摘要 摘要 近些年來，隨著通信網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)的不斷演進，帶寬不斷拓展，業(yè)務(wù)內(nèi)容、業(yè)務(wù) 種類也不斷豐富。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展集中呈現(xiàn)出：寬帶化、多媒體化、p 化等趨勢。無線 通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接入技術(shù)均在朝著以上這三個目標不斷演進，并完成了從實驗室 技術(shù)理論到實際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的過程。 與此同時，軟交換技術(shù)的不斷成熟使網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)功能與底層傳送技術(shù)在“物理 上一分離開來、不同媒體類型的業(yè)務(wù)交互的實現(xiàn)變得簡單、不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互 通變得可能。使用軟交換技術(shù)組網(wǎng)也成為電信運營商的必然選擇。 在移動通信網(wǎng)3 g 標準之一的w c d m a 網(wǎng)路中，其核心網(wǎng)絡(luò)( 岍s 系統(tǒng)) r 4 版本中出現(xiàn)了新的接口m c 接口。軟交換技術(shù)正是通過該接口在u m t s 系統(tǒng)的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運行上得到體現(xiàn)。對于w c d m a 網(wǎng)絡(luò)而言，核心網(wǎng)電路域的m c 接 口控制了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各媒體類型通信業(yè)務(wù)的運行，對它的監(jiān)測是整個w c d m a 核心網(wǎng)監(jiān) 測的關(guān)鍵。 本文首先介紹了w c d m a 的特點和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對m e 接口監(jiān)測的必要性與監(jiān) 測要求進行了分析；然后對m c 接口上的h 2 4 8 協(xié)議做了研究，并著重分析該協(xié)議 的連接模型、消息結(jié)構(gòu)以及它在m c 接口上的應(yīng)用；接著介紹w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀 的體系結(jié)構(gòu)，包括測試儀的軟件體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理流程和多線程結(jié)構(gòu)，并重點介 紹了m e 接口監(jiān)測模塊在測試儀中的位置和作用；隨后，文章從b e r 編碼規(guī)范和 a b n f 語法規(guī)范入手，詳細闡述對以二進制方式、文本方式兩種方式編碼的h 2 4 8 協(xié)議數(shù)據(jù)的解碼功能的設(shè)計和實現(xiàn)；最后，文章對m e 接口上的業(yè)務(wù)流程作了研究 和分析，根據(jù)對典型業(yè)務(wù)流程的分類總結(jié)了呼叫合成的關(guān)鍵信息( k e y 值) ，提出了 m c 接口監(jiān)測模塊的呼叫合成方案，并根據(jù)該方案從“類”的封裝設(shè)計這一角度闡 述了呼叫合成與統(tǒng)計分析功能的實現(xiàn)；并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)未來的發(fā)展對下一步的工 作做了探討和展望。 論文用現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)對該模塊的實際運行效果進行了測試，結(jié)果表明本監(jiān)測模塊達 到了測試期望，已經(jīng)具有商用水平。 關(guān)鍵詞：w c d m a ，網(wǎng)絡(luò)測試，m e ，h 2 4 8 m e g a c o ，c d r 重慶郵電大學碩士論文 a b s r a e t a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t a n te v o l u t i o no fc o l en e t w o r k , b a n d w i d t hc o n t i n u e st oe x p a n d , t h e c o n t e n t sa n dt y p e so fs e r v i c ec o n t i n u o u s l ye r t r i e h e d n e t w o r k sd e v e l o p m e n th a sb e e n e o n e e n t r a t l yk n o w n 勰b r o a d b a n d , m u l t i m e d i a , m o b i l ea n d s oo n i ns u e l aat r e n d , b o t ht h e a r c h i t e c t u r ea n da c c e s st e c h n o l o g yo fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka 托d e v e l o p i n g t o w a r d st h o s eg o a l s a n dt h e i rt e c h n i c a lt h e o r i e sh a v eb e e na p p l i c a t e di n t ot h ee x i s t i n g n e t w o r k sf r o ml a b o r a t o r y a tt h es a m et i m e , s o f t s w i t c h i n gt e c h n o l o g yh a sm a t u r e d i tp h y s i c a l l ys e p a r a t e n e t w o r k ss e r v i c ef u n c t i o n sf r o mu n d e r l y i