（通信与信息系统专业论文）tetra数字集群系统移动性管理协议层的研究与开发.pdf

中文摘要 摘要：近年来，t e t r a 数字集群系统在我国获得了较大规模的应用。目前，国内 只有少数厂家能够生产t e t r a 数字集群终端，系统产品则几乎全部依赖进口， 且价格昂贵，而国内用户对国产化t e t r a 数字集群系统有很大需求。因此开发 具有自主知识产权的t e t r a 数字集群系统具有重要的意义。 移动性管理实体是t e t r a 数字集群空中接口协议栈的重要组成部分，移动 性管理实体的设计直接影响到移动台接入网络速度和移动性能，关系到用户对网 络使用的满意度。 本论文在综述了t e t r a 数字集群技术特点及其在国内外发展状况的基础上， 阐述了t e t r a 数字集群空中接口协议栈的分层结构和各层的功能，并深入分析 了移动性管理层的注册、去注册以及组附属和组报告等功能。通过分析和比较现 有的协议开发语言和开发方法，提出了t e t r a 数字集群协议栈所使用的开发工 具和开发语言。根据对m s 侧和s w m i 侧移动性管理协议层开发不同的分析，给 出了移动性管理模块的开发流程，以注册和组身份码附属去附属为例，重点论述 了移动性管理实体的开发与实现。利用t a u ( 3 2 所提供的测试套件设计了测试用 例，对p d u 编解码函数和移动性管理协议层进行一致性测试。测试结果表明， p d u 编解码函数能够对p d u 正确编解码，协议层实现功能与协议描述功能一致。 关键词：t e t r a 数字集群；空中接口协议栈；移动性管理 分类号：t n 9 2 9 5 2 a b s t r a c t a b s t r a c t ：i nt h e s ey e a r s t e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e mi sw i d e l yu s e di no u r c o u n l r y n o w , o n l ys e v e r a ld o m e s t i cc o m p a n i e s 啪p r o d u c et e t r ad i 百t a lt n m k e d t e r m i m d s ，s y s t e mp r o d u c t i o ni sa l m o s td e p e n d e do ni m p o r t a t i o na n dt h el m c eo ft h i s p r o d u c t i o ni sq u i t et i 咖d o m e s t i cd i g i t a l 仃m l k e ds y s t e m sa r eo ng r e a td e m a n d s t h e r e f o r e , i ti si m p o r t a n tt od e v e l o pt e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e mw h i c hi sa b s o l u t e l y m a s t e r e db yu s m o b i l em a n a g e m e n te n t i t yi sa ni m p o r tc o m p o n e n to ft e t r ad i g i t a lm m k e da i r i n t e r f a c ep r o t o c o ls t a c k t h em o b i l i t yo fm sa n dt h et i m eo fm sa c c e s s i n gt on e t w o r k 龇d i r e c t l yi n f l u e n c e db yt h ed e s i g no fm o b i l em e n a g e m e n te n t i t y u s e r ss a t i s f a c t i o n w i t hn e t w o r ki sa l s or e f e r e n c et ot h ed e s i g no f m o b i l em a n a g e m e n te n f i t y t h et h e s i ss u m m a r i z e st h et e c h n o l o g yc h a r a c t e r i s t i c so ft e t r ad i 咖lm m k e d c o m m t m i c a t i o ns y s t e ma n di t s d e v e l o p i n g s i t u a t i o na th o m ea n da b r o a d t h e h i e r a r c h i c a ls t r u c t u r ea n df u n c t i o no f e v e r yl