【資料名稱】：基于FPGA 的3G 核心網(wǎng)數(shù)據(jù)包重組方法

【資料作者】：孫婷婷， 黃杰

【資料日期】：200905

【資料語(yǔ)言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡(jiǎn)介】：

0 引言
3G 網(wǎng)絡(luò)主要由用戶設(shè)備、射頻接入網(wǎng)(RAN)和核心網(wǎng)組
成，核心網(wǎng)主要由電路域(CS)和分組域(PS) 組成。3G 核心網(wǎng)
分組域數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝在GTP(GPRS tunneling protocol)協(xié)議中傳
輸，監(jiān)管所有GTP 協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)包，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)用戶
的監(jiān)管。GTP 協(xié)議分為數(shù)據(jù)層面協(xié)議(GTP_U) 以及控制面協(xié)
議(GTP_C)。其中GTP_C 封裝用戶狀態(tài)信息以及用戶身份信
息，GTP_U 封裝用戶數(shù)據(jù)部分。
為了達(dá)到監(jiān)管的目的，需要將用戶數(shù)據(jù)、用戶狀態(tài)與用
戶身份信息綁定，因此需要通過(guò)一定樞紐將GTP_U、GTP_
C 相關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)、
狀態(tài)與用戶身份的綁定。軟件處理速度遠(yuǎn)低于3G 核心網(wǎng)
網(wǎng)速，達(dá)不到對(duì)3G核心網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)管的目的，本文利用FPGA
邏輯資源豐富、處理速度高等特點(diǎn)，采用硬件實(shí)現(xiàn)綁定，處
理速度達(dá)到1.6Gbps，高于核心網(wǎng)速率，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)管
的目的。
1 GTP 協(xié)議及工作原理
1.1 GTP 協(xié)議簡(jiǎn)介[1-4]
GTP (GPRS tunneling protocol) 協(xié)議應(yīng)用在服務(wù)GSN (serving
GPRS support note，SGSN)和網(wǎng)關(guān)GSN(gateway GPRS support
node，GGSN) 之間，負(fù)責(zé)SGSN 和GGSN 之間數(shù)據(jù)和信令
的傳輸。GTP 協(xié)議包括信令控制協(xié)議GTP-C 和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議
GTP-U，同時(shí)還包含計(jì)費(fèi)協(xié)議GTP'，但通常所說(shuō)的GTP協(xié)議是
指GTP-C 和GTP-U。
GTP 協(xié)議由協(xié)議頭和協(xié)議體兩部分組成，其中協(xié)議頭又
分為固定頭部和擴(kuò)展頭部?jī)刹糠�。固定頭部共12 字節(jié)，該部
分指明了GTP 協(xié)議的版本信息，GTP 的類型(PT)，擴(kuò)展字頭標(biāo)
識(shí)(E)，序列號(hào)標(biāo)識(shí)(S)，分組數(shù)據(jù)序列號(hào)標(biāo)識(shí)(PN)，消息類型，長(zhǎng)
度，隧道標(biāo)志號(hào)TEID(tunnel endpoint identifier)，序列號(hào)，分組數(shù)
據(jù)序列號(hào)(N-PDU number)等信息。GTP 頭部格式如圖1 所示。
876543211 版本類型PT*ESPN2 消息類型3 長(zhǎng)度(第一字
節(jié))4 長(zhǎng)度(第二字節(jié))5TEID(隧道標(biāo)志號(hào)第一字節(jié))6TEID(隧道