n gl r a m m i s s i o nt e c h n o l o g y t h ei n t r a e i o m b e t w e e nd i f f e r e n tt y p e so fs e r v i c e sb e c a m es i m p l e t h ei n t e r c o m m u n i c a t i o n sb e t w e e n d i f f e r e n tn e t w o r k sb e c a m ep o s s i b l e u s i n gs o f t - s w i t c h i n gt e c h n o l o g yt oo r g a n i z em e i r o w nn e t w o r kh a sb e c o m en e t w o r ko p e r a t o r s i n e v i t a b l ec h o i c e w c d m aw h i c hi so n eo ft h e3 gs t a n d a r d sh a sa d dan e wi n t e r f a c ei ni t sc 0 n e t w o r k ( u m t ss y s t e m ) b yt h i sa d d i t i o n , t h es o f t - s w i t c h i n gt e c h n o l o g yw i t si m p o r t e d i n t ot h en e t w o r ks t r u c t u r eo fw c d m aa n di t ss y s t e m so p e r a t i o n m ei n t e r f a c ec o n t r o l s a l lt y p e so fm u l t i m e d i as e n r i c l 鼴i nc o l en e t w o r k sc i r c u i ts w i t c h e dd o m a i n m o n i t o r i n g m ei n t e r f a c ei st h ek e yt om o n i t o r i n gw d m sc o l en e t w o r k t h i sa r t i c l ef i r s ti n t r o d u c e dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dn e t w o r ks t r u c t u r eo fw c d m a i t a n a l y z e dt h en e c e s s i t ya n dd a m e n d so fm o n i t o r i n gm ei n t e r f a c e a t t e rt h a ti td i dt h e t h o r o u g h r e s e a r c h0 1 3t h eh 2 4 8p r o t o c o ls t a n d a r dw h i c hi su s i n go i lm ei n t e r f a c e t h e ni t i n t r o d u c e dt h es y s t e ms t r u c t u r eo fw c d m an e t w o r kt e s t e ri n c l u d i n gi t sd a t ap r o c e s s i n g a n dm u l t i - t h r e a d i n gs t r u c t u r e ，s p e c i a l l yf o c u s e do i lm em o n i t o r i n gm o d u l e sf u n c t i o na n d p o s i t i o ni nt h ew h o l et e s t e r b a s e d0 1 3b e r a n da b n f , t h i sa r t i c l ee l a b o r a t e dt h ed e s i g n a n di m p l e m e n to fh 2 4 8d a t a sd e c o d i n gf u n c t i o nf o rb o t hb i n a r ym o d ea n dt e x tm o d e i n t h el a s tc h a p t e r , a r t i e ld i dat h o r o u g hr e s e a r c ho ft h es e l v i e ep r o c e s s i n g0 1 1m ei n t e r f a e o a c c o r d i n g t ot h er e s u l t , a r t i c l er e a c h e dt h ec r i t i c a lv a l u e sf o rs y n t h e s i z i n gc a l l i n gd e t a i l s b yc l a s s i f i e ds e r v i c ep r o c e s s i n g st y p e s i tp r o p o s e dc d r ss y n t h e s i z i n gs e h e r r l e , t h e n d e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h ec d rs y n t h e s i z i n gf u n c t i o no nt h eb a s i so fs e h e r n e t h e e l a b o r a t i n go f t h ed e s i g na n di m p l e m e n tw 嬲f r o mt h ep e r s p e c t i v eo f c l a s sp a c k a g i n g t h e e n do ft h ea r t i c l em a d eas u m m a r yo ft h et e x t , e x p l o r e da n d p r o s p e c t e dt h en e x tp h a s eo f w o r kb ya n a l y z i n gn e t w o r k sf u t u r ed e v e l o p m e n t a r