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HNB和HNB GW间通信链路监测机制的设计与实现

作　者: 孟朱丽
导　师: 邱雪松
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: HNB HNB GW 网管监测 IP层监测 丢包率
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 26次
引　用: 0次
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内容摘要


随着3G网络的发展,Internet和移动通信网的逐步融合是必然趋势,Home NodeB (HNB)解决方案以远程跨运营商域的方式通过固网运营商的IP网络连接到移动网络的家庭基站网关Home NodeB Gateway (HNB GW),促进了网络的融合。但是其数据在传输时可能受到固网带宽限制或者其他的网络限制,导致数据延迟或丢失,最终使得HNB用户通信时断时续甚至拨打不通。为了及时发现HNB和HNB GW通信链路中存在的质量问题,并上报给网管人员,本文提出了两种监测HNB和HNB GW之间通信链路质量的监测机制,即网管监测和IP层监测。其中,网管监测机制中设计了网管监测系统,该系统包含信息提取单元、分析单元、判断单元和存储单元四个模块,信息提取单元采集链路两侧HNB网管和HNB GW网管各自收集的用户平面和控制平面数据,分析单元将这些数据进行比率差值等分析计算,判断单元将分析结果与标准指标进行对比以发现链路质量问题,期间运算数据存储于存储单元内；IP层监测机制主要是通过搭建模拟HNB通信环境,并用抓包工具获得网络层数据包,分析IP包和ESP包头数据来获知用户发送的报文数和HNB GW接收到的报文数,从而得到计算IP层丢包率的计算公式,再将链路实际丢包率与标准中要求的丢包率范围进行对比,以确定网络质量。本论文仿真实现部分重点介绍了丢包率算法的实现,包括所用到的VPN仿真环境以及实现算法所设计的数据结构和类,如数据包文件解析类CapFileReader,数据包存储表管理类TableManager,数据管理类DataManager。两种监测机制是互相补充的关系,网管监测机制通过网管系统采集应用层数据,可以长期监测链路数据,IP层监测机制采集网络层数据,可以实时监测网络,因此在监测内容和时效性方面两者可以形成互补,确保链路问题可以被及时发现,共同保证链路质量,提高HNB通信质量。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-13
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 研究内容及创新点  10-11
  1.3 研究生期间工作  11-12
  1.4 论文结构  12-13
第二章 HNB与HNB GW通信原理分析  13-22
  2.1 相关概念介绍  13-16
    2.1.1 HNB的体系结构  13-15
    2.1.2 相关协议  15-16
  2.2 HNB与HNB GW的链路安全机制  16-17
  2.3 通信中的问题场景分析  17-21
    2.3.1 场景1 HNB GW的发现过程  17-18
    2.3.2 场景2 HNB注册过程  18-19
    2.3.3 场景3 UE注册过程  19-20
    2.3.4 场景4 UE通话过程  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 链路质量监测机制分析  22-26
  3.1 链路监测的必要性  22
  3.2 两种监测机制的关系  22-23
  3.3 监测机制的可行性分析  23-25
    3.3.1 网管监测机制的可行性  23-24
    3.3.2 IP层监测机制的可行性  24-25
  3.4 本章小结  25-26
第四章 网管监测机制设计与实现  26-37
  4.1 监测机制原理  26
  4.2 监测方法  26-28
  4.3 监测参数  28-29
  4.4 监测系统结构  29-35
    4.4.1 信息提取单元  30
    4.4.2 分析单元  30-32
    4.4.3 判断单元  32-34
    4.4.4 存储单元  34-35
  4.5 应用场景及优劣势分析  35-36
  4.6 本章小结  36-37
第五章 IP层监测机制的设计与实现  37-54
  5.1 监测机制原理  37
  5.2 监测方法  37-38
  5.3 监测的消息  38-45
    5.3.1 IKE消息分析  39-42
    5.3.2 ESP消息分析  42-45
  5.4 丢包率算法实现  45-52
    5.4.1 理论基础  45-46
    5.4.2 算法实现  46-52
  5.5 应用场景及优劣势分析  52-53
  5.6 本章小结  53-54
第六章 实验仿真验证  54-64
  6.1 模拟实验环境  54-61
    6.1.1 模拟VPN环境  54-57
    6.1.2 丢包率算法程序实现  57-61
  6.2 实验结果验证  61-63
  6.3 本章小结  63-64
第七章 结束语  64-66
  7.1 论文总结  64-65
  7.2 进一步研究工作  65-66
参考文献  66-68
致谢  68-69
作者攻读学位期间发表的学术论文目录  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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