通用集群分组业务核心网设计

论文摘要

集群通信系统为户外作业的移动用户从事生产调度和指挥控制等业务提供了便利的通信服务,具有建立通信速度快以及保密性好等显著优点。在集群系统开发分组业务服务则进一步拓展了集群系统的服务内容,是各设备制造商的研究热点。论文结合移动通信系统中分组域网络的成熟技术,重点参考了GPRS系统和UMTS系统分组域模型,研究集群系统分组域核心网子系统的网元功能和实现技术。提出了开发TrDSS原型系统的设计构想,并完成了系统的初步开发。首先,论文分析了目前移动通信系统中的分组业务的相关技术,剖析了GPRS系统和UMTS系统分组域的网络架构、网元和接口。在以GPRS系统为主要参考模型的基础上,明确了集群系统分组域核心网子系统网络结构模型和网元功能,重点描述了PSSN和PGSN网元的功能、分组业务建立流程,以及模块之间的接口所采用的GTP协议、SNDCP协议和GRE隧道协议。论文对分组域核心网开发过程中所涉及到的PDP上下文会话管理,GSN管理等关键技术也进行了详尽的阐述。最后,我们在TrDSS系统上,对分组业务系统进行了协议一致性测试。该系统初步实现了集群系统内部点对点,点对多点的分组业务,以及集群系统专网与移动通信系统分组域网络的互联互通。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 论文研究工作和意义
• 1.3 论文结构安排
• 第二章 移动通信系统分组域网络概述
• 2.1 GPRS 系统的分组域体系结构
• 2.1.1 GPRS 逻辑体系结构
• 2.1.2 GPRS 数据传输和信令协议平台
• 2.1.3 GPRS 核心网关键网元
• 2.1.4 分组数据业务特点
• 2.2 UMTS 体系中分组域系统结构
• 2.3 数字集群系统分组域现状分析
• 第三章 集群数据服务系统（TrDSS）开发
• 3.1 集群服务系统需求分析
• 3.2 TrDSS 系统设计
• 3.2.1 TrDSS 系统总体结构设计
• 3.2.2 TrDSS 系统协议栈设计
• 3.3 TrDSS 系统工作流程
• 3.4 TrDSS 系统软硬件开发平台
• 第四章 PGSN 网元设计
• 4.1 PGSN 网元结构
• 4.2 PDP 上下文会话管理模块
• 4.2.1 PDP 会话管理状态机
• 4.2.2 PDP 上下文处理信令过程
• 4.2.3 PDP 上下文存储与生存期
• 4.3 GTP 消息处理模块
• 4.3.1 GTP 协议
• 4.3.2 GTP 消息编解码与预处理机制
• 4.4 GSN 管理模块
• 4.5 GRE 功能模块
• 4.5.1 GRE 工作过程
• 4.5.2 GRE 报文格式
• 4.5.3 VPN 隧道管理机制
• 第五章 PSSN 网元设计
• 5.1 PSSN 网元结构
• 5.2 PSSN 网元的状态机
• 5.3 PDP 上下文会话管理与数据传输
• 5.4 移动性管理模块
• 5.5 TrDSS 系统的QoS 管理方式
• 第六章 TrDSS 系统协议测试设计
• 6.1 测试过程
• 6.2 协议测试实例
• 第七章 总结与改进
• 7.1 课题研究总结
• 7.2 进一步研究方向
• 致谢
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文