t i e lh a sn ms 0 1 1 1 et e s t sa b o u tm em o n i t o r i n gm o d u l e sf t m e t i o mb y u s i n gd a t a s m 重慶郵電大學碩士論文 f r o me x i s t i n gn e t w o r k t h er e s u l ts h o w st h a tt h i sm o u d l e so p e r a t i n ge f f e c th a sm e to u r e x p e c t a t i o n , r e a c h e sc o m m e r c i a ll e v e l k e y w o r d s ：w c d m a , n e t w o r kt e s t i n g , m e , h 2 4 8 m e g a c o ，c a l l i n gd e t a i lr e c o r d s i v 圖表目錄 圖表目錄 圖1 1r 4 版本的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)2 圖2 1 協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的位置7 圖2 2h 2 4 8 消息體結(jié)構(gòu)。1 3 圖2 3 事務(wù)、動作、命令的包含關(guān)系1 4 圖2 4h 2 4 8 協(xié)議消息機制。15 圖3 1w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀軟件體系結(jié)構(gòu)。1 7 圖3 2w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀數(shù)據(jù)處理流程18 圖3 3w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀多線程體系架構(gòu)1 9 圖3 4m e 接口監(jiān)測模塊的總體架構(gòu)2 1 圖4 1 解碼類繼承類圖2 4 圖4 2 長度八位位組確定形式的b e r 編碼結(jié)構(gòu)2 5 圖4 3 長度八位位組不確定形式的b e r 編碼結(jié)構(gòu)。2 5 圖4 4 低標簽編號的標識符八位位組編碼結(jié)構(gòu)2 6 圖4 5 長形式的長度八位位組編碼結(jié)構(gòu)2 6 圖4 6h 2 4 8 協(xié)議識別流程圖2 8 圖4 7 長度八位位組字段解碼流程圖2 9 圖4 8h 2 4 8 協(xié)議事務(wù)請求消息的詳細解碼流程圖。3 l 圖4 。9h 2 4 8 協(xié)議詳細解碼結(jié)果演示3 2 圖4 1 0m e g a e o 詳細解碼結(jié)果演示。4 0 圖5 1 網(wǎng)內(nèi)終端呼叫流程4 3 圖5 2 網(wǎng)間中繼呼叫流程4 6 圖5 3 業(yè)務(wù)流程不同階段的關(guān)鍵信息4 9 圖5 4h 2 4 8 協(xié)議呼叫合成方案流程圖5 0 圖5 5c d r 在系統(tǒng)中的存儲5 3 圖5 6 終結(jié)點d 為k e y 值的h a s h 表結(jié)構(gòu)5 3 圖5 7 呼叫合成功能運行結(jié)果( 網(wǎng)內(nèi)終端呼叫的主叫側(cè)流程) 6 3 i x 重慶郵電大學碩士論文 圖5 8 呼叫合成功能運行結(jié)果( 網(wǎng)內(nèi)終端呼叫的被叫側(cè)流程) 6 3 圖5 9 呼叫合成功能運行結(jié)果( 網(wǎng)間中繼呼叫的主叫側(cè)流程) 6 4 圖5 1 0 呼叫合成功能運行結(jié)果( 中繼呼叫的被叫側(cè)流程) “ 圖5 1 l 流量統(tǒng)計流程圖6 9 圖5 1 2 統(tǒng)計分析功能運行結(jié)果( 呼叫統(tǒng)計) 7 3 圖5 1 3 統(tǒng)計分析功能運行結(jié)果( 話務(wù)統(tǒng)計) 7 3 圖5 1 4 統(tǒng)計分析功能運行結(jié)果( 性能統(tǒng)計) 7 4 圖5 1 5 統(tǒng)計分析功能運行結(jié)果( 呼損統(tǒng)計) 7 4 圖5 1 6 流量統(tǒng)計運行結(jié)果7 5 表2 1h 2 4 8 協(xié)議描述符。lo 表2 2h 2 4 8 命令1 2 表5 1 業(yè)務(wù)相關(guān)的統(tǒng)計指標表7 0 x 縮略詞表 略縮詞表 英文縮寫中文譯文英文全稱 w d m a寬帶碼分多址 w i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l f i p l ea c c e s s c d n l 屹0 0 0 碼分多址2 0 0 0 c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s2 0 0 0 t n n ed i v i s i o n - s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o n t d s c d m a 時分同步碼分多址 m u l t i p l ea c c e s s 3 g第三代移動通信 3 r d - g e n e r a t i o n 口互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 i n t e m e tp r o t o c o l g s m 全球移動通訊系統(tǒng) 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 s n l 廿 移動應(yīng)用部分( 協(xié)議) m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t u m 盯s 通用移動通信系統(tǒng) 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 u t r a n 全球路上無線接入 u n i v e r s a lt e r r e s t r i a lr a d i oa c c e s s m s cs e r v e 移動交換中心 m o b i l es w i t c h i n gc e n t e rs e r v e r m g w媒體網(wǎng)關(guān)m e