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        CDMA2000 1x EV-DO 分層協(xié)議解析

        2015-05-30 09:35:34徐萬松
        中國新通信 2015年15期

        徐萬松

        【摘要】 本文主要研究CDMA 1x-EVDO 中控制信道、前/反向業(yè)務(wù)信道、接入信道的分層協(xié)議結(jié)構(gòu),并依照協(xié)議采用由低至高逐層分析的方法對控制信道進(jìn)行解析,通過實(shí)驗(yàn)室儀器產(chǎn)生信號驗(yàn)證該解析方法的正確性。

        【關(guān)鍵詞】 EVDO 協(xié)議解析 控制信道

        一、引言

        隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越多,而CDMA2000 1x 的153.6Kbps速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了這種需求,而1xEV-DO 技術(shù)能夠提供高達(dá)十幾倍速率的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),有效地解決了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在空中接口的傳輸瓶頸問題;同時(shí),1xEV-DO組網(wǎng)簡單,并能利用現(xiàn)有投資進(jìn)行平滑升級。因此,1xEV-DO 技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的首選技術(shù)。

        二、EV-DO 協(xié)議概述

        EV-DO 協(xié)議是一個(gè)分層協(xié)議,按功能劃分從下到上依次為物理層、MAC 層、安全層、連接層、會話層、流層和應(yīng)用層。按照協(xié)議規(guī)定,各層的封裝結(jié)構(gòu)與其承載信道有關(guān),即不同的物理信道在物理層、MAC 層有不同的封裝形式。下面就以控制信道的封裝為例,對EV-DO的分層協(xié)議解析做詳細(xì)描述。

        2.1 物理層協(xié)議封裝過程

        在物理層,主要規(guī)定了發(fā)送消息的長度、速率、時(shí)間同步、調(diào)制方式、信道編碼等要素,最終將消息、數(shù)據(jù)發(fā)送給對方。EV-DO 物理層對于控制信道、接入信道、前/反向業(yè)務(wù)信道采用不同的封裝過程,具體如圖1 所示。

        2.2 MAC 層協(xié)議封裝過程

        在MAC 層主要將不同信道的消息打包發(fā)送到物理層,其封裝形式如圖2。

        2.3 安全層協(xié)議封裝過程

        在安全層主要進(jìn)行密鑰交換、鑒權(quán)、加密,確保信息安全,可采用加密/鑒權(quán)模式或者缺省模式。

        2.4 連接層協(xié)議封裝過程

        在連接層主要控制鏈路狀態(tài)的開啟、關(guān)閉,按照承載會話層數(shù)據(jù)包的數(shù)量分為A、B 兩種格式。

        2.5 會話層協(xié)議封裝過程

        在會話層主要進(jìn)行AT 與AN 之間的會話建立以及協(xié)議協(xié)商,本身不對消息包做任何處理。

        2.6 流層協(xié)議封裝過程

        在流層,標(biāo)準(zhǔn)流層協(xié)議將應(yīng)用層送過來的消息包按照協(xié)議加上Stream Header后復(fù)用成不同的流,傳送到會話層。

        2.7 應(yīng)用層協(xié)議封裝過程

        在應(yīng)用層,消息包經(jīng)過SNP 協(xié)議封裝,指定消息路由;然后經(jīng)過SLP_D 協(xié)議封裝,指定傳送方式(可靠、盡力而為);最后經(jīng)過SLP_F 協(xié)議分割封裝,傳送到流層。數(shù)據(jù)包則經(jīng)過RLP 協(xié)議封裝,傳到流層。

        三、EV-DO 分層協(xié)議解析

        據(jù)上分析EV-DO 各層協(xié)議功能,可知各層在功能上相對獨(dú)立,在封裝結(jié)構(gòu)上采用添加數(shù)據(jù)幀頭的方式進(jìn)行控制,因此在得到其物理幀以后可根據(jù)協(xié)議規(guī)范由下而上逐層對其進(jìn)行解析。

        3.1 分層解析過程

        對于EV-DO 控制信道而言,在提取Physical pkt后通過CRC校驗(yàn),提取MAC pkt;然后分解MAC pkt,提取Security pkt以及相應(yīng)的UATI和安全層連接層控制消息;通過安全層解析,略過鑒權(quán)加密部分,提取Cennection pkt,進(jìn)而提取流層pkt,去信令復(fù)用得到Application pkt,然后組裝SLP_F,通過SNP協(xié)議得到最終承載的消息包。

        3.2 協(xié)議解析結(jié)果對照分析

        利用安捷倫8960 信號源產(chǎn)生EV-DO 信號并截取其中的一個(gè)物理幀,通過上述步驟進(jìn)行協(xié)議解析,從中可以看到該信號安全層采用非加密模式,連接層采用A 格式等信息。該物理幀包含Quick Config message,Syncmessage,Sector Parameters message 這三條控制信道消息,從中可以得到諸如CorlorCode 、SectorID、PilotPN 等有用信息。

        四、總結(jié)

        EV-DO 采用分層模式進(jìn)行封裝,以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能;在解析的時(shí)候可以依照由下而上的方式逐層解析,從而得到消息體和數(shù)據(jù)包。本文針對控制信道的解析過程進(jìn)行了詳細(xì)描述,希望對于想熟悉EV-DO 協(xié)議結(jié)構(gòu)、理清信令流程的讀者能有所幫助。依照協(xié)議、使用類似本文的方法對接入信道和上/下行業(yè)務(wù)信道進(jìn)行解析,能夠?qū)崿F(xiàn)EV-DO 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的完全解析。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1] 張智江,劉申建. CDMA2000 1x EV-DO 網(wǎng)絡(luò)技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

        [2] CDMA2000 1x EV-DO Release A 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)三發(fā)展分析.中國聯(lián)通,2004.

        [3] 3GPP2 C.S0024-A v3.0. CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification, 2005.

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