（测试计量技术及仪器专业论文）基于cdma20001x系统的协议一致性测试与仿真实现.pdf

南京邮电大学硕上研究嫩学位论文摘要 摘要 为满足高速数据业务的发展需要，c d m a 2 0 0 0 1 x 系统在核心圈中弓| 入了分组域子系 统，同时相应地添加了p c f 和p d s n 等支持分组数据业务的网元。为了确保这些新增网元 畿够快速离效地参与c d m a 2 0 0 0 1 x 系统的组网，需要对这些设备驭及设备闻昀接臣僖令 进行协议测试。本课题来源于中兴通讯股份有限公司深圳康讯分公司c d m a 2 0 0 0 1 x 系统 项目的误码测试与仿真研发子模块。该子模块主要负责对c d m a 2 0 0 0 。1 x 系统分组域予系 统的r p 接口网元进行协议测试。 根据测试目的不同，协议测试可分为一致性测试、互操作性测试以及性能测试。基于 e d m a 2 0 0 0 1 x 系统分组域网络昀复杂性，单纯地运用菜一种测试手段已经无法对分组域 网元及其接口得出非常准确全面的评价。本课题结合协议一致性测试和互操作性测试两种 测试方法，对分组域网元p c f 和p d s n 以及它们之间的a 1 0 a il 接舀进行了全面细致地 测试，确保了它们能够顺利地进行组网。 ： 本课题开发的协议测试平台以及网元的软件仿真全部在m i c r o s o f t 公司的v i s u a l c 椭0 平台上编译通过，并在巾兴深圳康讯公司的实际调测过程中取彳导了令人满意的效 果。 关键词：协议一致性测试；互操作性测试；c d m a 2 0 0 0 1 x ；a 1 0 a il 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t p a c k e t s w i t c h e dd o m a i ns u b s y s t e mh a sb e e ni n t r o d u c e di n t oc d m a 2 0 0 0 1xs y s t e mi n o r d e rt om e e tt h ed e m a n d so fh i g hs p e e dd a t as e r v i c e s m e a n w h i l es o m en e wn e t w o r ke l e m e n t s s u p p o r t i n gd a t as e r v i c e ss u c ha sp c fa n dp d s na r ei m p o r t e d t h e s en e wn e t w o r ke l e m e n t sa n d t h ei n t e r f a c e sb e t w e e nt h e ms h o u l db et e s t e ds ot h a tt h e yc a nb eq u i c k l yp u ti n t ot h ep r a c t i c a l c d m a 2 0 0 0 - 1xn e t w o r k t h i sp a p e ri so r i g i n a t e df r o mt h ee r r o rc o d et e s t i n ga n ds i m u l a t i o n r e s e a r c hs u b m o d u l ei nc d m a 2 0 0 0 - 1xs y s t e mp r o j e c to fz t ek a n g x u n t h es u b m o d u l em a i n l y t a k e sc h a r g eo fp r o t o c o lt e s t i n go fn e t w o r ke l e m e n t sw h i c hm a k e su po ft h er - pi n t e r f a c ei n c d m a 2 0 0 0 1xp ss u b s y s t e m p r o t o c o lt e s t i n gc a nb ed i v i d e di n t oc o n f o r m a n c et e s t i n g ，i n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n ga n d p e r f o r m a n c et e s t i n gd e p e n d i n go nt h et e s t i n gp u r p o s e t h a n k st ot h ec o m p l e x i t yw i t h i nt h e c d m a 2 0 0 0 1xp sn e t w o r k ，i ti sr a t h e rd i f f i c u