d i ag a t e w a y i s d n綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i g i t a ln e t w o r k n u 國際電訊聯(lián)盟 i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu m o n 肼 互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組 i n t e m e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e 1 d m 時分復用和復用器 t i m ed i v i s i o nm u l t i p l e xa n dm u l t i p l e x e r 刪 異步傳輸模式 a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e s c t p 流控制傳輸協(xié)議 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 c o l m t p 第三級用戶的適 m 3 u am t p 3 - u s e ra d a p t a t i o nl a y c f 配層協(xié)議 m t p 3 b 信息傳輸部分第3 級 m e s s a g et r a n s f e rp a r tl e v e l3 u d p用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議u s e rd a t a g r a mp r o t o c o l h 2 4 8 m e g a c o 媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議m e d i ag a t e w a yc o n t r o lp r o t o c o l m g c 媒體網(wǎng)關(guān)控制器m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r m g 媒體網(wǎng)關(guān) m e d i a g a t e w a y p d u 協(xié)議數(shù)據(jù)單元 p r o t o c o ld a t au n i t s d u 服務(wù)數(shù)據(jù)單元 s g l v i c 宅d a t au n i t b e r 基本編碼規(guī)則 b a s i ce n c o d i n gr u l e s x i 重慶郵電大學碩士論文 p e r 緊縮編碼規(guī)則 p a c k e te n c o d i n gr u l e s c e r 正則編碼規(guī)則 c a n o n i c a le n c o d i n gr u l e s t l v 類型長度值t y p e - l e n g t h - v a l u e t h ei n t e r n e ta s s i g n e d u 心隊 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配機構(gòu) n u m b e r s a u t h o r i t y d u a lt o n em u l t i d t m f 雙音多頻信號 f r e q u e n c y k 毆哂 擴展巴斯克范式 a u g m e n t e db a c k u s - n a u rf o r m l 也 正則表達式 r e g u l a re x p r e s s i o n c d r 呼叫詳細記錄c a l l i n gd e t a i lr e c o r d s u e 用戶設(shè)備 u s e re q u i p m e n t s g 信令網(wǎng)關(guān)s i g n a l i n gg a t e w a y x 第一章緒論 1 1 研究背景 第一章緒論 隨著軟交換等技術(shù)的深入應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展集中呈現(xiàn)出：寬帶化、多媒體化、 p 化等趨勢。移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接入技術(shù)在這種趨勢的影響下也不斷演 進，并完成了從實驗室技術(shù)理論到實際網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的過程。在國內(nèi)，以w c d m a 、 c d m a 2 0 0 0 、t d s c d m a 為標準的3 g 網(wǎng)絡(luò)也各自開始進入運營階段，從而滿足移 動通信用戶日益增長的多媒體化、寬帶化的業(yè)務(wù)需求。隨著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展和技術(shù) 的提升，業(yè)務(wù)量和復雜度也在不斷提高。在這種發(fā)展背景下，移動通信運營商如何 通過合理有效的技術(shù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運營情況，保障網(wǎng)絡(luò)的正常運行是運營商和網(wǎng)絡(luò)測試 公司在下一階段的運營監(jiān)測中必須解決的關(guān)鍵問題，其中對于核心網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測又是 這一關(guān)鍵問題的核心。對于w c d m a 網(wǎng)絡(luò)而言，其核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的m e 接口控制了網(wǎng) 絡(luò)內(nèi)各種媒體類型通信業(yè)務(wù)的運行，對它的監(jiān)測成為整個核心網(wǎng)監(jiān)測的關(guān)鍵。 1 2w c d n 隊 1 2 1w c d m a 特點 w c d m a 1 】由歐洲e t s i 和日本a r i b 提出，它的核心網(wǎng)基于g s m - m a p 信令結(jié) 構(gòu)。w c d m a 采用直接序列擴頻碼分多址( d s c d m a ) 、頻分雙工( f d d ) 方式， 碼片速率為3 8 4 m c p s ，載波帶寬為5 m h z 。