20080012032-彭伟梁-中期报告书

.湖南科技学院计算机与通信工程系本科毕业设计（论文）中期报告课题名称： 基于WCDMA 系统的3G 核心网PS 域承载网的设计与实现年级专业： 08级计算机科学与技术学生姓名： 彭

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湖南科技学院

计算机与通信工程系

本科毕业设计（论文）中期报告

课题名称： 基于WCDMA 系统的3G 核心

网PS 域承载网的设计与实现

年级专业： 08级计算机科学与技术

学生姓名： 彭伟梁

学生学号： 200808001232

指导教师： 林华副教授

完成日期： 2012-04-20

一、指导老师的指导次数、指导工作情况

由于自身实习问题, 与导师交流次数不多. 由导师指导很多论文撰写情况, 了解论文的撰写方法及后面时间一系列的安排和写作.

二、任务书中本阶段工作目标与任务要求

可能由于实习的原因, 写到一半的论文落下了很多, 实习期间出差在外面, 很少撰写, 打算回校后努力撰写. 目前实际慢计划半拍.

三、目前已完成任务情况

目前论文已经完成大半, 只有后面的网络架构搭建和测试没有完成. 已完成的内容如下:

一 论文开始:绪论.

主要讲述课题研究的实际意义, 3G PS域IP 承载网主要解决的问题和一些功能. 介绍一些承载网的发展, 从ATM TDM到IP 承载网的简单比较. 再者介绍国内一些研究动态, 一些不足和限制. 简单介绍设计将如何进行, 运用哪种方法.

二 3G 系统概述

主要介绍3G 系统在中国的发展, 大体介绍3G 制式在中国的运用. 从制式, 速度, 性价比, 采取的种种不同方式来对比TD-SCDMA CDMA2000 WCDMA之间的优势以及缺点, 并对往后发展的影响.

简单介绍3G 系统发展情况, 从2G 到3G 系统的演进, 如下图

:

三 核心网PS 域部分

1. 主要介绍核心网分组域的架构, 如下图:

2. 介绍分组域核心网内部网元

(1)HLR：

归属位置寄存器，主要功能是提供用户的签约信息，存放新业务，支持增强的鉴权等功能。一个 PLMN （公共陆地移动网）可以包含一个或几个 HLR ，这取决于移动用户数量，设备容量和网络结构。

(2) SGSN：

服务 GPRS 支持节点，是 UMTS 核心网 PS 域功能节点。在附着时，SGSN 建立起一个移动性管理的上下文，该上下文包含关于这个 UE 的移动性和安全性方面的固有信息。在 PDP 上下文激活时，SGSN 建立起一个 PDP 上下文，该上下文用于 GPRS 用户所使用的 GGSN 和 SGSN 之间的路由。SGSN 的主要功能就是对 MS 进行鉴权和移动性管理，记录 MS 的当前位置信息，进行路由选择，建立MS 到 GGSN 的传输通道，完成移动分组数据的发送和接收，并进行计费和业务统计。

(3) GGSN：

网关 GPRS 支持节点，是 UMTS 核心网 PS 域功能节点。它是一个通过给一个 PDP 地址赋值而允许外部分组数据网接入的节点。包含了已附着于网络的UMTS 用户的位置信息，并根据该信息利用隧道技术发送到 UE 的当前的附着点，即 SGSN 。GGSN 可以经 Gc 接口从 HLR 中查询该用户当前的位置信息。GGSN 是外部 PDN 与 PLMN 互连互通的第一接入点，即 GGSN 支持的 Gi 接口。GGSN 主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接。另外，GGSN 又是个路由器，它可以把 PS 域中的分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到外部网络。GGSN 还具有地址分配和计费等功能。

(4)DNS：

DNS 是域名服务器。域名解析是域名到 IP 地址的转换过程，在 Internet 中，IP 地址是网络标识站点的数字地址，为了便于操作和记忆，采用域名来代替 IP 地址标识站点地址。但是设备间的通信需要靠 IP 地址路由，因此 DNS 用来将请求访问的域名转化为设备的 IP 地址。在 UMTS 核心网，DNS 具有类似的功能，但是这里的 DNS 服务器解析的是核心网内的域名（如接入点名，路由区标识等）到相应的设备（如 SGSN ，GGSN 等）的 IP 地址。

(5)DHCP：

DHCP 是动态主机配置协议服务器。DHCP 协议的前身是 BOOTP 。BOOTP 原本是用于无磁盘主机连接的网络上面的，网络主机使用 BOOT ROM 而不是磁盘起动并连接上网络，BOOTP 则可以自动地为那些主机设定 TCP/IP 环境。但 BOOTP 有一个缺点：在设定前须事先获得客户端的硬件地址。而且，与 IP 的对应是静态的。DHCP 可以说是 BOOTP 的增强版本，它分为两个部分：一个是服务器

端，另一个是客户端。所有的 IP 网络设定数据都由 DHCP 服务器集中管理，并负责处理客户端的 DHCP 要求；客户端则会使用从服务器分配下来的 IP 环境数据。这样，在一个局域网中，DHCP 服务器可以通过各种选项灵活的设置策略，为主机分配 IP 地址。在 UMTS 核心网中，DHCP 服务器是为用户的手机终端动