l tt om a k ea ne x a c ta n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n u s i n gs i m p l yo n et e s t i n gm e t h o dw h e nc o n d u c t i n gt e s t i n gt a s ko fp sn e t w o r ke l e m e n t s c o m b i n i n gc o n f o r m a n c et e s t i n g 、析t hi n t e r o p e r a b i l i t y t e s t i n gt o g e t h e r , p c f p d s na n dt h e a ：10 a1 1i n t e r f a c eb e t w e e nt h e mw i t h i nt h ep sd o m a i na r et e s t e da l la r o u n da n dc a r e f u l l yf o rt h e p u r p o s eo fn e t w o r kc o n s t r u c t i o nf a v o r a b l y t h ep r o t o c o lt e s t i n gp l a t f o r ma n ds o f t w a r es i m u l a t i o nd e v e l o p e df o rn e t w o r ke l e m e n t sa r e a l lc o m p i l e ds u c c e s s f u l l yo nv i s u a lc + + p l a t f o r mb ym i c r o s o f t a n di t g e n e r a t e das a t i s f i e d r e s u l ta f t e rt h ep r a c t i c a lt e s t i n gi ns h e n z h e nk a n g x u n ，z t e k e yw o r d s ：c o n f o r m a n c et e s t i n g ；i n t e r o p e r a b i l i t yt e s t i n g ；c d m a 2 0 0 0 1 x ；a 10 a ll 南京邮电人学硕士研究生学位论文缩略符号对照表 缩略符号对照表 缩略词英文全称译文 3 g p p3 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 第三代合作伙伴计划 3 g p p 23 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 t2 第三代合作伙伴计划2 a a a 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 d a c c o u n t i n g鉴权、授权和计费 a t s a b s t r a c tt e s t i n gs u i t抽象测试集 b s cb a s es t a t i o nc o n t r o l l e r 基站控制器 b t sb a s et r a n s c e i v e rs t a t i o n 基站收发台 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码分多址 c o ac a r eo f a d d r e s s 转交地址 e t se x e c u t a b l et e s ts u i t e s 可执行测试集 f a f o r e i g na g e n t 外地代理 f s mf i n i t es t a t em a c h i n e 有限状态机 g r eg e n e r i cr o u t i n ge n c a p s u l a t i o n通用路由封装 h ah o m e a g e n t 本地代理 i d ui n t e r f a c ed a t au n i t 接口数据单元 i e t fi n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e i n t e r a c t 工程任务组 i s oi n t e r n a t i o n a ls t a n d a r do r g a n i z a t i o n 国际标准化组织 i t u 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 n i o n国际电信联盟 i u t i m p l e m