系統(tǒng)能同時支持電路交換業(yè)務(wù)( 如p s t n 、 i s e i n ) 和分組交換業(yè)務(wù)( 如網(wǎng)) ，該系統(tǒng)使用靈活的無線協(xié)議可在一個載波內(nèi) 同時支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并通過透明或非透明傳輸來支持實時、非實時 業(yè)務(wù)。 擴頻碼 在w c d m a 系統(tǒng)中采用長的擴頻碼，不同的小區(qū)和上行鏈路中不同的用戶由 不同的擴頻碼來區(qū)分。在下行鏈路中用g o l d 碼，便于小區(qū)的快速搜索。上行鏈路采 用短碼和擾碼，易于實現(xiàn)多用戶接收機技術(shù)。擾碼為g o l d 序列，對于信道的區(qū)分則 采用正交碼，如樹形結(jié)構(gòu)的正交碼。 多碼率 同一連接的多種服務(wù)可以復用在一個專用物理數(shù)據(jù)信道( d p d c h ) 上。在服務(wù) 的多路復用和信道編碼之后，多路復用的數(shù)據(jù)流映射到一個d p d c h 上。如果總的數(shù) 據(jù)率超過了一個碼分信道的傳輸上限，則可以將多路復用映射到不同的d p d c h 上， 重慶郵電大學碩士論文 分配多個d p d c h 實現(xiàn)一種多碼道的方式，分別進行編碼及交織。此時，功率和每個 服務(wù)的質(zhì)量均可分別獨立地進行控制。 分組數(shù)據(jù) w c d m a 提供了數(shù)據(jù)包發(fā)送機制。短的數(shù)據(jù)包可以直接附加在隨機接入信道 中，這種方法稱為公共信道分組傳輸。更大和更經(jīng)常進行的數(shù)據(jù)傳輸則在專用信道 上完成，單個大的數(shù)據(jù)包用單數(shù)據(jù)包方式傳輸，當數(shù)據(jù)傳送完成時，專用信道立即 釋放。在多分組方式傳輸時，專用信道將通過功率控制及同步信息保持來維持專用 信道。另外，w c d m a 還可支持基站間的異步操作。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng) 還可支持自適應(yīng)天線陣技術(shù)和多用戶檢測等技術(shù)。 w c d m a 采用u m t s 2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與第二代移動通信系統(tǒng)類似。 u m t s 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由用戶終端( u e ) 、無線接入網(wǎng)絡(luò)( i 瓜a n ) 、核心網(wǎng)絡(luò)( c n ) 和運營支撐子系統(tǒng)( o s s ) 組成，能夠由現(xiàn)有的g s m 網(wǎng)絡(luò)平滑演進。 無線接入網(wǎng)( ij ，豫a n ) 處理所有與無線有關(guān)的功能；核心網(wǎng)( c = n ) 處理u m t s 系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交換和路由功能。在邏輯 上可將c n 分為電路交換域( c s ) 和分組交換域( p s ) 和業(yè)務(wù)應(yīng)用域。l r m t s 系統(tǒng) 的r 9 9 版本和g s m 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比，在核心網(wǎng)側(cè)的變化不大，只是在無線側(cè)引入 了一些新的接口。而從r 4 版本開始，核心網(wǎng)開始了向n g n 網(wǎng)絡(luò)的演進，其核心網(wǎng) 結(jié)構(gòu)如圖1 1 所示。 圖1 1r 4 版本的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu) 2 第一章緒論 如上圖所示，r 4 版本的核心網(wǎng)分為電路域、分組域和業(yè)務(wù)應(yīng)用域。電路域為用 戶提供“電路型業(yè)務(wù) 或相關(guān)信令連接的實體，其包含的網(wǎng)元設(shè)備有：移動業(yè)務(wù)交 換中心服務(wù)器( m s cs e r v e r ) 、m g w ( 媒體網(wǎng)關(guān)) 、拜訪位置寄存器( 且) 、網(wǎng)關(guān) 移動業(yè)務(wù)交換中心( g m s cs e r v e r ) 。分組域為用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其包含的網(wǎng) 元設(shè)備有：業(yè)務(wù)g p r s 支持節(jié)點( s g s n ) 、網(wǎng)關(guān)g p r s 支持節(jié)點( g g s n ) 。業(yè)務(wù)應(yīng) 用域提供了業(yè)務(wù)支撐的功能，其包含的網(wǎng)元設(shè)備有：鑒權(quán)中心( a u c ) 、歸屬位置寄 存器( h u t ) 、短消息中心( s c ) 和設(shè)備標識寄存器( e 瓜) 。業(yè)務(wù)應(yīng)用域的網(wǎng)元設(shè) 備供電路域和分組域共同使用。 在圖1 1 中可以看到，g s m 核心網(wǎng)中的移動交換中心( m s c ) 已經(jīng)分離為移動 業(yè)務(wù)交換中心服務(wù)器( m s cs e r v e r ) 和m g w ( 媒體網(wǎng)關(guān)) 這兩個系統(tǒng)網(wǎng)元。這一 點的改動對于u m t s 核心網(wǎng)的發(fā)展有重要的意義，它將承載和傳輸功能從傳統(tǒng)的 m s c 中分離出來，交由m g w 完成各類型媒體的轉(zhuǎn)換，傳輸，交互等功能；而m s c s e r v e r 只完成對電路域交換業(yè)務(wù)的控制、用戶信令處理、地址更新、位置登記、呼 叫連接和安全性管理等功能。 經(jīng)過這一分離之后，m s cs e r v e r 和m g w 之間引入了新的接口m c 接口， m s cs e r v e r 正是通過這一接口使用h 2 4 8 協(xié)議來完成對m g w 的控制。