对于WCDMA核心网络协议栈的研究(1)(2)

二、WCDMA系统中核心网络协议介绍

为了第二代移动通信技术向第三代的平滑过渡和演进,目前WCDMA系统核心网包括三个域:CS电路交换）域、PS分组交换）域和BC广播）域,分别处理电路交换业务、分组交换业务和广播组播业务.

在PS域中SGSN是移动核心网的控制中心.它具有网络接入控制、路由选择和转发、移动性管理、会话管理、计费信息的收集等功能.在分组域附着时,SGSN建立移动管理(MM)上下文,包含与MS的移动性和安全性有关的信息.在PDP分组数据协议）上下文激活时,SGSN与用户使用的GGSN建立一条PDP上下文,用于路由目的地址的选择.

核心网SGSN设备的研究开发项目定位在提供基于R4架构的R99功能的WCDMA核心网中SGSN功能节点的解决方案之上,依据这种项目定位,SGSN功能节点可以分解为四种功能实体,它们分别是SGSN-Server即SGSN-ServerApplication）,SignalingServerSS）、分组交换媒体网关(PS-MGW)和信令网关(SGW).MGW可以作为终结点处理来自电路交换网的承载信道或分组网的数据流.SGW完成基于SS7网络的信令传输和基于IP网络的信令传输之间的传输层信令转换.SGSN项目开发过程中定义了需要测试的两个子系统,分别是SS子系统、SGSN Server子系统.SS子系统测试就是验证Trillium协议栈是否与协议一致.在SS子系统测试中,SGSN-Server采用的是我们开发的测试工具,在后面我们将详细介绍这个测试工具.SS采用Trillium公司的协议栈,其中SS 的协议栈结构如图1所示.测试工具和SS分别是两个独立的进程,运行在不同的服务器上.

TUCL(TCP/UDP Convergence Layer)是TCP/UDP汇聚层,它屏蔽了不同TCP/IP协议Socket接口(如Winsock和Berkely Socket)的差异,提供了一个统一的API接口,从而使Signaling Server 协议栈运行于各种操作系统的TCP/IP协议上.

WCDMA/UMTS网络为了兼容过去GSM/GPRS所投资的电信设备,沿用了NO.7信令作为3G网络用来传输控制信号的通信协议.在Signaling Server协议栈中,M2UA、MTP3、SCCP、TCAP都是NO.7信令协议中支持高层信令消息和应用部分信息传送的部分.

MAP﹝Mobile Application Part﹞是NO.7信令系统的应用层协议.MAP的主要功能是在MSC和HLR、VLR、EIR等网络数据库之间交换与电路无关的数据和指令,从而支持移动用户漫游、频道切换和用户鉴权等网络功能.

GMM/SM(GPRSMobilityManagementand Session Management)是GPRS移动管理和会话管理,GMM支持附着、分离、安全管理及路由区更新、位置更新等移动管理功能,用于漫游、鉴权和加密算法的选择.SM支持PDP上下文的激活和禁用.

RANAP﹝RadioAccessNetworkApplication Protocol﹞是无线接入网络应用协议,它应用在UTRAN与核心网络之间的Iu接口上﹝包含电路域和分组域﹞,是传送控制信号时所采用的通信协议.RANAP主要实现以下的功能:1）封装高层信令消息;2）管理RNC和3G SGSN间的信令和GTP连接;3）管理RNC和 3G MSC间的信令和电路交换连接.