e n t a t i o n u n d e rt e s t被测实现 l tl o w e rt e s t e r 下测试器 m f cm i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s e s微软基础类库 m i pm o b i l ei p 移动i p m sm o b i l es t a t i o n 移动台 p c fp a c k e tc o n t r o lf u n c t i o n 分组控制单元 p c 0p o i n to fc o n t r o la n do b s e r v a t i o n 控制观察点 p d s np a c k e td a t as e r v i n gn o d e 分组数据服务节点 p d up r o t o c o ld a t au n i t协议数据单元 p i c sp r o t o c o li m p l e m e n t a t i o nc o n f o i t n a l l c es t a t e m e n t s协议实现一致性说明 p i x i tp r o t o c o li m p l e m e n t a t i o ne x t r ai n f o r m a t i o nf o rt e s t i n g 协议实施附加信息 p p pp o i n t t o p o i n tp r o t o c o l 点到点协议 r a d i u sr e m o t e a u t h e n t i c a t i o nd i a li nu s e rs e r v i c e 远程用户拨号认证系统 s a p s e r v i c ea c c e s sp o i n t 服务访问点 s d u s e r v i c ed a t au n i t 服务数据单元 t c p t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l 传输控制协议 5 9 南京邮电大学硕七研究生学位论文 缩略符号对照液 u d p u i o u t u s e rd a t a g r a mp r o t o c o l u n i q u ei n p u ta n do u t p u ts e q u e n c e s u p p e r t e s t e r 闵户数据报协议 唯一输入输出序列法 上测试器 南京邮电火学硕士研究生学位论文 图表清单 图表清单 图2 1c d m a 2 0 0 0 1 x 系统框架图- 4 图2 2c d m a 2 0 0 0 1 x 核心网分组域示意图5 图2 3r p 接口示意图6 图2 4a 1 1 接口协议栈模型图- 7 表2 1a 1 1 注册请求消息信息单元构成表7 表2 2a ll 注册应答消息信息单元构成表- ”8 表2 3a 1 1 注册更新消息信息单元构成表9 表2 4a 1 1 注册确认消息信息单元构成表9 图2 5i p 包从p c f 到p d s n 的封装示意图1 0 图2 - 6a 1 0 数据接口协议栈模型- 1 0 图2 7 分组呼叫建立一成功操作呼叫流程图- 1 3 图2 8 移动i p 网络参考模型- 1 4 图2 - 9 移动i p 网络控制平面协议参考模型1 5 图2 1 0 移动i p 网络数据平面协议参考模型1 6 图3 1 一致性测试流程图- 2 0 图3 2 相邻层协议实现服务关系示意图2 1 图3 3 四种主动测试方法2 2 图3 4 被动测试方法示意图- 2 4 图3 5 环境配置测试方法示意图“2 5 表3 1p c f 硬切换测试例消息流程明细表2 9 图3 - 6 分组数据业务状态转移u3 0 图3 7p c f 的数学模型f s m - 3 0 表3 2p c f 的f s m 状态迁移表3 0 表3 3p c f 的f s m 状态迁移简化表3 1 图3 8 互操作测试拓扑图3 3 图3 - 9 互操作测试规范制定流程- 3 4 图3 1 0 互操作测试流程示意图- 3 4 图3 1 la 1 0 连接的建立和释放互操作性测试拓扑图3 8 表3 4 互操作性测试流程第一步3 8 6 l 南京邮电大学硕士研究生学位论文图表清单 表3 5 互操作性流程第二步- 3 9 表3 - 6 互操作性流程第二步- 4 0 图4 1 软件框架结构图- 4 2 图4 2m d 5 字段在协议中的示意图4 5 图4 3 仿真p d s n 数据处理流程图( 一) 4 6 图4 4 仿真p d s n 数据处理流程图( 二) 4 7 图4 5 仿真p d s n 数据处理流程图( 三) 4 7 表4 1 公共数据结构设计明细表- - - - 4 8 图4 - 63 g 协议( a 1 0 a 1 1 ) 仿真测试软件的参数配置界面4 