u m t s 系統(tǒng) 就此引入了軟交換技術(shù)，并在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上完成了控制與承載的分離，整個核心網(wǎng)也 朝著n g n 網(wǎng)絡(luò)開始演進。 1 3m c 接口測試 1 3 1m c 接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu) 如上所述，m c 接1 ：3 3 】是3 g p pr 4 版本中的新增接1 ：3 ，它是m s cs e r v e r ( 或g m s c s e r v e r ) 與媒體網(wǎng)關(guān)m g w 之間的標準接口，其協(xié)議遵從h 2 4 8 協(xié)議。 m e 接口的物理接口可選擇a t m 、i p 或t d m 方式；接口采用的h 2 4 8 協(xié)議消息包 含二進制或文本方式編碼方式；底層傳輸機制采用m t p 3 b ( 基于a t m 的信令傳輸) 或s c t p ( 基于m 的信令傳輸) 為上層提供協(xié)議承載。 m c 接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)有： 純口連接【4 】時，協(xié)議棧為h 2 4 8 s c t p i p ，也可將m 3 u a 加在s c t p 之上。為了 更好地與基于h 2 4 8 的軟交換系統(tǒng)進行互通，在純連接時，可選采用u d p 承載，即 h 2 4 8 l d p p ： 純a t m 連接【5 】時，協(xié)議棧為h 2 4 8 腳3 b s s c f s s c o p aa i ，5 刪； 混合a t m ，i p 連接時，協(xié)議棧為h 2 4 8 m 3 u a s c l m 仰。 重慶郵電大學碩士論文 1 3 2m e 接口的監(jiān)測 m e 接e l 向m s cs e r v e r ( 或g m s cs e r v e r ) 提供了在呼叫處理過程中控制m g w 中 各類靜態(tài)、動態(tài)資源( p a t m t o m ) 的能力( 包括終端屬性、終端連接交換關(guān)系及 其承載的媒體流) ；提供了獨立于呼叫的m g w 狀態(tài)維護與管理能力。它的接口特點 如下： 存在支持不同呼叫模型的靈活的連接處理以及使h 3 2 3 用戶使用不受限制的不同 媒體的處理； 開放的結(jié)構(gòu)支持該接口的包定義和擴充； m g w 物理節(jié)點資源的動態(tài)共享，一個物理的m g w 可以分割成多個相互獨立的 邏輯m g w ； 根據(jù)h 2 4 8 協(xié)議實現(xiàn)在m g w 控制的承載和管理資源之間的動態(tài)傳輸資源共享； 支持移動通信網(wǎng)絡(luò)特定的功能，如s r n c 重定位切換等。 在一次呼叫的處理過程中，m s cs e r v e r 與m g w 之間通過h 2 4 8 消息進行控制、 交互與統(tǒng)計，完成鏈路的建立、維持、修改、釋放和拆除，進而實現(xiàn)w c d m a 核心 網(wǎng)電路交換的完成。 因此，對于m c 接口的監(jiān)測是對整個核心網(wǎng)電路域監(jiān)測的關(guān)鍵。對于它的監(jiān)測 包括以下主要內(nèi)容：1 6 】 對不同傳輸承載的數(shù)據(jù)采集。 對h 2 4 8 協(xié)議的解碼實現(xiàn)。 對接口所涉及的各媒體類型業(yè)務(wù)的呼叫流程重現(xiàn)。 對話務(wù)量，掉話率等各關(guān)鍵數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。 1 4 本文主要研究的內(nèi)容 本論文主要研究的內(nèi)容來源于研發(fā)項目3 g 網(wǎng)絡(luò)測試儀( w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測 試儀) ，本人在該產(chǎn)品開發(fā)過程中參與并擔任了m e 接口監(jiān)測模塊的h 2 4 8 協(xié)議解碼 及合成的研發(fā)工作。 w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀是根據(jù)r r u 和i e t f 的相關(guān)協(xié)議標準研制而成的。它通過 對采集數(shù)據(jù)進行解碼、呼叫流程分析、呼叫統(tǒng)計、呼損分析、話務(wù)統(tǒng)計、語音鏈路 質(zhì)量分析等操作，為w c d m a 網(wǎng)絡(luò)運營商和設(shè)備生產(chǎn)商提供準確、有效、便捷、實 用的測試手段；適用于w c d m a 網(wǎng)絡(luò)的日常運營維護、故障定位排除，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運 行狀態(tài)分析，業(yè)務(wù)開通的配合測試，以及w c d m a 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備研制開發(fā)的協(xié)議、性能 和一致性測試等。 作為w c d m a 核心網(wǎng)電路域的主要接口，在該接口上采集到的h 2 4 8 協(xié)議數(shù)據(jù) 4 第一章緒論 對整個核心網(wǎng)電路域的網(wǎng)絡(luò)運行狀況監(jiān)測有著十分重要的意義。該接口的信令解碼、 呼叫合成及統(tǒng)計等監(jiān)測功能是整個w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀不可或缺的功能。本論文正 是基于此，重點介紹了m e 接口監(jiān)測模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。 本文共分為六章，章節(jié)內(nèi)容安排如下： 第一章介紹了本論文研究課題的背景、m c 接口在r 4 版本的w c d m a 網(wǎng)絡(luò)中 的位置、功能和作用，并闡述了m e 接口監(jiān)測技術(shù)對于w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試的研究目 的和意義，介紹了本論文主要研究工作。 第二章對h 2 4 8 協(xié)議規(guī)范及其特點做了研究。 第三章介紹了w c d m a 網(wǎng)絡(luò)測試儀系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以及m e 接口監(jiān)測模塊在其中 的位置及作用。 