a y e ri nt e t r a d i g i t a lt m n k e da i ri n t e r f a c e p r o t o c o li ss t a t e d , a n dt h ef u n c t i o ni nm o b i l em a n a g e m e n tl a y e r , s u c ha sr e g i s t r a t i o n , d e r e g i s w a t i o n ，g r o u pi d e n t i f i e sa t t a c h d e t a c ha n dg r o u p 陀p c i na r ed e e p l ya n a l y z e d t h e d e v e l o p m e n tt o o l sa n dd e v e l o p m e n tl a n g u a g eu s e di nt e t r ad i g i “t m n k e dp r o t o c o l s t a c ki sp u tf o r w a r db ya n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gw i t he x i s t i n gp r o t o c o ld e v e l o p m e n t l a n g u a g e sa n dd e v e l o p m e n tm e n l o d $ m o b i l em a n a g e m e n tm o d u l od e v e l o p m e n t p r o c e d u r ei sp r o v i d e db yc o m p a r i n gt h ed e v e l o p m e n td i f f e r e n c e sb e t w e e nm sa n d s w m i d e v e l o p m e n ta n dr e a l i z a t i o no fm o b i l em a n a g e m e n te n t i t y 哪e m p h a s i z e db y t a k i n gr e g i s t r a t i o na n dg r o u pi d e n t i t ya t t a c h d e t a c ha se x a m p l e s t e s t 渊a r ed e s i g n e d b yu s i n g t e s tk i tp r o v i d e di nt a ug 2 锄dc o n f o r m a n c et e s t i n go fp d ue n c o d i n ga n d d e c o d i n gf u n c t i o n sa sw e l la sm o b i l em a n a g e m e n tp r o t o c o ll a y e ri sm a d e t e s tr e s u l t s i n d i c a t et h ep d u e n c o d i n ga n dd e c o d i n gf u n c t i o n sc a i nc o r r e c t l ye n c o d ea n dd e c o d e p d u ，a n dt h ef u n c t i o ni m p l e m e n t e db yp r o t o c o ll a y e ri sa c c o r d a n c ew i t ht h ef u n c t i o n d e s c r i b e db yp r o t o c 0 1 k e y w o r d s ：t e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m ；a i ri n t e r f a c ep r o t o c o ls t a c k ；m o b i l e m a n a g e m e n t c l a s s n o ：1 n 9 2 9 5 2 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3 1 图3 2 图3 3 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 1 图4 1 2 图4 1 3 图4 1 4 图4 1 5 图4 1 6 图4 1 7 图4 1 8 图4 1 9 图4 2 0 图4 2 1 空中接口协议栈结构 m m 实体的功能。 m s 发起的正常注册过程 图 用户应用发起的注册过程8 s w m i 发起的注册过程 移动台发起的去注册过程 移动台请求节能模式过程。1 0 移动台发起的组身份码附属去附属。