9 表5 1 一致性测试网络环境配置明细表5 0 图5 1同一p d s n 内p c f 之间的切换测试环境51 表5 2p c f 硬切换测试例配置参数明细表5 2 表5 3 一致性测试结果- 5 3 图5 2 开发认可设备软件仿真时的拓扑图5 5 图5 3 测试例1 的e t h e r e a l 抓包数据5 5 图5 4 测试例1 的仿真结果生成报告- 5 5 图5 5 测试例6 的e t h e r e a l 抓包数据- 5 5 图5 6 测试例6 的仿真结果生成报告- 5 6 图5 7 测试例1 0 的e t h e r e a l 抓包数据5 6 图5 8 测试例1 0 的仿真结果生成报告- - 5 6 6 2 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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的 地方外，论文中不包含薰他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮泡大学或其它教育机构的学位或证书丽使用过的撼 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。 僦蝼各位牛醐：出f 南京邮电大学学位论文使蔫授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有投保留 本人所送交学位论文酶复印件和电子文楼，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容翔纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：至窒坚鱼4 导师签名：目菇： 南京邮电大学硕士研究艇学位论文 第一章绪论 羔王课题研究背景 第一章绪论 近年来，i n t e m e t 的迅猛发展远远超磁了人们的最初预想。通过改变现存的通信模式以 及提供新的途径，i n t e m e t 正迅速地影响着人们的日常生活。这个基于i p 分组模式的网络 将话音、数据和多媒体等业务集成到一起，给运营商和用户都带来了巨大的经济利益。 与此同时，蜂窝移动通信市场也是一片火热。伴随着i n t e r n e t 的爆炸性增长，蜂窝网 与数据网相结合的产物移动数据业务【l j 也应运而生并迅速发展起来，因此也对现存的 蜂窝阚提臻了更高的要求。它要求蜂窝麟能提供更高容鐾、更高数据速率和更鸯嚣先进的多 媒体业务。反观现存的第二代蜂窝系统如g s m 、i s 9 5 等，由于都是基于传统的话音业务， 其连接机制是基于电路交换模式的，这意味着从蜂窝网接入到分组数据网时需要在空中接 口长期预留一个专用链路【2 】。但数据业务具有的突发性可能导致此专用链路的使用率极低。 同时，一般无线终端的连接方式都是基于拨号连接的，这也会导致较大的连接建立时延。 所以现存的第二代系统只能提供话誊业务和非常低的数据业务( 数据速率一般隽 9 6 k b i t s ) ，根本无法实现对数据速率有着更高要求的多媒体业务。 在以全球通用、系统综合为基本出发点的前提下，为了提供与固定电信网业务兼容、 质量相当的语音和高速数据多媒体业务，早在1 9 8 5 年国际电联( i n t e m 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 ，i t u ) 就开始倡导制定第三代移动通信系统i m t - 2 0 0 0 的标准i 3 1 。 迄今全球已有三大3 g 标准以欧洲为主体的3 g p p 提出的w c d m a 、以美圜为主体的 3 g p p 2 提出的c d m a 2 0 0 0 和中国提出的t d s c d m a 。3 g 系统中，理论数据速率在车辆、 步行和室内环境下分别能达到1 4 4 k b i t s 、3 8 4 k b i t s 和2 m b i t s 。这种速率才能满足高速多媒 体业务的需求。 c d m a 2 0 0 0 1 x 网络是在原有的c d m ai s 9 5 b 的基础上升缴得来的。它是c d m a 2 0 0 0 的过渡版本，支持高速数据通信和i n t e m e t 应用。系统中增加了以下凡个接目：a - b i s ，a 8 a 9 ， a 1 a 2 a 5 ，a 1 0 a 11 ，m i p r a d i u s 。这些接口中，除了a 1 a 2 a 5 接口采用传统的e 1 6 4 k 接霹来承载七号信令外，其它接麓都采用a t m ( s t m 。l 、e 1 ) 或以太网等数据瓣通信接口 来承载控制平面和用户平面的协议数据。由于这些数据通信接口网络与传统的s s 7 信令网 络有很大的差别，这对c d m a 2 0 0 0 1 x 系统的网络维护人员提出了新的挑战，要求他们能 同时从数据通信网和电路交换网两个方顽，来对网络进行有效的测试和维护。 