入鉴权信令流程1 4 a 1 3 接口信令流程1 5 a t 发起建立h r p d 连接的信令流程16 a t 发起h r p d 连接重激活信令流程17 p d s n 发起h r p d 连接重激活信令流程1 7 a t 始发h r p d 连接释放1 9 a n 发起h r p d 连接释放信令流程19 p d s n 发起h r p d 连接关闭信令流程2 0 相同p c f 下不同a n 间的切换信令流程2 1 相同p d s n 下不同p c f 之间休眠切换2 2 不同p d s n 之间切换2 3 a t 发起的位置更新信令流程2 5 a n 发起的位置更新信令流程2 5 接入鉴权信令流程2 6 图3 1软件体系设计图2 9 i x 重庆邮电大学硕士论文 图3 2呼叫合成流程3 1 图3 3协议栈调度流程图3 8 图3 4呼叫详细记录合成方法及系统的结构示意图4 3 图3 5改进的d s m 节点超时处理算法流程图4 6 图3 6合成统计模块类的聚集图4 8 图3 7统计处理流程图4 9 图3 8统计结果提取流程图5 0 第五章 图 图 图 图 附表： 第四章 1详细解码界面6 7 2呼叫合成界面6 8 3呼叫追踪界面：6 9 4p p p 连接过程】认d i u s 认证过程分析7 0 表4 1注册请求相关字段5 3 表4 2注册响应相关字段5 6 表4 3注册更新相关字段5 7 表4 4注册确认相关字段5 7 表4 5会话更新相关字段5 8 表4 6会话更新确认相关字段5 9 表4 7接入认证c d r 属性6 1 表4 8计费c d r 属性6 2 x 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 1 9 9 6 年高通公司开始研发h d r 技术，2 0 0 0 年形成l xe v - d o 标准，2 0 0 2 年 l xe v - d o 产品进入商用阶段，截止2 0 0 5 年初，全球已经建立起十多个i xe v - d o 商用网络，其市场化步伐逐渐加快。下面分别从标准化进展、商用进展和市场前 景等3 个方面来说明l xe v - d o 的发展情况。 1 1 1c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 网络标准化进程 l x e v - d o 作为因特网的无线延伸，最初是为了提供非对称的高速分组数据业 务而设计的，迄今为止，i x e v - d o 空中接口标准已经发展出r e l e a s e0 和r e l e a s e a 两个版本i l j ，对应的t i a e i a 标准分别是i s 8 5 6 0 和i s 8 5 6 a 。i s 8 5 6 0 于2 0 0 0 年1 0 月发布，它支持的前向单用户峰值速率为2 4 5 7 6 m b i t s ，反向单用户峰值速 率为1 5 3 6 k b i t s ，适合提供基于文件下载、网页浏览和电子邮件等非对称的分组数 据业务。为了支持部分实时多媒体业务，高通公司于2 0 0 3 年在i s 8 5 6 0 的基础上 进行了增强，增加了接收分集、q o s 保证、广播和信道均衡等功能，并对终端和 系统的基带处理芯片进行了升级，引入了零中频技术。不过这些增强功能并未以 标准的形式发布。随着多媒体数据业务的发展，各种新的业务形式不断出现，对 系统带宽和q o s 保证等方面的要求也不断提高。由于存在反向链路带宽和q o s 保 证等方面的局限性，i xe v - d or e l e a s e 0 系统难以满足业务发展的相关要求。2 0 0 4 年3 月，3 g p p 2 发布了l xe v - d or e l e a s ea 版本，并被t i a e i a 接纳为i s 8 5 6 a 。 i s - 8 5 6 - a 支持单用户反向峰值速率为1 8 m b i t s ，前向峰值速率进一步提高到 3 1 m b i t s 。i s 8 5 6 - a 中采用了多用户分组和更小的分组封装，提供实时业务所需要 的快速接入、快速寻呼及低延迟传送特性，以满足不同业务的不同q o s 要求；引 入了多天线发射分集技术，有效地改善了高速分组数据在恶劣无线环境中的可靠 性传送问题。随着l xe v - d o 空中接口标准的发展，其a 接1 2 1 、终端技术规范及 其新业务规范等也陆续制定出来，并不断发展。 