3GPP系统与WLAN网络融合架构的研究

摘要

第三代移动通信是目前移动通信发展的热点，它作为一个完整的移动通信系统能够为用户提供多种业务以及无所不在的连续性。第三代移动通信系统虽然有这些优点，但是也有缺陷，如地下室或者极封闭的室内环境中仍存在许多死角，此外频谱资源有限，3GPP 系统还存在“呼吸效应”导致热点地区容量不足。而这些领域正是无线局域网技术所涵盖的范围。本文从这个角度出发，围绕第三代移动通信与无线局域网在融合架构上进行研究的。 本文首先研究了第三代移动通信和无线局域网的结构、相关的基本原理以及相关标准协议；然后分析了 3GPP 组织制定的第三代移动通信系统与无线局域网互通的场景标准以及现有第三代移动通信系统与无线局域网之间融合互通的架构模型方案；最后在前人研究的基础上，提出 W-SA(WLAN-SGSN Access) 和 W-GA (WLAN-GGSN Access) 两种融合架构方案，并对这两种方案的结构、互通协议、信令流程、融合互通的实现以及鉴权、计费、认证、安全性进行了分析。本论文提出的融合架构方案主要解决第三代移动通信系统的用户与无线局域网的用户之间的数据交换，并使用 OPNET 仿真工具完成了融合架构的仿真建模以及相应的性能评估，得到以下结论：论文提出的 W-SA、W-GA 这两种融合架构方案是可行的：W-GA 融合架构方案较 W-SA 融合架构方案更具优越性。 本文的贡献：通过分析 3GPP 组织制定的融合互通标准以及现有的融合架构方案，提出了 W-SA、W-GA 两种融合架构方案，并对提出的融合架构方案进行了仿真建模和相应的性能评估。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 3GPP系统与WLAN网络架构融合技术

1.2研究课题的意义和目的

1.3目前课题的研究现状和发展趋势

1.4本论文所做的工作

第二章3GPP系统与WLAN网络技术

2.1 3GPP系统

2.1.1概述

2.1.2 3GPP系统网络架构

2.1.3 WCDMA的协议结构

2.2 WLAN网络技术

2.2.1概述

2.2.2 802.11系列WLAN标准介绍

2.2.3 WLAN的网络结构

2.2.4 WLAN的协议结构

第三章融合架构模型分析

3.1 3GPP组织制定的互通标准

3.1.1 概述

3.1.2 3GPP组织制定的六种融合级别分析

3.1.3 3GPP建议的融合架构模型

3.2现有融合架构模型分析

3.2.1现有融合架构分析

3.2.2现有融合架构方案比较

3.3小结

第四章基于3GPP系统W-SA、W-GA融合架构方案

4.1概述

4.2 W-SA融合架构方案

4.2.1 W-SA融合架构方案节点分析

4.2.2融合互通协议结构

4.2.3基本信令流程

4.3 W-GA融合架构方案

4.3.1 W-GA融合架构方案节点分析

4.3.2融合互通的传输协议结构

4.3.3基本信令流程

4.4 W-SA、W-GA方案的AAA机制及安全性分析

4.4.1 AAA机制

4.4.2安全性

4.5 W-SA与W-GA融合架构方案比较

4.6与现有的网络融合方案比较分析

第五章融合架构仿真建模

5.1概述

5.2 OPNET仿真工具介绍

5.2.1 OPNET仿真软件的运行环境

5.2.2 OPNET仿真的具体步骤

5.2.3仿真的重要性

5.2.4网络架构模型构建

5.3 W-SA融合架构方案模型的构建

5.3.1节点模型以及进程模型的构建

5.3.2 W-SA融合架构方案模型的构建

5.4 W-GA融合架构方案模型的构建

5.4.1节点模型及其进程模型的构建

5.4.2 W-GA融合架构方案模型的构建

5.5小结

第六章融合架构性能评估

6.1概述

6.2仿真的参数

6.3仿真结果分析

6.3.1 FTP文件下载和上传响应时间的仿真

6.3.2网页浏览响应时间仿真

6.3.3端到端的语音包传输时延仿真

6.3.4语音抖动性的仿真结果

6.4结论

第七章总结与展望

7.1总结

7.2对未来工作的展望

致谢

参考文献

附录