南京邮电大学硕十研究生学位论文 第一章绪论 1 2 课题来源及论文主要工作 本课题来源于中兴通讯股份有限公司深圳康讯分公司的c d m a 2 0 0 0 1 x 系统项目的误 码测试与仿真子模块。为了保障c d m a 2 0 0 0 1 x 系统整体的健壮性和安全性，此模块提供 其分组域p c f p d s n 网元的部分功能的软件仿真，同时对真实网络环境中的网元设备进行 互操作性测试和一致性测试。本论文参与了一致性测试例方案的设计，编写了网元仿真软 件测试功能子模块的部分函数，并最后拿到真实网络环境进行了实地测试。具体来讲，课 题主要完成了以下两个方面的工作： 1 1c d m a 2 0 0 0 1 x 系统r - p 接口的协议一致性测试 针对c d m a 2 0 0 0 1 x 系统分组域r p 接口( a 1 0 a 11 接口) 信令进行协议一致性测试。 a 1 0 a 1 l 接口是c d m a 2 0 0 0 1 x 独有的接口，也是c d m a 2 0 0 0 1 x 用户工作在“永远在线” 方式时的主要测试接口。a 1 1 接口是c d m a 2 0 0 0 1 x 用户的接入控制接口，a 1 0 接口承载 c d m a 2 0 0 0 1 x 用户的数据业务。a 1 0 a 1 1 接口的物理接口采用1 0 1 0 0 m 以太网接口。本 论文针以中兴公司c d m a 2 0 0 0 1 x 项目中的a 1 0 a 1 l 接口的切换流程为例说明了协议一致 性测试的整个流程，从而在协议层次上保证了分组域设备的正确性。 2 ) 分组域网元仿真及协议互操作性测试 由于在早期开发阶段及初期试验阶段，网元的硬件版本并不一定总是能够获得，或其 成本非常高。通过仿真网元各接口标准的协议流程，仿真网元可以取代缺失的网络环境， 从而可以顺利地开展针对c d m a 2 0 0 0 1 x 分组域子系统真实网元的协议互操作性测试。本 课题开发了p c f 和p d s n 在r - p 接口上的仿真功能。这就从功能层次上保证了分组域设备 能够正常工作。 1 3 论文组织框架 全文共分为六个章节，内容组织如下： 第一章：绪论。给出了课题的研究背景，说明了课题来源以及论文的主要工作，并列 出了本文的组织结构。 第二章：c d m a 2 0 0 0 1 x 分组域子系统介绍。简单介绍了c d m a 2 0 0 0 1 x 系统的总体 框架，着重对其分组域子系统的各新增网元以及与协议测试相关的r - p 接口做了详细介绍， 给出了基于移动i p 技术的网络参考模型，这些是本课题研究的基础。 第三章：r - p 接口协议测试方案设计。在给出了一致性测试和互操作性测试基本理论 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一苹绪论 的基础上，针对r p 接口开发了一致性测试方案：同时给出了p c f 和p d s n 的网元仿真和 互操作性测试方案。 第四章：协议测试与仿真平台设计。具体阐述了在v i s u a lc + + 平台上开发协议测试平 台以及认可设备软件仿真实体的流程。 第五章：测试实施与测试结果分析。在实际网络环境中对开发的协议测试平台以及软 件仿真进行测试，给出了测试报告，并对测试报告结果进行了分析。 第六章：总结与展望。总结了论文主要完成的工作，并对未来的协议测试方向作了预 测和展望。 1 4 开发工具及开发环境 本课题开发的协议一致性测试平台及网元软件仿真实现都是在m i c r o s o f t 公司的v i s u a l c + + 6 0 平台上采用c c + + 语言开发得到的。 在网元仿真软件开发时，借用了e t h e r e a l 协议抓包分析工具进行了第三方验证测试。 南京邮电大学硕上研究生学位论文 第二章c d m a 2 0 0 0 1 x 分组域子系统介绍 第二章c d m a 2 0 0 0 - i x 分组域子系统介绍 为了更好地支持高速数据业务，c d m a 2 0 0 0 1 x 在两方面作了改进【4 】：一方面提高了 无线空中接口数据传输效率，增强了无线信道资源利用率；另一方面在核心网部分引入了 分组域概念，采用了基于移动i p 技术的分组网络结构，实现了真正的i n t e m e t 接入的移动 性。 1 分纲交换l j f 心阿 w , o r cn e t w o r k ( 1 a c k c ts w i t & ) 图2 1c d m a 2 0 0 0 1 x 系统框架图 如图2 1 所示，c d m a 2 0 0 0 1 x 系统的网络部分分为电路域和分组域。分组域是在 c d m a 网络的基础上增加了支持分组数据功能的p c f 、p d s n 、a a a 等网络实体以及 a 1 0 a 1 1 等接口而实现的。