1 1 2c d m a 2 0 0 0 1 xe v - d o 网络商用进展 自从2 0 0 2 年5 月s k t 开通全球首个l xe v - d o 商用网络以来，l xe v - d o 保 重庆邮电大学硕士论文 持了快速的发展势头，截至2 0 0 5 年1 月，已有s k t 、k t f 、k d d i 、v e f i z o n 、v e s p e r 、 m o n e t 等1 3 家运营商成功部署了l xe v - d o 商用网络，并有上百款l xe v - d o 终端 和十余款上网卡进入商用，全球的l xe v - d o 用户数已超过1 2 0 0 万。目前，绝大 多数i xe v - d o 商用系统和终端都基于r e l e a s e0 版本，少数设备厂家也正在开发 或者已能提供基于r e l e a s e0 增强的l xe v - d o 设备，l xe v - d o r e l e a s ea 系统产品 预计将于2 0 0 5 年底进入商用，终端产品预计将于2 0 0 6 年进入商用。 1 1 3c d m a 2 0 0 0 1 xe v - d o 网络市场前景 3 g 服务能否成功的关键，主要在于无线数据业务是否能够深入人心，所提供 的内容服务能否对用户产生巨大的吸引力。日本、韩国和美国的运营商正是通过 高质量的音乐片断和高清晰度的电影剪辑下载等丰富多彩的内容服务，使得数据 业务的流量大幅度增长，极大提高了a r p u 值。 一方面，3 g 服务要求网络具有较高的数据吞吐量，能够提供高速的数据服务， l xe v - d o 的技术特性保证了这一点。l xe v - d o 可以支持c d m a 2 0 0 0l x 提供的 所有分组数据业务，对于速率和q o s 要求严格的业务，l xe v - d o 能够提供更好的 服务和用户体验。比如，对于无线数据接入业务，l xe v - d o 接入服务的水平已经 接近时下流行的有线a d s l 上网；对于无线数据增值业务，l xe v - d o 能够提供更 高质量的流媒体服务和更快的音视频大文件下载服务。 另一方面，3 g 服务需要运营商、系统厂家、终端厂家和内容服务商之间的紧 密合作，并在较短的时间内解决其产业链上的问题。首先，运营商与系统厂家共 同合作，在很短的时间内解决网络覆盖和系统稳定性的问题，运营商为移动流媒 体等业务提供了一个覆盖良好的网络，从而可以支撑业务的开展；其次，运营商 与终端厂家共同努力，提供多款可以支持移动流媒体等业务的手机；最后，运营 商与内容提供商共同努力，在内容方面，针对移动流媒体等业务的特点，结合用 户的使用习惯和爱好，共同开发并快速更新移动流媒体等业务的内容。目前，1 x e v - d o 在多个国家获得了成功的商业应用，这些应用包括： ( 1 ) 2 0 0 2 年，s k t 推出了基于l xe v - d o 的j u n e 业务品牌。在短短8 个月 时间内，其用户数就突破了1 0 0 万。j u n e 品牌涵盖了多种高速多媒体业务( 视频 邮件、视频点播、音乐点播、电视广播和多媒体广告等) ，视频播放流畅，获得用 户青睐。 ( 2 ) 2 0 0 3 年，k d d i 推出了基于l xe v - d o 的w n 业务品牌，提供包括电 子邮件收发、高速下载、流媒体、音乐下载、基于位置的服务和视频监控等多种 无线数据业务。在一年多时间内，w i n 用户数超过了日本3 g 用户总数的7 0 ， 2 第一章绪论 所贡献的a r p u 值高出平均值5 0 以上。 ( 3 ) 2 0 0 3 年，v e r i z o nw i r e l e s s 推出了基于l xe v - d o 的高速无线数据上网卡 业务。因为其灵活、安全、可靠的高速无线接入能力，一经推出即倍受欢迎。截 止到2 0 0 5 年3 月，网络覆盖迅速扩展到全美3 0 个主要城市。 l xe v - d o 在多个国家的成功商用，验证了l xe v - d o 作为因特网的无线延伸， 在提供高速分组数据业务方面的优良性能，也预示了l xe v - d o 广阔的市场前景。 1 2c d m a 2 0 0 0 网络构架基本模型 l xe v - d o 网络可以看作多个逻辑实体及其相关接口的组合。逻辑实体表示某 种功能或功能集合，与实现方式无关。不同逻辑实体之间通过接口相连并通过接 口协议进行通信；接口协议定义了与之相连的逻辑实体之间进行通信的规则和信 令集合。 