l l 移动台发起的组报告 传统的软件开发过程 增量迭代式软件开发过程 集成开发环境的组成 m m 实体开发流程 m m 实体功能模块的划分 p d u 编解码函数生成过程 f o r m a t t e r 模块解码原语的过程3 6 f o r m a t t e r 模块判断的p d u 类型 p r o t o 模块处理注册过程( 1 ) p r o t o 模块处理注册过程( 2 ) p r o t o 模块处理注册过程( 3 ) p r o t o 模块处理注册过程( 4 ) p r o t o 模块处理注册过程( 6 ) p r o t o 模块处理注册过程( 7 ) p r o m 模块处理注册过程( 8 ) p r o t o 模块处理注册过程( 9 ) p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 1 ) p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 2 ) p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 3 ) p r o t o 模块处理组附属，去附属及组报告( 4 ) p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 5 ) p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 5 ) p r o t o 模块处理组附属，去附属及组报告( 6 ) 。3 7 3 7 。3 8 。3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 3 4 4 4 4 4 5 图4 2 2 图4 2 3 图5 1 图5 2 图5 3 图5 4 图5 5 图5 6 图5 7 图5 8 图5 9 图5 1 0 图5 1 1 图5 1 2 图5 1 3 图5 1 4 p r o t o 模块处理组附属去附属及组报告( 7 ) 4 6 f o r m a t t e r 模块对原语的编码过程 协议测试模型 p d u 编解码函数测试原理 p d u 编解码函数测试用例 4 7 4 8 4 9 5 0 dl o c a t i o n _ u p d a t e _ a c c e p t _ e n c o d e 函数测试结果5 0 移动台请求注册测试用例( 注册成功) 移动台请求注册( 注册失败) s w m i 发起注册时的测试用例 移动台发起组附属，去附属的测试用例 基础设施发起组附属去附属测试用例 移动台发起的注册( 注册成功) 测试序列图 移动台发起的注册( 注册失败) 测试序列图 s w m i 发起的注册测试序列图 移动台发起组附属去附属测试序列图。 s w m i 发起组附属去附属测试序列图 。5 7 。5 8 。5 9 。6 0 6 2 6 3 6 4 6 5 。6 6 表4 1 表4 2 表4 3 表5 1 表5 2 m m 与m l e 的接口原语 m m 对等层间使用的p d u 表 d _ l o c a t i o nu p d a t ea c c e p tp d u 结构 d l o c a t i o n _ u p d a t e _ a c c e p t _ e n c o d e 测试数据配 测试数据配置 。2 l 。2 3 2 4 置4 9 5 5 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：0 敏 签字日期：川年i l q2 2 b 导师签名：j q 谪彳 签字日期：加- 7 年，月 1 日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，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交通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。 学位论文作者签名： 签字日期：刎年肛月3 2 日 致谢 本论文的工作是在我的导师孙昕副教授的悉心指导下完成的，孙昕副教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 孙老师对我的关心和指导。 孙昕副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向孙老师表示衷心的谢意。 孙昕副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多宝贵意见，在此表示衷心 的感谢。 在实验室工作及撰写论文期问，雷勋、姚奇、梁海涛等同学对我论文中的移 动性管理实体与v l r 数据库接口函数制定工作给予了热情的帮助。在此向他们表 达我的感激之情。 另外还要感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学 业 序 近几年，t e t r a 数字集群系统在我国取得了较大规模的发展，然而，国内几 乎没有厂商能够生产t e t r a 数字集群系统设备。