移动通信网HLR运维子系统的设计与实现

摘要

目前，移动通信市场发展异常迅速，代表第二代数字通信系统GSM（Global System of Mobile Communication，全球移动通讯系统）网络以及第三代移动通信网络[1]已成为人们日常通信交流的最重要载体。如今，国内外各设备制造商和通信运营商都在为第四代移动通信技术LTE[2]（Long Term Evolution，长期演进方案）紧锣密鼓地搭建实验网，进行各项软件硬件的开发和调测工作，预计在2013年将全网推广新一代移动通信技术。作为移动通信网最为核心的数据库HLR[3]（Home Location Register），作为新一代移动通信技术的发展的一部分，更多面向客户、面向企业的移动业务也将接踵而至，无疑对HLR系统的数据存储容量、数据处理效率以及数据的安全性提出更高的要求，作为HLR设备的核心子系统，OAM（Operation And Maintenance，运维系统）的设计和实现将变得至关重要。
　　本文通过对当代移动核心网的技术特点和网络结构、移动核心网数据库HLR系统在网络中的位置、作用以及功能进行描述；通过对采用CORBA[4]作为客户端服务器端中间件，运用基于X500[5]标准的LDAP[6]（Lightweight Directory Access Protocol，轻量级访问目录协议）与XML[7]来建立数据模型和提高数据访问效率的优势进行研究分析；通过UML[8]工具对系统功能进行分析建模；通过对ODB[9]（Operation Determind Barring，运营商限制闭锁）服务设计、N+1容灾备份服务[10]设计与实现，得出了新一代运维子系统的设计方案能够充分满足未来移动通信技术的发展要求这一结论。
　　总的来说，本文的贡献和创新点有如下几点：
　　(1)设计实现了满足移动通信发展需求的运维子系统，能够提供多种用户数据的处理和访问接口，提供更多的外部设备对用户数据的维护以及系统运行状况的监控。
　　(2)实现了适用于LTE网络的3GPP规范中对于ODB业务的需求定义；实现了在HLR层面任意控制不同类别用户所能得到的网络服务范围；实现了对于用户主叫的限制功能、用户特服号码的限制功能、对被叫用户的限制功能、用户的漫游限制功能、对移动用户的补充业务的使用功能等，增强了运营商对用户数据的管理能力。
　　(3)提供更高效的数据处理方式，同时满足来自其他网元、来自用户手机、来自各移动营业厅等更多更频繁的用户数据处理，相比之前的指令执行速度，提高了50％。
　　(4)为了应对不断推陈出新的移动业务，运维子系统OAM需提供一个易配置、易维护的架构，便于增加和更新HLR所支持的业务种类。
　　(5)设计实现了N+1容灾备份方案，凭借低成本、零宕机时间、易操作的优势，为运营商保护用户数据提供了全新的备份方案，相比原先的备份方案以及分布式备份方案，有更低的成本、更有效地利用已有资源。
　　这些贡献解决了传统HLR无法满足未来通信网络技术在数据处理性能、数据容灾保障、低维护成本等方面的问题，并且通过对移动通信核心网的核心部件归属位置寄存器运维模块的总体架构分析，对内部功能模块的划分，以及对它与周边通信功能实体交互联系进行分析，可以更深入地了解移动通信网核心网部分的体系结构，对未来移动通信网的组网建网具有一定的参考价值。

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目录

1绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容和意义

1.4 本文的结构

2 HLR运维子系统相关技术研究

2.1 第四代移动通信网络LTE

2.2 移动通信网络与HLR

2.3 CORBA 技术

2.4 LDAP与XML

2.5 容灾备份服务

2.6 本章小结

3 HLR运维子系统的需求分析

3.1 移动通信业务的基本概念

3.2 移动业务运营维护过程

3.3 运维子系统功能分析

3.4 运营和维护系统的需求用例

3.5 本章小结

4 HLR运维子系统的设计实现

4.1 运维子系统框架设计

4.2 运维子系统业务数据模型设计

4.3 数据处理框架

4.4 XML Syntax

4.5 运维子系统 ODB 服务设计

4.6 ODB 服务处理流程

4.7 运维子系统容灾备份服务设计

4.8 系统测试

4.9 本章小结

5总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

参考文献

致谢

作者攻读学位期间发表的论文