态分配 IP 地址的设备。

(6)NTP：

网络时间协议（NTP ）是一种通过网络服务于计算机时钟的时间同步协议。它提供了一种同步时间机制，能在庞大的网络中用快速调整时间分配。NTP 使用的是可返回时间设计，分布式子网内的时间服务器，能自我组织操作，分层管理配置，经过有线或无线方式同步子网内的逻辑时钟达到国家标准时间。此外，通过本地路由选择运算法则及时间后台程序，服务器可以重新分配标准时间。在PSCN 中，NTP 服务器就是用来给核心网的各个设备（如 SGSN ，GGSN ，DNS ，BG 等）提供同步时间的设备。这样，所有的设备使用的都是标准时间，在网络发生故障的时候便于迅速的对比排查。

(7)LIG-PS：

LIG 是根据相关安全策略需要设置的合法监听网关，收集核心网数据用户的相关信息，传送给监听机构。

(8)BG：

边界网关。边界网关用于连接不同自治系统的路由器，使得不同的网络进行通信。在 UMTS 核心网中，每个本地运营商都要配置 BG 和其他的运营商的核心网络互联，从而可以实现核心网设备的资源共享，跨网 HLR 的访问，以及漫游用户的 Internet 访问。

(9)PSCN Backbone：

图中 PSCN 骨干网实际上是 UMTS 分组核心网的一个内部数据网络。现在绝大多数运营商的核心网解决方案承载都是基于 IP 的，如果核心网中的设备都在相同地点，则 PSCN 骨干网就可以配置成一个本地局域网；如果涉及到异地网络设备的连接，则是一个由路由器和交换机组成的 IP 网络。本设计的IP 承载网也将运用MPLS VPN来设计内部交换网络。

(10)FW：

防火墙。UMTS 分组核心网的防火墙一般设置在网络的出口处。因此，在GGSN （Internet 出口）和 BG （到其他运营商网络的出口）处都需要设置防火墙。和 Internet 防火墙一样，防火器的功能是用来隔离网络，根据策略来进行数据包的过滤，阻挡外来的攻击，限制网络外部或内部访问，以及限制每个 IP 的流量和连接数等。

还有一部分网元与 PSCN 网元协同工作，也起到了至关重要的作用, (1)VMSC：访问移动交换中心。VMSC 就是在上文中提到的 MSC ，它是 CS 域功能节点，一般这里的 MSC 指的是本运营商本地的 MSC 。在这里用 PS 域的 SGSN 和 CS 域的 MSC 互联，主要是用于交互一些核心网点的信令消息，如对手机的联合寻呼，联合路由更新等。(2)SCP：智能网业务控制点。业务控制点 SCP 是智能网络（IN ）的核心部件，是智能网中业务逻辑和数据集中的控制点。它包括业务控制功能（SCF ）和业务数据功能（SDF ）两大部分。一个 SCP 可以处理单一的 IN 业务，也可以处理多种 IN 业务。在 UMTS 核心网中，可以引入智能网业务实现预付费功能，VPN 功能，移动Internet 业务功能等。(3)SMSC：短消息中心。短消息中心是独立于移动网络的一个业务处理系统，主要功能是提交、存储、转发短消息，并完成与 2G 网络、PSTN 、Internet 等网络的互通，以实现来自其他 SME （Short Message Entity，短消息实体）（如：人工台/自动台、咨讯平台等）的短消息的传递。在 3G 网络中，短消息功能的实现可以在电路域，也可以在分组域实现，这取决于运营商的策略。但其实现的原理和给用户提供的业务是相同的。

3. 介绍分组域核心网接口及协议栈

UMTS 分组域核心网络的主要接口有几种类型：

核心网和无线接入网之间的接口（Iu-PS ）

，

Iu-PS 接口协议栈

核心网内部接口（Gn 、Ga ）

:

Gn 和 Gp 接口协议栈

核心网和外部数据网之间接口（Gi ），核心网和外部信令网之间的接口（Gs 、Ge 、Gd 、Gr 等）, 主要介绍这些接口的位置, 结构及主要功能, 并介绍在这些接口上协议栈的内容, 一些简单的信令协议.

之后将设计实现PS 承载网对这些网络接口的承载实现, 运用模拟路由器的策略, 实现各个网元接口的承载.

四、存在的问题和拟解决方法

期间碰上模拟器在电脑上运行不了, 不得不滞后论文的撰写, 加上碰上要去公司实习, 到现在还没解决问题, 自己想是因为系统不支持的原因, 到现在已经准备在4月初停止实习, 回学校撰写论文, 希望能在答辩前能撰写好论文.

附表1

毕业设计（论文）中期检查表

注：此表由指导教师填写，中期检查成绩将作为毕业设计总成绩的一部分。

毕业设计（论文）选题变更表

说明：

1. 中期报告版面设置为：A4纸，上下页边距分别为2.54cm 和2.54cm ，左右页边距分别为3.17cm 和3.17cm 。

2. 中期报告正文标题宋体四号加粗，正文内容，宋体，小四号，行间距为固定值20磅。

3. 本科毕业设计（论文）中期报告一般不少于1000字。

4. 页面不够可加页。

5. 毕业设计中期报告书完成时间于2012年3月9日之前交1份纸质稿给指导老师审查。2012年由系部毕业设计督查小组对各专业进行抽查，抽查人数占专业40。

6、若中期报告书课题名称和开题报告书不一致，请填写换题申请表。