t e t r a 数字集群系统通常使用 在与国计民生有关的重要部门，因此研发一套具有完全自主知识产权的t e t r a 数字集群系统设备具有重要的意义。 本文所研究与开发的移动性管理实体是t e t r a 数字集群空中接口协议栈开 发的重要组成部分。本次开发由北京交通大学、北京理工大学以及中电十五所合 作进行，目标是开发出一套能够适应多种行业需求的t e t r a 数字集群系统，从 根本上改变现阶段我国数字集群通信系统几乎完全依赖进口的现状。 1 1 概述 1 引言 集群通信系统是一种共享资源、分担费用、共用信道设备以及服务的多用途、 高效能的无线通信系统1 1 1 。集群通信使用多信道共用机制，来缓解频率资源紧缺 的状况。集群通信是处理紧急或突发事件的最有效的调度指挥通信工具，适用于 一些对于指挥、调度功能有较高要求的公安、水利、交通、民航、军队、铁路等 部门。 t e t r a ( t e r r e s t r i a lt r u n k c dr a d i o ，陆地集群无线通信) 数字集群系统是欧 洲电信协会( e t s i ) 制定的数字集群标准。t e t r a 数字集群系统可提供话音、 电路数据、短数据信息、分组数据业务以及直通模式( 移动台对移动台) 的通信， 并支持多种附加业务。它的主要优点是兼容性好、开放性好、频率利用率高以及 保密功能强i 副。 在数字集群移动通信系统体制中，t e t r a 数字集群通信体制可以根据需要使 用于不同容量的通信系统。e t s i 在制定t e t r a 数字集群标准时大量借鉴了g s m 移动通信系统的原理。例如：t e t r a 数字集群使用t d m a 多址方式，采用与g s m 类似的逻辑信道，载波带宽2 5 k h z ，l 帧有4 个时隙，使用a c e l p 语音编码和j i 4 - d q p s k 调制，支持蜂窝式连续覆盖【3 】。 t e t r a 数字集群通信系统可在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输和电 话服务，它不仅提供多群组的调度功能，而且还可以提供短数据信息服务、分组 数据服务以及数字化的全双工移动电话服务，因此只需一套系统就可以满足一个 组织的多种无线通信需求，同时t e t r a 提供了虚拟专网的功能，可以利用同一 个网络为多个不同的部门服务，有效地降低了建网成本和使用费用。正是由于以 上优点，t e t r a 数字集群系统在世界范围内得到了广泛使用m ”。 1 2t e t r a 数字集群系统的发展状况 1 ) t e t r a 数字集群在国外的发展状况 自从1 9 9 7 年开始供应t e t r a 数字集群系统以来，t e t r a 数字集群系统在国 外发展非常迅速，已经取得了很好的市场业绩，用户早己不再局限于欧洲，而是 发展到中东、亚太、非洲、拉丁美洲等世界各地，广泛地应用到公共安全、运输、 石油天然气、电力、政府、军事、工业等各种部门和行、l p ( 6 1 。除了应用到各种专 网以外，t e t r a 数字集群技术也被逐渐应用至共网中，目前世界上已经建立多个 基于t e t r a 数字集群技术的全国性共网，例如：覆盖比利时全国的t e t r a 数字 集群网络。t e t r a 数字集群不仅在保障各部门的日常活动中发挥了巨大作用，在 社会的各项重大活动和事件中也经受了考验，例如：2 0 0 2 年日韩世界杯、2 0 0 4 年雅典奥运会以及2 5 赫尔辛基世锦赛，t e t r a 数字集群系统都发挥了重要作 用，在实践中得到了验证，说明其完全可以满足类似重大活动和事件的要求【m 。 2 ) t e r r a 数字集群在国内的发展状况 我国的数字集群通信系统开发和使用起步于1 9 9 8 年，2 0 0 0 年国家信息产业 部推荐了两种数字集群的标准t e t r a 和i d e n ，其中t e r r a 具有开放性较 好和调度功能强的特点，被广泛地使用【l 川。已经投入使用的北京数字集群指挥调 度通信系统，根据。数字北京”和。数字奥运”的要求，被列为北京市重大信息 化工程。该项耳已经成为北京市调度信息传送的最重要的共用信息平台。北京的 党政机关、公安政法、交通运输等部门和行业以及武警、部队指挥机构等加入 该网，都可以运行在该网络平台上，利用系统提供的独特的“虚拟专网”功能， 为各单位建立一个虚拟专业网络。在这个虚拟专网上，各用户成员不仅可以单独 下达指令，完成指挥调度通信任务，还可以对自己的成员进行管理，提供以指挥 调度为主的调度电话、调度数据、双工电话、口分组数据等基本业务和自动车辆 定位、遥测遥控等多种增值业务服务。该通信网是我国目前规模最大、技术最先 进、功能最强大的调度指挥通信网。此外，江苏、浙江、广东以及上海等省( 市) ， 正在进行或者已经建成自己t e t r a 数字集群网络。至今，公安、铁路、地铁以 及机场等领域出现多个t e t r a 数字集群网络。