而电路域( m s c 肌鼬，h l r ) 则与c d m a o n e 中的基本相同。 b s c 可根据呼叫的业务类型( 话音还是分组数据) 选择该呼叫进入电路域还是分组域。如 果是话音呼叫业务，则通过a 1 a 2 接口接入电路域；如果是分组数据业务，则通过p c f 与p d s n 之间的r - p 接口进入分组域。 c d m a 2 0 0 0 - 1 x 系统提供了两种网络参考模型：简单p 和移动i p 。由于本课题是基于 移动i p 的分组域网络模型而实现的，故下面将首先介绍分组域子系统的组成结构及其功 能，接着给出基于移动i p 的网络参考模型。 2 1 分组域组成及其功能介绍 目前已经商用的c d m a 2 0 0 0 1 x 核心网分组域系统结构主要是依据3 g p p 2p s 0 0 0 1 a 4 。、一u-。 o 、 一 奎亭 功舭穆m 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章c d m a 2 0 0 0 - i x 分组域子系统介绍 v 3 0 0w i r e l e s si pn e t w o r ks t a n d a r d ，j u l y2 0 0 1 的标准。其基本功能结构如图2 - 2 所示。 m s ：移动台 r r c ：无线资源控制 p c f ：分组控制功能 p d s n ：分组数据服务节点 h a ：归属代理 a m ：鉴权、授权、计费 图2 - 2c d m a 2 0 0 0 1 x 核心网分组域示意图 由于本课题涉及到的分组数据网的功能单元主要为p c f 和p d s n ，这里仅列出它们的 基本功能。网络的其他基本功能如m s 、r r c 、丸钦、h a 等略去【5 1 。 2 1 1 分组控制功能( p o f ) p c f 通常作为无线网络设备而设置于b s c ( 基站控制器) 内，或者与b s c 同址外置， 但它作为完成分组业务所必须的功能单元，其主要功能如下。 ( 1 )建立、保持和终结至p d s n 的2 层连接。 ( 2 ) 与p d s n 互操作支持休眠切换。 ( 3 )保持无线资源状态( 如激活、休眠等) 。 ( 4 )缓存由p d s n 到达的分组。 ( 5 )与r r c 通信，请求和管理无线资源，以便传送来自和发送到移动台的分组。 ( 6 )传送来自和发送p d s n 的分组。 ( 7 )作为到另一个r r c 硬切换的一部分，支持发送服务p c f 信息到目标p c f ，以 重新建立分组数据会话至p d s n 。 ( 8 ) 映射移动台i d 和连接参考到2 层连接标识符，用于与p d s n 通信。 ( 9 ) 收集和发送与计费相关的空中链路信息到p d s n 。 2 1 2 分组数据服务节点( p d s n ) ( 1 ) 为每一个用户终端建立、终止p p p 连接【6 】【7 】，以向用户提供分组数据业务。 ( 2 ) 与丸诅服务器配合向分组数据用户提供认证功能，以确认用户的身份和权限。 ( 3 ) 将接收到来自p c f 的计费信息及自身采集的计费信息合成用户数据记录，通 5 南索邮电大学颂上研究擞学位论文 第二章c d m a 2 0 0 0 - 1 x 分组域子系统介绍 过蛐i u s 协议送往a a a 服务器。 ( 4 )支持p p p 压缩功能，以节约无线资源。 ( 5 )从丸诅服务器接收移动台特性参数，从而区分不同业务和不同安全机制。 ( 6 )对于篱单p 业务，p d s n 在i p c p 阶段为用户终端分配一个动态l p 地址。 ( 7 )对于移动i p 业务，p d s n 支持拜访地代理( f a ) 功能。 ( 8 )具备r a d i u s 客户端功能，可完成用户认证、授权和计费的功能。 ( 9 )对于移动i p 业务，p d s n 支持向其管辖区域内的移动口用户终端发送位置信 息，以确保该区域的归属移动i p 和漫游移动i p 用户能够正确地向h a 注册。 ( 1 0 ) 对于移动p 业务，支持与漫游翦的p d s n 互操作，支持菲归属璎网时不同 p d s n 之间的切换。 ( 1 1 ) 对于移动i p 业务，p d s n 能够使用i k e ( i n t e m e t 密钥交换) 程序和移动l p 拜 访地归属地鉴权扩展名，建立、保持和终结至h a 的通信。 ( 1 2 ) 对于移动i p 业务，在反向隧道( r e v e r s et u n n e l i n g ) 的情况下，将来自终端用 户的l p 分组路由到l p 网或者直接到h a 。 2 。3r - p 接目介绍 r n ( p c f ) 和p d s n 之间的接口被称作“r n - t o p d s n ”接口，即r - p 接髓。r - p 接 口很重要，它是无线处理和有线处理的分界。 r p 接口包含两个元素，a l l 接墨和a 1 0 接口。