第四章詳細描述了m e 接口監(jiān)測模塊解碼功能的設(shè)計與實現(xiàn)。 第五章詳細描述了m e 接口監(jiān)測模塊呼叫合成、統(tǒng)計分析功能的設(shè)計與實現(xiàn)。 第六章總結(jié)了本論文所做的工作，并探討了下一步的研究重點與方向。 5 重慶郵電大學碩士論文 6 第二章h 2 4 8 協(xié)議概述 第二章h 2 4 8 協(xié)議研究 h 2 4 8 協(xié)謝一，另稱媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議( m e d i ag a t e w a yc o n t r o lp r o t o c o l ，m e g a c o ) 。 它是兀u - t 與m t f 合作制定的標準，被國際軟交換協(xié)會i s c 指定協(xié)議為軟交換設(shè) 備與媒體網(wǎng)關(guān)之間的標準通信協(xié)議。 軟交換技術(shù)是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，它的核心思想是將呼叫控制與傳輸承載 分離。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為：傳統(tǒng)的p 電話網(wǎng)關(guān)( 或交換中心) 在物理上劃分為媒 體網(wǎng)關(guān)控制器( m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r ，m g c ) 和媒體網(wǎng)關(guān)( m e d i ag a t e w a y ，m g ) 兩個獨立的網(wǎng)元實體。h 2 4 8 協(xié)議則用于這兩個網(wǎng)元實體之間的交互和控制。它定 義了m g c 對m g 的控制方式和標準通信格式。m g c 和m g 這一對網(wǎng)元再加上他 們之間的控制協(xié)議，就組成了“軟交換系統(tǒng) 。在呼叫過程中，m g c 完成路由尋址、 連接建立等功能；m g 則負責傳輸?shù)某休d功能；m g c 通過h 2 4 8 協(xié)議來控制m g ， 進而完成業(yè)務(wù)的承載。h 2 4 8 協(xié)議在軟交換網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖2 1 所示： 圖2 1 協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的位置 2 1h 2 4 8 協(xié)議連接模型 h 2 4 8 協(xié)議的主要思想框架【8 】表現(xiàn)為h 2 4 8 協(xié)議的連接模型，它由幾個抽象概念 組成，包括終結(jié)點( t e r m i n a t i o n ) ，關(guān)聯(lián)( c o n t e x t ) 和包( p a c k a g e ) 。這些抽象概念 構(gòu)成了h 2 4 8 協(xié)議的連接模型，它描述了m g 中所有可由m g c 控制的邏輯實體。 m g c 通過對這些邏輯實體的控制來實現(xiàn)對m g 的控制。 7 重慶郵電大學碩士論文 2 1 1 終結(jié)點 終結(jié)點( t e r m i n a t i o n ) 是h 2 4 8 協(xié)議模型中一個邏輯實體，它是媒體流和( 或) 控制流在邏輯上的發(fā)起者。終結(jié)點由m g 創(chuàng)建，并同時由m g 賦予一個唯一的 t e r m i n a t i o n i d 對其標識；每個終結(jié)點都有一系列屬性( p r o p e r t y ) ，這些屬性可由一 系列包含在協(xié)議命令中的描述符( d e s c r i p t o r ) 來讀取或修改。 h 2 4 8 協(xié)議定義了兩種類型的終結(jié)點，分別是半永久性和臨時性終結(jié)點。半永 久性終結(jié)點代表物理終結(jié)點( 例如一個t d m 信道上的終結(jié)點) ，只要這個物理實體 始終存在于m g 內(nèi)，這個終結(jié)點就存在；臨時性終結(jié)點是臨時性的終結(jié)點( 例如r t p 流的某一端) ，只有r t p 連接存在并在被使用，這個終結(jié)點才存在。m g 本身被稱 為根終節(jié)點( r o o t ) 。 i 臨時性終結(jié)點可以在關(guān)聯(lián)中被創(chuàng)建或刪除。半永久性終結(jié)點的創(chuàng)建和刪除具有 “不徹底性 。一個物理終結(jié)點并不能被憑空的創(chuàng)造：當它被創(chuàng)建時，m g 只是將它 從空關(guān)聯(lián)中移入創(chuàng)建它的關(guān)聯(lián)中；當它被刪除時，m g 又將它移回空關(guān)聯(lián)中。也就 是說，m g 中所有的物理終結(jié)點都被存放在空關(guān)聯(lián)中。 終結(jié)點可以加載信號( s i g n a l ) ；終結(jié)點可以對事件( e v e n t ) 進行檢測，一旦 檢測到這些事件發(fā)生，m g 就向m g c 發(fā)：i 羞_ n o t i f y 消息進行報告或由m g 采取相應(yīng)的 動作；終結(jié)點還可以對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計( s t a t i s t i c s ) ，當m g c 發(fā)出審計( a u d i t v a l u e ) 請求或者當終結(jié)點被刪除時，終結(jié)點就將這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)報告給m g c 。 m g 可以利用終結(jié)點來處理復用媒體流。在處理復用媒體流的連接模型中，用 于攜帶部分復用流的每個數(shù)字承載通道都有一個物理或臨時的承載終結(jié)點與之對 應(yīng)，所有處于這些數(shù)字通道的起始和終結(jié)位置的承載終結(jié)點都與一個名為復用終結(jié) 點( m u l t i p l e x i n gt 鋤_ i n a t i o n ) 的獨立終結(jié)點相連接。