截至2 0 0 6 年1 0 月底，我国己建 成并运行的t e t r a 数字集群系统有4 2 个网络、3 9 个交换机、8 6 0 个基站、6 2 0 5 0 个用户终端。此外，至2 0 0 8 年我国北京奥运会开幕前，t e t r a 数字集群终端数 量预计将会增加近一倍，也就是说，在2 0 0 8 年奥运会的时侯，t e t r a 数字集群 用户数将达1 2 万1 3 万【j l - 】。 1 3 论文的选题意义和主要工作 目前，国内正在大规模地建设t e t r a 数字集群网络，可是由于国内对t e t r a 数字集群技术研究起步较晚，现在除了少数厂商能够自行生产终端设备以外，其 2 他设备均依赖进口。国外设备均比较昂贵，更为重要的是由于t e t r a 数字集群 系统使用在政府、公安、铁路甚至军队等与国计民生的有关重要部门中，设备完 全依靠进口将对我国的经济发展和国防安全留下重大隐患，因此开发一套具有完 全自主知识产权的t e t r a 数字集群系统具有重要意义。移动性管理实体是 t e t r a 数字集群空中接口协议栈的重要组成部分，移动性管理实体的设计直接影 响到移动台接入网络速度和移动性能，关系到用户对网络使用的满意度。 第一章概述了t e t r a 数字集群通信系统及其特点，并分析了t e t r a 数字集 群在国内外的发展状况。第二章综述了t e t r a 数字集群协议栈的结构及其各层 的作用，并详细说明了移动性管理实体的功能及工作原理。第三章说明了协议栈 开发中使用的开发语言和开发工具。第四章论述了空中接口协议栈移动性管理功 能实体的开发流程和接口设计，并详细分析了注册功能和组附属去附属等功能的 开发过程。第五章主要阐述了p d u 编解码函数的测试和移动性管理协议层功能协 议一致性测试，并对测试结果进行了简要分析。第六章对全文进行了总结。 2t e t r a 数字集群移动性管理协议层 2 1 空中接口协议栈概述 t e t r a 数字集群空中接口协议是指移动台与交换与管理基础设施( s w m i ) 之间无线通道的信息传输规范，只有移动台和交换与管理基础设施的开发都遵守 这样的规范，多个厂商生产的设备才能够相互通信因此，协议栈开发必须严格 地遵守协议的规定。 t e t r a 数字集群空中接口协议是按照i s o o s i 七层参考模型定义的，协议栈 对应七层模型的下三层，分别为物理层，数据链路层以及网络层，其结构如图2 1 所示。 m t e 日1 4 l 了翳一 电昂慢a 术儇r 氟惦 电野覆瓦保护氟嚣( 骶位： 一电路模式保护最据( 高位) 竺 移动链路控制实体i 逻辑链路控制i _ 媒体接入控制l 一一一一1 一一一一一一 物理接口l a l 的第3 层 a i 的第2 层 a i 的第1 层 图2 1 空中接口协议栈结构 f i g i 吐1 跚u d 峨o f a j r i n t e r f a c e p r o t o c o ls t a c k 虽然此结构对m s 和s w m i 有共用性，但是t e t r a 数字集群协议栈对于 s w m i 侧层间通信信号的信息结构和信息元素以及一些细节性问题并未做出具体 的规定。因此，开发人员在遵守协议的前提下，可以用不同的手段和方法实现协 议要求，增强了协议开发的灵活性。 现代网络设计思想是信令面与数据面分离，1 硎t a 数字集群空中接口协议栈 就是按照此原则，根据一个通用协议模型设计的，设计的准则是层与面在逻辑上 4 相互独立i i j 。 1 ) 从垂直平面来看，t e t r a 数字集群空中接口协议栈可以垂直划分为一个 控制面( c o n t r o l p l a n e ) 和一个用户面( u s e r - p l a n e ) 。控制面包括应用协议以及 用于传输这些应用协议的信令承载；用户面包括数据流和用于承载这些数据流的 数据承载。用户发送和接收的所有信息都通过用户面来进行传输。 2 ) 从水平平面来看，由下而上t e t r a 数字集群空中接口标准分为物理层、 数据链路层、网络层三层规范。 t e t r a 数字集群空中接口的第一层是物理层，由定时结构和无线电射频等组 成。它包括射频发送和接收、调制和解调、发送和接收的转换、定时、时分多址 接入( 1 d m a ) 以及移动台的功率控制等功能。 t e t r a 数字集群空中接口的第二层由介质访问控制层( m a c ，m e d i u m a c c e s sc o n t r 0 1 ) 和逻辑链路控制层( l l c ，k 嚼c a ll i n kc o n t r 0 1 ) 两个子层组成。 m a c 层主要解决如何将数据进行处理，以适合在无线电线路上传输。l l c 处理 数据传输、转发、分段、重新装配和逻辑链路的管理和控制等操作。 t e t r a 数字集群空中接口的第三层也分成两个子层。