它们都被看作a 接口的一部分。a l l 接口是信令接口，使用基于移动i p 的注册信令。a l l 接口只使用移动婵的信令，r - p 之 间的数据传输接口，并不使用移动i p 业务。a 1 0 接口是数据传输接口，使用i p 协议承载 g r e 封装 8 1 的a h d l c 帧，即p c f 与p d s n 之闻通过g r e 隧道实现点到点的直连。 r p 接口是开放的接口，其接口规范由a s 0 0 0 1 定义。符合r - p 接口规定的不同厂家 设备可以实现互连，如图2 3 所示。 a 1 0 缓1 l b s c 伊c f p d s n 图2 - 3r - p 接誓示意图 a l l 信令接口 ( 一) a l l 接口协议栈 在c d m a 2 0 0 0 系统中，r - p 接口已经是地面固定部分，其业务承载的是p p p 协议。 6 南京邮电人学硕士研究生学位论文 第二章c d m a 2 0 0 0 - i x 分组域子系统介绍 根据i e t f 的建议，p p p 通常用于低速的点对点链路，所以用户p p p 协议终止于p d s n 。 i p 层协议连接终端主机和p d s n 。r p 接口的信令协议栈中使用了移动i p 的信令，相关内 容是在i s 2 0 0 1 ( t r 4 5 4 ) 中定义的。如图2 - 4 为a l l 接口的协议栈模型。 l a c m i pm i pd l l i u d p u d p 1 m a c i pi p d 儿d l l al i c d m a 1 xp lp l ， p l 瑚汀p c fp d s n 图2 - 4a l l 接口协议栈模型图 移动i p 的信令是通过u d p i p 及d l l p l 层次来承载的，d l l p l 可根据需求选择适 宜的网络技术。 ( 一- - ) a l l 接口消息 a 1l 接口主要用来交换隧道信息和计费相关信息。a ll 接口消息 9 1 包括：a l l 注册请 求消息( a l lr e g i s t r a t i o nr e q u e s t ) ，a l l 注册应答消息( a l lr e g i s t r a t i o nr e p l y ) ，a l l 注 册更新消息( a l lr e g i s t r a t i o n u p d a t e ) 和a l l 注册确认消息( a l lr e g i s t r a t i o n a c k n o w l e d g e ) 。 各信令消息的功能如下： 1 ) a 11 注册请求消息 该消息是从p c f 发给p d s n 的，其作用包括：发起建立一个a 1 0 连接；刷新一条a 1 0 链路；发起清除一个a 1 0 连接；传递计费相关信息。表2 1 标明了该信息单元的构成明细。 表2 1a l1 注册请求消息信息单元构成表 信息单元( i e ) 方向类型 消息类型 p c f - p d s nm 标志位 or 生存时间 or 家乡地址or 7 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章c d m a 2 0 0 0 i x 分组域子系统介绍 家乡代理 o r 转交地址or 标识 or 会话特殊扩展0 8r 厂商组织特殊扩展oc 移动家乡鉴权扩展or 其中m ：消息必备的信息单元； o ：消息可选的消息单元； r ：当消息被发送时需要包含： c ：该信息单元是否被包含与消息发送的方式有关，即条件相关的； 必备的信息单元在消息中必须出现，且出现的次序与上表中一致，可选信息单元如果 出现则在消息中出现的次序与表格中所列一致。 2 ) a 1 l 注册应答消息 该消息由p d s n 发送给p c f ，用来响应注册请求消息。表2 2 标明了该信息单元的构 成明细。 表2 2a l l 注册应答消息信息单元构成表 信息单元( i e ) 方向类型 消息类型m 编码m 生存时间m 家乡地址m 家乡代理p d s n 一 p c fm 标识 。m 4 会话特殊扩展m 厂商组织特殊扩展o bc 移动家乡鉴权扩展or a ：此i e 可以用来定义p d s n 的i p v 4 地址： b ：消息中可包含该i e 的多个实例。 3 ) a l l 注册更新消息 该消息由p d s n 发送给p c f ，用来更新a 1 0 链接状态，即释放一条a 1 0 链路。也就 8 堕塞塑皇奎堂堡主竺塞垒鲨丝壅篓三童望2 型殳坠! 兰坌塑塑至墨篓盆望 是说，当黼络铡发起分缝数据业务酌释放时，就献p d s n 发送a l l 注瓣透薪消患给p c f ， 从箍释放a 1 0 及p p p 链路。表2 3 标盟了该信息单元的构成明纲。 