外部 = = = = = = = l xe v - d o 网络亡= = = = = = = ：，_ j网络匕= 令 接盒a t 铲刖无线( r 接入a n ) 网叫分器p c n ；f 网；网络 () 卜h 卜一() 卜一 图1 1c d m a 2 0 0 0l x e v d o 网络结构 如图1 1 所示，l xe v - d o 网络由分组核心网( p a c k e tc o r en e t w o r k ，p c n ) 、 无线接入网( r a d i oa c c e s sn e t w o r k ，r a n ) 和接入终端( a c c e s st e r m i n a l ，a t ) 等三部分组成1 2 1 。p c n 通过p i 接口与外部i p 网络( 如因特网) 相连，p i 接口在i s 8 3 5 标准中定义；r a n 通过a 接口与p c n 相连，a 接口在i s 8 7 8 标准中定义；a t 通 过空中接口或u m 接口与r a n 相连，u m 接口在i s 8 5 6 标准中定义。 从网络结构上看，l xe v - d o 与c d m a 2 0 0 01 x 基本一致，两者的主要差异在 于l xe v - d o 作为数据业务专用网络，不支持电路型语音业务，因而不存在电路核 心网。 从接口协议上看，l xe v - d o 定义了新的u m 接口协议，其a 接口功能及其通 信协议与c d m a 2 0 0 0l x 大致相似；其核心网内部接口协议及其与外部i p 网络之 间的接口协议与c d m a 2 0 0 0l x 基本一致，均遵从c d m a 2 0 0 0 无线i p 网络标准中 的有关规定。 3 重庆邮电大学硕士论文 1 2 1 接入终端 接入终端是为用户提供数据连接的设备。它可以与计算设备( 如个人电脑) 连接，或自身为一个独立的数据设备( 如手机) 。接入终端包括移动设备( m o b i l e e q u i p m e n t ，m e ) 和用户识别模块( u s e ri d e n t i t ym o d u l e ，u i m ) 两部分，m e 由 终端设备2 ( t e r m i n a le q u i p m e n t2 ，t e 2 ) 和移动终端2 ( m o b i l et e r m i n a l2 ，m t 2 ) 组成【3 】o 1 2 2 无线接入网 r a n 提供p c n 与a t 之间的无线承载，传送用户数据和非接入层面的信令消 息，a t 通过这些信令消息与p c n 进行业务信息的交互。 r a n 主要负责无线信道的建立、维护及释放，进行无线资源管理和移动性管 理。 r a n 参考模型主要包括接入网( a c c e s sn e t w o r k ，a n ) 、分组控制功能( p a c k e t c o n t r o lf u n c t i o n ，p c f ) 和接入网鉴权授权计费( a n a u t h e n t i c a t i o n ，a u t h o r i z a t i o n a n d a c c o u n t i n g ，a n - a a a ) 等功能实体。 r a n 的互操作规范( i n t e r - o p e r a t i o ns p e c i f i c a t i o n ，i o s ) 接口也称为a 接口， 包括a 8 a 9 、a 1 0 a 1 1 、a 1 2 和a 1 3 。其中，a s a 9 和a 1 0 a 1 1 接口的定义与 c d m a 2 0 0 0l x 相同，并有所扩展；a 1 0 a 1 1 接口在p c n 的附着点是p d s n ( p a c k e t d a t as e r v i c en o d e ) ；a 1 2 和a 1 3 接口是l xe v - d o 新增接口【4 j 。 l 、逻辑实体 本节简单介绍了凡蝌逻辑实体的基本功能，详细介绍参见c d m a 2 0 0 0 的互 操作规范i s 8 7 8 。 ( 1 ) a n a n 是在分组网( 主要为因特网) 和接入终端之间提供数据连接的网络设备， 完成基站收发、呼叫控制及移动性管理功能。 a n 类似于c d m a 2 0 0 0l x 系统中的基站，可以由基站控制器( b a s es t a t i o n c o n t r o l l e r ，b s c ) 和基站收发器( b a s et r a n s c e i v e rs t a t i o n ，b t s ) 组成。通常，b t s 完成u m 接口物理层协议功能；b s c 完成u m 接口其他协议层功能、呼叫控制及 移动性管理功能。a 8 a 9 、a 1 2 、a 1 3 接口在a n 的附着点是b s c ：b s c 与b t s 之间通过a b i s 接口相连。