较低子层称为移动链路 实体( m l e ) ，较高的子层由3 个单元组成，统称为子网络接入功能( s n a f s u b - n e t w o r ka c c e s sf u n c t i o n ) 移动链路实体( m l e ，m o b i l el i n ke n f l t y ) 负责 控制较低层与无线电相关的功能，包括无线电连接的管理、登记区之内的移动性 管理、移动台身份管理和服务质量控制等功能。s n a f 由移动性管理( m m ，m o b i l i t y m a n a g e m e n t ) 、电路模式控制实体( c m c e ) 和分组数据实体( p d ) 组成。m m 处理漫游和位置更新等业务。c m c e 处理呼叫控制、短数据业务以及补充业务。 p d 处理面向无连接的和面向连接用户的分组数据i l 】。 协议栈上层与下层之间通过原语相互通信，对等层之间通过p d u 相互传递信 息；下层不能分解上层的p d u 。由于这种层与层之问的封装性，对等层之间通信 更加安全。 2 2 t e t r a 数字集群移动性管理协议 2 2 1 移动性管理实体的功能 t e t r a 数字集群空中接口协议栈移动性管理实体位于空中接口第三层，向下 与m l e 相连，向上与网管和v l r 数据库等实体相连，主要提供如图2 2 所示的 5 五项功斟1 5 1 6 1 。 图2 2m m 实体的功能 h g n t e 2 2f u n c t i o n so f m me n t i t y 注册功能实现对入网移动台所处位置区进行登记，使系统可以近实时地了解 移动台所处的位置区。去注册实现减少网络无效寻呼的功能。组身份码附属去附 属及组报告功能实现对移动台所附属的组的管理。节能功能可以减少移动台的功 率消耗，延长电池使用时问。安全性功能实现如入网鉴权、空中接口加密等功能， 提高了通信的安全性。安全性功能根据用户需求，通过不同的加密算法实现，本 论文未予以讨论，其他各项功能本论文均给予了详细地说明 2 2 2注册过程 注册过程是指移动台通过与s w m i 交换t e t r a 数字集群用户身份码( 1 1 r s i ) 而使之变成为有效的和被承认的t e t r a 数字集群用户的过程。除了使移动台成 为合法移动台的作用以外，注册还可以使系统能够近实时地了解到移动台所处的 区域，减少系统在寻找移动台时的寻呼范围，因此注册是移动性管理实体晟重要 的功能之一。根据发起方的不同，注册过程可分为三类：m l e 发起的注册、用户 应用发起的注册以及s w m i 要求注册1 1 7 1 j 8 l 。 2 2 2 1m l e 发起的注册 当移动台从一个位置区( l a ) 移动到另一个位置区时，移动台需要向交换与 管理基础设施发起注册，该过程由m l e 首先发起，因此，这种类型的注册被称 6 为m l e 发起的注册【1 9 1 。 m l e 发起的注册可以分为正常注册和转移注册。转移注册是指当有激活电路 模式时移动台登记区发生变化，并请求类型1 小区再选时，发起的注册过程。 正常注册是注册中最为常见的形式之一。正常注册可分为漫游注册、迁移到 其他网络注册、迁回到归属网络注册以及暂时禁用状态下注册。漫游注册是指当 移动台在归属网络中位置区发生变化时发起的注册过程。迁出归属网络注册是指 当移动台迁移到归属网络以外( 即网络的移动国家码或移动网络码发生变化) 时， 移动台发起的注册。迁回归属网络注册与迁出归属网络注册相对应，是指当移动 台从其它t e t r a 数字集群网络迁回归属网络时发起的注册过程。在目前的实际 应用中，由于安全性和不同单位问互联互通等原因，t e t r a 数字集群网络中的用 户一般都不能实现迁移，因此漫游注册是最为常见的正常注册形式，正常注册过 程如图2 3 所示 m m m s m l e眦s w 删 眦e _ p m l l ) t 指示 ( ul 0 c a t i o nu p d t ed 刚 n d ) 一 m l eu n i t d a t a 请柬 ( d _ l o c a t i o n _ u p d a t e _ a c c e p t r e e c t ) 图2 3m s 发起的正常注册过程 f i g u m 2 3 n o r m a lr e c i t a t i o n d d l l r e i n i f i a 把d b y m s m s 侧m m 实体利用m l eu n i t d a t a 请求原语向m l e 实体发送信息，该 原语中携带ul o c ：a t i o nu p d a t ed e m a n dp d u ，该p d u 中包含注册中需要 使用的各种信息。在接收到该信息之后，m l e 实体在m m 传送来的p d u 头部加 入本层需要向对等层传送的信息，然后将信息封装成为新的p d u 传送到下层。最 后，通过空中接口将信息发送到交换与管理基础设施侧的m l e 实体。m l e 实体 再通过m l eu n i t d a t a 指示原语将ul o c a t i o nu p d a t ed e m a n dp d u 发 送到m m 实体，m m 通过p d u 解码规则取出p d u 中的注册信息，并通过与网管 和v l r 等实体交互信息，以决定接受还是拒绝移动台的注册请求。