表2 3 a ll 注溪更新消息蓿惠肇无构成爰 信息攀元l e )方囱类型 游息类型m 保密3 字节 m 3 家乡地址m 家乡最理 p d s n p c fm 标谖m 会话特殊扩展m 注爨爨掰鉴校扩展m a ：由p d s n 设置为零，p c f 忽略 4 ) a l l 注骺确认消惠 该消怠壶p c f 发给p d s n ，鲻来对a l l 注辫更耨消息进行确认。袭2 4 橱甥了该信息 单元的构成明纲。 表2 4a l l 注瓣礴谈淡惠蕊惑单元稳成裹 信息单元( i e )方向类型 - 消息类型m 镙嚣2 字节 麓8 状态m 7 家乡遣琏m p c f - p d s n 转交地垃 1 m 标识m 会话特臻扩展m 注册燧新鉴权扩展m a ：叁p c f 设置轰零，p d s n 忽略 a 1 0 数据接蠲 a 1 0 接口是r - p 接口的数擢接日。它叁a l l 信令接口建立。a 1 0 数据接默薛r - p 逻辑 链鼹选耀了隧道技术来实理，这个隧道采溺g r e 技术。其串a h d l c 为被承载协议，g r e 为封装方法，球为承载协议。 登 南糸邮电大学硕士研究生学位论文 第二章c d m a 2 0 0 0 i x 分组域子系统介绍 m s 发送的p p p 数据被封装为a h d l c 帧，经由空中链路到达p c f ，p c f 把空中的 c d m a 帧不经处理就独立地原样封装到g r e 隧道中，然后通过a 1 0 接口的口层传到 p d s n 。p d s n 把空中的c d m a 帧解封，并把多个c d m a 帧重组成完整的斌d l c 。臻包 的封装流程如图2 5 所示。 全! ! 竖竺兰11 1 1 竺 ：竺! 兰! 些i 图2 - 5i p 包麸p c f 到p d s n 酶封装示意图 图2 - 6 给出了a 1 0 数据接口的协议栈模型。 v p p pd 乩 l a cg r eg r e i pi p n 弧e d 乩 d 乙l au ， c d m a 1 xp l p lp l j i 卫 i p 量!p 璐强- 圈2 - 6 a 1 0 数据接口协议栈模型 r n 与p d s n 之间的g r e 隧道是共享的，即多个用户使用一个g r e 隧道。这些用户 是通过g r e 包头中的k e y 字段( 即s e s s i o ni d ) 来区分的。 a 1 0 数据接嗣的r - p 链路是逻辑链潞，它需要逶过具体的物理链路来承载传输。具体 的物理链路是通过底层网络来实现的，对应的协议层次为数据链路层( d l l ) 和物理层 l o 一罔h 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章c d m a 2 0 0 0 1 x 分组域子系统介绍 ( p l ) 。由于业务承载的是p p p 协议，因而可以使用i po v e r a t m 或者i po v e rs d h 作为数 据业务协议的物理层和r p 层。 a 1 0 数据接口的r p 链路的两端都引入了i p 地址，但可以从协议的层次看到，这个 i p 只是r p 数据接口使用的局部地址，只局限于a 1 0 数据接口的r p 链路上使用，没有全 局性，它与m s 使用的i p 地址没有相遇的机会。 2 1 4r - p 接口处理程序 a 1 0 a 1 1 接口使用移动i p 消息管理a 1 0 连接。a 1 0 a l l 接口的程序包括： 1 a 1 0 连接的建立程序； 2 ：a 1 0 连接的重注册程序； 3 a 1 0 连接的释放程序； 4 a 1 0 连接的计费程序； 移动用户通过发送i s 一2 0 0 0 始发消息发起一个分组数据呼叫。然后对用户执行正常的 语音业务鉴权程序，接着建立与移动用户的业务信道连接。分组数据业务选择建立之后， 进行移动台和b s m s c 之间的r l p 同步过程。同时，p c f 通过在a 1 l 信令接口上发送注 册请求消息启动与p d s n 的a 1 0 连接建立过程。p d s n 可以接收或拒绝连接请求。如果请 求被接受，那么p d s n 返回带接受指示的注册应答消息，并且分组数据呼叫通过刚建立的 a 1 0 连接而成功连接。当a 1 0 连接建立后，用户数据( 来自无线网络层和传输网络层的帧) 通过g r e 组帧在该连接上进行双向传送。p d s n 接收这些帧，去除g r e 封装，并根据相 应的接口和协议将其按照通常的帧进行处理。另一方向上的处理类似：p d s n 将用户数据 ( 来自无线网络层和传输网络层的帧) 封装在g r e 帧中通过网络层链路层传送，p c f 在 将这些帧送往高层之前去除g r e 封装。这样移动台与p d s n 之间就存在一个点到点的链 路层连接。为了建立a 1 0 连接，p c f 为分组数据连接分配p c f 话路标识( p s i ) 。移动p c f 话路标识( p s i ) 在p c f 实体中是唯一的。p c f 也使用m n 话路参考i d ( m n s 砌d ) 该i d 在每次始发消息中由m