a b i s 接口是非标准接口，在c d m a 2 0 0 0 相关规范中未 规定其协议层结构。 ( 2 ) a n a a a a n a a a 是接入网执行接入鉴权和对用户进行授权的逻辑实体。它通过a 1 2 4 第一章绪论 接口与a n 交换接入鉴权的参数及结果。 在空中接口p p p l c p 协商阶段，可以协商进行c h a p 鉴权。在a t 与a n 之 间完成c h a p 查询- 响应( c h a l l e n g e r e s p o n s e ) 信令交互后，a n 向a n 虬蛆发送 a 1 2 接入请求消息，请求a n 丸蛆对该消息所指示的用户进行鉴权。a n a a a 根 据所收到的鉴权参数和保存的鉴权算法，计算鉴权结果，并返回鉴权成功或失败 指示。若鉴权成功，则同时返回用户标识m n i d ( 或i m s i ) ，用作建立r p 会话时 的用户标识。 a n - a a a 可以与分组核心网的a a a 合设，此时需要在a n 与a a a 之间增设 a 1 2 接口。接入鉴权功能是可选的，可以选择不实现a n 钆姐。 ( 3 ) p c f p c f 与a n 配合完成与分组数据业务有关的无线信道控制功能。在具体实现 时，p c f 可以与a n 合设，此时a 8 a 9 接口变成a n p c f 的内部接口。p c f 通过 a 1 0 a 1 1 接口与p d s n 进行通信。l xe v - d o 的p c f 与c d m a 2 0 0 0l x 的p c f 的功 能相同，详细介绍参见i s 2 0 0 1 标准。 2 、协议接口 ( 1 ) a s a 9 接口 a g a 9 是连接a n 与p c f 的接口，p c f 与a n 之间是一对一或一对多的关系。 a 9 接口承载信令业务，a 8 接口承载用户的数据业务。p c f 支持a 8 连接在不同 a n 之间的切换。a 9 链路用于建立和拆除a 8 连接。a 9 信令可以在两个a n 之间 切换，这两个a n 可能连接在不同的p c f 上。若a 9 接口采用u d p ，则a 9 信令采 用基于时间的重传机制，以恢复传送差错；若a 9 接口采用t c p ，则a 9 信令采用 基于a c k 或n a k 的重传机制，以提供可靠的传送。a 8 接口封装用户数据业务， 通过a n 与p c f 之间的p 网络传送。a 8 接口采用通用路由封装( g e n e r i cr o u t e e n c a p s u l a t i o n ，g r e ) 协议，提供a n 与p c f 之间的用户数据传送隧道，。g r e 包 头中携带的k e y 可以作为用户业务的惟一性标识。在前向，p c f 对用户业务数据 进行g r e 封装，a n 解封装；在反向，b s c 对用户业务数据进行g r e 封装，p c f 解封装。i s - 8 7 8 标准中并未规定a s a 9 接口物理层及链路层所采用的协议。 ( 2 ) a 1 0 a l l 接口 a 1 0 接口传送用户的数据业务，a l l 接口传送信令消息。a l l 链路负责传送建 立、拆除、刷新a 1 0 连接的信令消息，以及向p d s n 传送无线链路的计费信息。 a l l 信令使用基于时间的重传机制，以恢复错误传送的信息。p d s n 支持g r e 协 议，在p d s n 与p c f 之间建立业务数据分组传送的隧道，对业务数据分组进行g r e 封装后通过a 1 0 链路传送给p c f 。g r e 包头中标志每个用户业务的k e y 。在前向， p d s n 封装每个用户的业务数据，通过隧道发送给p c f ：p c f 收到该数据分组后， 5 重庆邮电大学硕士论文 进行g r e 解封装。类似地，在反向，p c f 封装每个用户的业务数据，通过隧道发 送给p d s n ：p d s n 收到该数据分组后，进行g r e 解封装。在经过g r e 封装的数 据分组的外层包头中包含了p d s n 或p c f 的i p 地址。在前向g r e 封装数据分组 的内层包头包含了源端( 如主机) 和目的端( 如a r ) 的口地址。i s 8 7 8 标准中并 未指定r p 接口的链路层及物理层协议。 ( 3 ) a 1 2 接口 a 1 2 是a n 与a n a a a 之间的信令接口。a 1 2 接口采用基于u d p i p 的协议 栈结构，应用层采用远程认证拨号接入服务( 黜i u s ) 协议，可以传送对用户的 接入鉴权、授权及计费等信令消息。