当s w m i 接受 移动台注册时，通过将信息封装到dl o c a t i o nu p d a t ea c c e p tp d u 中与 对等的m m 实体通信。当s w m i 拒绝移动台的注册时，通过将信息封装到 d ) c a t l 0 nu p d a t er e j e c t p d u 中来拒绝移动台的注册请求。 7 当进行转移注册时，m s 与s w m l 信息交互过程与正常注册过程基本相同， 不同的是正常注册所使用的原语为m l e u n i t d a t a 请求原语和 m l e _ u n i t d a t a 指示原语，而转移注册所使用的原语为m l e _ p r e p a r e 请求原 语和m l e _ p r e p a r e 证实原语。 2 2 2 2 用户应用发起的注册 在移动台预占一个小区之后，可以通过用户应用向s w m i 发起注册。在用户 开机的时候或者在其他任何有需要的时候( 例如：周期注册) ，可以发生用户应用 发起的注册，用户应用发起的注册过程如图2 4 所示 u s e r a 即l i c 鲥 删 m l e 图2 4 用户应用发起的注册过程 f i g u r e 2 ar e 鲕a 6 0 n o c c d i i i n i t i a t e db yu s e ra 耐例 由图2 4 可知，m s 侧用户应用通过t n m mr e g i s t e t i o n 请求原语向m m 发起注册请求。在接收到该原语之后，m m 提取该原语中的信息，根据p d u 编 码规则，将信息封装到ul o c a t i o nu p d a t ed e m a n dp d u 中，然后通过 m l e 和m a c ，经由空中接口发送至s w m i 侧。s w m i 处理用户应用发起的注册 过程与处理m l e 发起的注册过程类似，没有太大的差别。 2 2 2 3s w m i 发起的注册 除了移动台主动向s w m i 请求注册以外，s w m i 也可以随时要求移动台向其 注册，注册过程如图2 5 所示 m mm m 图2 5s w m i 发起的注册过程 f i g u r e 2 5r 铝劬6 伽p i o d i l r ei n i t i a t e db ys w m i 在接收到网管实体要求某个特定移动台向系统注册的信号之后，s w m i 侧 m m 实体可以向对等层发送dl o c a t i o nu p d a t ed e m a n dp d u ，该p d u 中 包含了是否要求移动台在注册的同时发起组报告的标志位参数。m s 在接收到系 统要求其注册的p d u 后，像正常注册那样，向基础设施发送 u l o c a t i o n u p d a t e d e m a n dp d u ，只是该p d u 中的参数与正常注册时 配置不完全相同。s w m i 在接收到注册请求之后，像处理正常注册那样，通过与 v l r 等实体交互信息，确定是否接受移动台的注册请求。如果接受移动台的注册 请求，那么s w m i 向对等层发送dl o c a t i o nu p d a t ea c c e p tp d u 。如果拒 绝移动台的注册请求，那么s w m i 侧m m 需要向m s 侧m m 发送 du ) c 棚0 nu p d a t er e e c tp d u 。 2 2 3 去注册过程 当移动台关机或者包含i t s i ( 独立t e t r a 用户身份码) 的用户专用信息被 从移动台中移除时，移动台可以向s w m l 发送去注册请求，去注册过程如图2 6 所示 m s s w m i m mm l em l e删 图2 6 移动台发起的去注册过程 i r 培a r e 2 6d 目铝j s t e f 印d d i ei n i t i a t e db ym s 9 移动台通过带有u1 1 r s id e t a c hp d u 的m l eu n i t d a t a 请求原语向 m l e 发送信息，m l e 在接收到该p d u 之后，在其首部封装必要的信息，并将其 发送到下层，再通过空中接口将其发送至交换与管理基础设施侧。s w m i 在接收 到去注册请求后，将该移动台在访问位置寄存器( v u t ) 中的状态设置为去注册 ( 去附属) 状态。将移动台的状态设置为去注册，主要是为了减少通话连接过程 中的基站对移动台的无效寻呼，节省网络资源。在去注册过程中，s w m i 不需要 向m s 发送确认指令。移动台关机时没有向s w m i 发送去注册请求或者网络拥塞 等原因s w m i 没有接收到移动台的去注册请求，s w m l 会因为移动台在一段时间 内没有向其发送注册请求，也会将移动台的状态设置为去注册( 去附属) 状态。 