復用終結(jié)點代表一個面向幀會 話的臨時性終結(jié)點，它使用m u x 描述符來描述所使用的多路復用方式( 例如h 3 2 0 會話中使用的h 2 2 1 ) 及其數(shù)字通道的幀封裝順序。 一個終結(jié)點可以攜帶多個類型的媒體，并攜帶多個s 訛鋤流描述符分別描述每 一媒體類型。因此，終結(jié)點可以代表復用的承載能力( 例如a t ma l l 2 ) ：每創(chuàng)建 一個新的復用承載能力，也就相當于在關(guān)聯(lián)中創(chuàng)建了一個臨時性終結(jié)點；每一個終 結(jié)點，也就刪除了一個復用承載能力。 終結(jié)點的動態(tài)性 h 2 4 8 協(xié)議中規(guī)定，可以創(chuàng)建新的終結(jié)點，也可以修改已存在的終結(jié)點的屬性值， 或向終結(jié)點添加、刪除事件或信號。m g c 可以釋放終結(jié)點及該終結(jié)點代表的資源， 但前提是已取得了改接點的控制權(quán)( 如用a d d 命令將終結(jié)點添加在關(guān)聯(lián)中) 。 終結(jié)點標識符t e r m i n a f i o n i d 第二章h 2 4 8 協(xié)議概述 終結(jié)點由t e r m i n a t i o n i d 進行標識，該標識的分配方式由m g 自主決定。其中， 物理終結(jié)點的t e r m i n a t i o n i d 是m g 預先規(guī)定好的，這些t e r m i n a t i o n l d 通常具有有某種 約定的結(jié)構(gòu)，例如：一個中繼組號及其中的一個中繼號組成一個d 。 對于t e r m i n a t i o n i d 可以使用一種通配機制，包括兩種通配值( w f l d c a r d ) ：“a l l 和“c h o o s e 。通配值“a l l 用來表示多個符合要求或可用的終結(jié)點，“c h o o s e 則用來指示符合制定條件的終結(jié)點。m g c 可以通過這種方式指示m g 選擇一個中繼 群中的某一條中繼電路。 當命令中的t e r m i n a t i o n i d 是通配值虬l(fā) 時，則對每一個匹配的終結(jié)點重復該 命令( 根終結(jié)點不包括在內(nèi)) 。當命令要求通配響應(yīng)時，每一次重復命令將分別產(chǎn) 生一個通配響應(yīng)。當命令不要求通配響應(yīng)時，多次重復命令只會產(chǎn)生一個通配響應(yīng)， 該通配響應(yīng)中包含所有單個響應(yīng)信息的集合。 終結(jié)點的屬性 可以用一些屬性來描述終結(jié)點。每個屬性由一個p r o p e r t y i d 標識，大部分屬性 具有缺省值，其缺省值在本協(xié)議中或某個擴展包中進行定義。在擴展包中定義的屬 性由包名( p a c k a g e n a m e ) 和屬性標識符( 1 r o p e r t y l d ) 來標識。對于沒有缺省值 的屬性( 除t e r m i n a t i o n s t a t e 和l o c a l c o n t r o l 外) ，在終結(jié)點剛被創(chuàng)建或返回到空關(guān) 聯(lián)時，均認為該屬性為空或無值( n ov a l u e ) ；若m g c 想要完全控制已經(jīng)由m g 預訂了缺省值的屬性，則需要在使用a d d 命令將終結(jié)點加入關(guān)聯(lián)時就為這些屬性提 供明確的取值。對于還處于空關(guān)聯(lián)中的物理終結(jié)點，m g c 可以通過a u d i t 命令確 定它的所有預定值。 終結(jié)點具有一些公共屬性以及與特定媒體流相關(guān)的非公共屬性，這些公共屬性 稱為終結(jié)點狀態(tài)( t e r m i n a t i o n s t a t e ) 屬性。對于每個媒體流，都有各自的本地( l o c a l ) 屬性和遠端( r e m o t e ) 屬性。 屬性可以是只讀的( r e a d o n l y ) 或可讀寫的( r e a d w d t e ) 。屬性能夠采用的 值及它們的當前值都可以被審計( a u d i t ) 。對于可讀寫的屬性，m g c 可以設(shè)置它 們的值。若某一屬性被設(shè)定為全局的( g l o b a l ) ，它的值就是唯一的，并被所有實 現(xiàn)這個包的終結(jié)點共享。相互有關(guān)的屬性可以組合成描述符的形式。 描述符 屬性可以被組合成描述符，從而作為命令的輸入或輸出參數(shù)。使用a d d 命令 將一個終結(jié)點添加到一個關(guān)聯(lián)中時，可以以適當?shù)拿枋龇鳛槊畹妮斎雲(yún)?shù)來設(shè) 置可讀寫的屬性值；使用m o v e 將一個終結(jié)點從一個關(guān)聯(lián)中轉(zhuǎn)移到另一個關(guān)聯(lián)中時， 也可以改變終結(jié)點的屬性值；當然，也可以使用m o d i f y 命令對關(guān)聯(lián)中的終結(jié)點的屬 性值進行修改。描述符也可以作為命令的輸出參數(shù)在應(yīng)答中返回，例如使用 a u d i t v a l e 命令對相關(guān)屬性、事件、信號等信息進行審計，應(yīng)答的輸出參數(shù)中就包含 9 重慶郵電大學碩士論文 了這些信息的描述符。 通常，在命令中若完全省略了某個描述符，則該命令作用的那個終結(jié)點的對應(yīng) 屬性值保持不變：另一方面，若一個命令中只省略了一個描述符的某些可讀寫屬性， 則對應(yīng)終結(jié)點的對應(yīng)屬性將被重置為它們的缺省值，除非在包中規(guī)定了其他處理方 式。 h 2 4 8 協(xié)議定義的描述符如表2 1 所示： 表2 1h 2 4 8 協(xié)議描述符 描述符 功能描述 m o d e m標識m o d e m 類型和屬性 m u x 描述多媒體終結(jié)點的復用類型和形成m u x 的終結(jié)點 m e d i a 媒體流屬性的列表 t e r m i n a t i o n s t a t e與特定媒體流無關(guān)的終結(jié)點屬性( 可在包中定義) s t r e a m對應(yīng)于單個媒體流的r e m o t 洲c o n t r o l 描述符的列表 l o c a l 對m g 從遠端實體接收到的媒體流進行描述的一些屬性 r e m o t e 對m g 發(fā)送給遠端實體的媒體流進行描述的一些屙l 生 l o c a l c o n t r o l m g 和m