GGSN软件的分析和设计

论文摘要

随着移动通信技术的发展，移动通信网络在支持现有话音业务同时，还需要支持分组交换数据业务。以GSM网络为例，现有的移动通信网络在逐步从GSM网络升级到GPRS和第三代移动通信网络。为了支持分组数据业务，在GPRS和第三代移动通信网中引入了分组域核心网设备，主要由SGSN和GGSN两个设备组成，其中的GGSN作为一个网关设备连接移动通信网络和外部分组数据网络，它既是一个路由器，还是一个协议转换设备，它支持对GTP协议的封装和去封装及对用户数据的中继和转发。本文从3GPP规范中对GGSN和GTP协议的描述出发，使用面向对象的分析方法对如何实现GGSN的Gn和Gi接口、如何实现网关功能作了详细的描述，在此基础上，尝试给出GGSN软件的设计方案。这种方案有利于降低GGSN产品的成本，提高产品的处理能力和冗余性，而且，相比于使用专用硬件平台的GGSN产品来说，不会由于硬件平台的落后而阻碍提高其处理能力。本文在设计中采用了GTPC和GTPU处理器分开的方法，并讨论了如何在二者之间同步PDP上下文数据库，这种设计可以有效提高GGSN的负荷分担能力，并可以有效地提高GGSN的容量。最后，本文就GGSN产品的发展，做出了进一步的展望和建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题任务
• 1.3 论文结构
• 第二章 GPRS/UMTS网络数据业务工作原理
• 2.1 GPRS/UMTS系统概述
• 2.2 GPRS/UMTS系统的分组域
• 2.3 GPRS/UMTS数据传输和信令协议平台
• 2.3.1 GPRS传输平台
• 2.3.2 UMTS传输平台
• 2.3.3 GSN节点信令平台
• 2.4 3GPP规范中GGSN的功能
• 2.5 PDP上下文和分组业务会话流程
• 2.5.1 分组业务会话连接建立
• 2.5.2 分组业务会话阶段
• 2.5.3 分组业务会话结束
• 2.6 GTP协议及GTP PDU结构
• 2.6.1 GTP包头格式
• 2.6.2 GTPC PDU IE格式
• 2.6.3 GTPU PDU
• 2.6.4 GTP协议容错处理
• 2.6.5 GTP隧道工作机制
• 第三章 GGSN软件需求分析
• 3.1 用户对GGSN软件的要求
• 3.2 GGSN用例说明
• 3.3 GGSN软件用例分析
• 3.3.1 新建PDP上下文用例
• 3.3.2 删除PDP上下文用例
• 3.3.3 修改PDP上下文用例
• 3.3.4 路径检测用例
• 3.3.5 上行用户数据转发用例
• 3.3.6 下行用户数据转发用例
• 3.3.7 PDP上下文数据同步
• 3.4 GGSN软件中包括的对象
• 第四章 GGSN软件系统设计
• 4.1 GGSN软件子系统设计
• 4.2 GGSN软件对象设计
• 4.2.1 GTPC子系统对象设计
• 4.2.2 GTPU子系统对象设计
• 4.2.3 GTPC子系统对象之间的关系
• 4.2.4 GTPU子系统对象之间的关系
• 4.2.5 GTPC和GTPU子系统之间的关系
• 4.2.6 GTPC和GTPU子系统PDP上下文同步接口PDU格式描述
• 第五章 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 问题和展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1 缩写
• 附录2 GTP消息常量
• 附录3 IE字段常量
• 致谢