2 2 4 节能模式 在较长时间没有业务的情况下，移动台可以申请进入节能模式，以延长电池 的使用时问，移动台节能请求过程如图2 7 所示 删m眦眦s w m i 删 图2 7 移动台请求节能模式过程 f i g u r e 2 7 p r o c e d u r e o f m sr e q u e s t i n g e n e r g y e c o n o m y m o d e 用户应用通过t n m me n e r g ys a v i n g 请求原语向m m 发送节能请求信 息，m m 在接收到请求之后，向m l e 发送um ms t a t u sp d u ，该p d u 中包 含一个uc h a n g eo fe n e r g ys a v i n gm o d er e q 子p d u ，该子p d u 中包 含与节能请求相关的信息项，例如：节能等级等信息。s w m i 在接收到节能请求 之后，根据网络和移动台的实际状况，接受或者重新分配一个新的节能等级给移 动台。移动台可以接受也可以拒绝s w m l 分配的节能等级，如果移动台拒绝s w m l 分配的节能等级，那么它只能保持不节能状态。与移动台请求节能相似，交换与 基础设施也可以主动要求特定移动台节能，信息交互过程与移动台请求节能过程 正好相反，然而这种功能在实际应用中很少使用 2 2 5 组身份码附属，去附属及其组报告 作为专用无线通信系统。t e r r a 数字集群系统具有与一般公共无线通信系统 不同的特征，一个最显著的特征就是t e r r a 数字集群系统提供组呼功能。每个 移动台可能同时拥有一个或多个组用户身份码( g s s i ) ，即一个i t s l 可以对应一 个或多个g s s i 一个移动台的i t s i 是相对固定的，而其附属的g s s i 可以根据需 求。通过空中接口发生改变因此，t e t r a 数字集群系统的移动性管理除了与公 共通信系统相同的注册功能以外，还具有t e t r a 数字集群系统特有的组身份码 附威去附属以及组报告功能。 按照发起方不同，组身份码附属去附属和组报告过程可分为移动台发起的组 附属去附属、s w m i 发起的组附属去附属、移动台发起的组报告以及s w m i 发起 的组报告四类。以上四个过程虽有不同，但是有很强的相似性。下面以移动台发 起的组附属，去附属和移动台发起的组报告为例来说明组附属去附属和组报告过 程，移动台发起的组身份码附属，去附属过程如图2 3 所示 m m m s m 比m l e s w m i m m 眦u 町巾m 辨 碍k “口日 d 口r m y l m 町b m l 赫 p _ 1 ”凸哪枷q 0 坤 m 翻丌w 压) 图2 8 移动台发起的组身份码附属，去附属 f i g u r e2 8 c , r o u pi d e n d d e sa n a c 陆“d d a c h m c n ti n i t i a t e db ym s m s 侧m m 通过向对等的s w m i 侧m m 发送u _ a t r a c h d e r a c hg r o u p d d 唧p d u 发起组身份码附属去附属过程s w m i 侧m m 在接收到 ua 1 t a c h d f r a c hg r o u pi d e n t i t yp d u 之后，确定移动台发起了组附属 去附属请求。s w m i 从该p d u 中提取组附属去附属信息，通过与网管和v l r 的 信息交互，以决定是否接受移动台对相应组的附属去附属请求，并通过 da t r a c h d f r a c hg r o u p 玎) e n t n y a c kp d u 对m s 侧m m 的组附属去附 属请求作出应答 除了通过组附属去附属方式改变附属的组以外，移动台也可以通过组报告的 方式重新确定其所附属的组，组报告过程如图2 9 所示。 砌墙正加l es w m l删 图2 9 移动台发起的组报告 f i g u r e 2 9g r o u pr e p o r ti n i t i a t e db ym s m s 侧m m 向s w m i 侧m m 发送ua ：兀a c h d 即r a c hg r o u pi d d 盯r r y p d u ，并将p d u 中的“组身份报告”子项设置为“请求报告”。s w m i 侧m m 在 接收到此p d u 之后，确定移动台发起了组报告请求。s w m i 将需要附属且能够被 附属的组重新附属。移动台在接收到s w m i 的组附属请求p d u da ：兀a c h ，d 眦hg r o u pi d e n t i t y 之后，提取该p d u 中组附属信息，根 据实际需要决定哪些组被附属，并通过发送ua t r a c h d e t a c hg r o u p i d e n t i t y a c kp d u ，应答s w m i 的组附属请求。 s w m i 发起的组附属和s w m i 发起的组报告过程与移动台发起的组附属和组 报告过程基本一致，只是发起方不一样需要注意的是，移动台不能拒绝s w m i 发起的对组身份码去附属信息。 1 2 3 1 开发语言 3 1