a n 与a n a a a 之间采用客户端服务器模式 进行通信，a n 饥作为r a d i u s 服务器；a n 作为r a d i u s 服务器的客户端。 在接入鉴权过程中，a n 通过a 1 2 接口向a n 丸蛆发送鉴权请求消息；当a n a a a 计算出鉴权结果后，a n a a a 通过a 1 2 接口向a n 发送允许或拒绝用户接入的授 权指示，一同返回的还有用户标识m n i d ( 或i m s i ) ，用作r - p 会话建立时的用户 标识。 接入鉴权功能是可选的，可以选择不实现a n a a a 和a 1 2 接口。 ( 4 ) a 1 3 接口 a 1 3 是不同a n 之间的信令接口。它采用基于u d p i p 的协议栈结构，应用层 协议在i s 8 7 8 标准中未进行定义。当a t 在不同a n 之间进行切换时，源a n 与目 标a n 之间通过a 1 3 接口信令消息传递原空中接口的会话标识u a t i 、用户标识 m n i d ( 或i m s i ) 、原会话配置参数、源a n 所属p d s n 的i p 地址、a t 所从属的 p a n i d 及c a n i d 等参数信息。其中，原会话配置参数用于在a t 与目标a n 之间 恢复原空中接口的会话，无需重新协商这些会话属性。目标a n 根据源a n 所属 p d s n 的口地址判断是否需要选择新的p d s n 或建立新的r p 连接。目标a n 所 属p d s n 根据p a n i d c a n i d 是否一致，来判断是否需要做代理广播，以开启移 动i p 注册过程。 1 2 3 分组核心网 p c n 构成与c d m a 2 0 0 0l x 类似，同l xe v - d o 终端接入因特网的方式有关【5 】。 当使用简单i p 时，p c n 主要包含p d s n 及丸姐等功能实体；当使用移动i p 时， p c n 还应增加外地代理( f o r e i g n a g e n t ，f a ) 和归属代理( h o m e a g e n t ，h a ) 等 功能实体。 p c n 逻辑实体主要包括p d s n 与a a a 。a a a 可以分为三类：归属地a a a ( h o m e a a a ，h a a a ) 、拜访地a a a ( v i s i t e d 蚣a ，v a a a ) 及代理a a a ( b r o k e r 6 第一章绪论 a a a ，b a a a ) 。p c n 通过a 1 0 a 1 1 接口或r p 接口与r a n 进行通信。p c n 主要 用于提供a t 接入到因特网。为了接入到因特网，a t 必须获得一个i p 地址。p c n 提供两种接入方法：简单i p 接入和移动i p 接入。两者之间的主要区别是a t 获得 i p 地址及其数据分组路由转发的方法不同。如果支持a l w a y s o n ，在停止分组数 据呼叫后，仍然保持a t 与p d s n 之间的p p p 连接，而且a t 仍然保留其i p 地址， 这样在发起新的分组数据呼叫时，不需要重新分配d 地址和建立p p p 连接。 采用简单i p 接入时，接入业务提供者( a c c e s ss e r v i c ep r o v i d e r ，a s p ) 在事 先设定的网络域中为a t 统一分配i p 地址。如果支持a l w a y s o n ，那么a t 可以 保留已分配的婵地址，并在指定的网络域中生效。如果a t 离开该网络域，则在 新的网络域中必须重新分配i p 地址，才能进行分组数据会话。p p 是相邻p d s n 之间的接口；p i 是p c n 与因特网之间的接口。 当采用移动i p 接入时，a t 在全网保持固定的l p 地址，由归属网络而非a s p 为其分配i p 地址。在移动i p 情况下，p c n 的协议参考模型如图2 1 2 所示。其中， f a 和h a 分别执行外部代理和归属代理的功能；f a 功能可以由拜访地p d s n 提供。 1 、逻辑实体 p c n 提供简单i p 和移动m 接入业务，本节分别介绍两种接入方法所需要的 p c n 逻辑实体的功能，并说明两者之间的关系。 ； ( 1 ) p d s n 在l xe v - d o 网络中，p d s n 作为网络接入服务器( n e t w o r ka c c e s ss e r v e r ， n a s ) ，主要完成以下三方面的功能： 1 ) 负责建立、维