移動IP在TETRA系統中的應用研究

萬民

摘? 要：介紹了移動IP的工作機制，分析了在TETRA集群系統中的實現方式，并簡要分析了在集群移動通信中使用移動IP的優點。

關鍵詞：移動IP;泛歐集群系統;分組數據業務

中圖分類號：TN929.5? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0181-02

Abstract： This paper introduces the working mechanism of mobile IP， analyzes the implementation in TETRA （Trans European Trunked Radio）， and briefly analyzes the advantages of using TETRA mobile IP in mobile communication.

Keywords： mobile IP; TETRA （Trans European Trunked Radio）; packet data service

引言

隨著通信技術的發展和我國政府對發展數字集群通信所給予的支持，以及數字集群通信系統作為高效應急指揮調度系統所發揮的重要作用，數字集群通信系統在我國得到了較快的發展。移動IP技術是移動通信和IP技術的深層融合，它使人們能夠隨時隨地訪問互聯網，也是對現有移動通信方式的深刻變革。人們希望將集群移動通信和IP技術有機結合起來，實現在任何時間、任何地點、用任何一種媒體與任何一個人進行通信的夢想。在作為數字集群系統之一的TETRA系統中就體現了這樣的發展方向，它不僅能夠向用戶提供基于傳統的簡單的IP的數據接入方式，更引入了本文中將要介紹的移動IP技術。

1 移動IP技術

因特網通過節點的IP地址進行彼此間的通信。全球因特網的可擴展性依賴于網絡前綴路由，而不是特定主機路由，這要求接在同一網絡中的節點IP地址具有相同的網絡前綴部分。當節點從一個網絡切換到另一個網絡時，它的IP地址的網絡前綴就與新網絡的網絡前綴不同了。所以當節點到達外地不能用以前的IP地址進行網絡通信時，就利用移動IP技術來解決這個問題。

移動IP是一種在全球因特網上提供移動功能的方案，它具有可擴展性、可靠性和安全性，適用于各種媒介，并使節點在切換網絡時仍可保持正在進行的通信。在TETRA系統中，移動IP業務是一種移動分組數據業務的解決方法，它為移動用戶提供到公共IP網絡或預先定義的專用IP網絡的IP路由服務的業務。移動IP引入了三種必須實現的協議功能實體：

（1）移動節點

移動節點可以將其因特網接入點從一個網絡切換到另一個網絡，仍然保持所有正在進行的通信，并且只使用它的家鄉地址的主機或者路由器。

（2）家鄉代理

家鄉代理負責維護移動節點當前位置信息，并且當移動節點不在家鄉網絡時，為發送給移動節點的數據包創建隧道，以把數據包傳送到外地網絡中的移動節點。

（3）外地代理

外地代理為通過它注冊的移動節點提供路由服務，它把家鄉代理通過隧道傳送過來的數據報進行拆封后，送給移動節點。對于從移動節點發出的數據包，外地代理作為該注冊移動節點的缺省路由器。

上述三個功能實體僅是實現移動IP必備的實體，缺一不可。但是，TETRA集群系統有著自身的特點。

在TETRA集群系統中，應有HA（歸屬代理），由移動終端所在的SwMI的GGSN作為HA，HA負責向用戶分配IP地址，將分組數據通過隧道技術發送給移動用戶，移動終端使用由其歸屬IP網絡的HA分配的IP地址，該地址可以是靜態IP地址，也可以是動態分配的IP地址。無論使用靜態還是動態IP地址，移動終端都應配置一個靜態的歸屬代理地址。另外對于移動終端訪問的SwMI中還應有FA（拜訪代理）的功能，可由移動終端訪問的SwMI的GGSN作為FA，負責提供隧道出口，并將數據解除封裝后發往移動終端。

移動終端在不同的SwMI所屬的無線網絡之間進行切換時，可以保持IP地址不變，使業務不發生中斷，移動終端在不同SwMI中發送IP數據時的傳輸面如圖1所示。

2 移動IP在TETRA系統中的應用

在敘述移動IP在TETRA系統應用還需要了解下列相關術語：

家鄉SwMI：指的是MS沒有遷移前所在的SwMI。

訪問SwMI：指的是MS遷移后所在的SwMI。

GGSN：用于支持與外部分組交換網的互通，并通過GTP與SwMI連通。

2.1 遷移

移動IP在TETRA集群系統中的應用是在移動終端出現遷移情況時使用的。在TETRA集群系統中，當MS從一個SwMI遷移到另一個SwMI中時，稱為遷移。MS遷移后，本身的地址ITSI并不變化，但對于進行IP數據業務的IP地址會與不遷移有些不同，這里就引用了移動IP的概念。如何判斷用戶是否遷移？當用戶從SwMI1進入到一個SwMI2之后，它需要向SwMI2注冊，在SwMI2收到注冊信息之后，將該用戶的ITSI中的NNC域與SwMI2的NNC域相比較，發現二者不同，由此判斷該用戶是遷移過來的。

2.2 尋址

當MS從SwMI1進入到一個SwMI2之后，進行IP數據的發送和接收時，需要知道該用戶的IP地址，此時就需進行尋址。MS在SwMI1中時，由SwMI1中的GGSN給用戶分配一個靜態或動態的IP地址，該地址分配后記錄在SwMI1中的HDB。當MS遷移后，SwMI2利用ISI 向SwMI1的HDB請求關于MS的一些數據，包括APN、靜態/動態IP地址，QoS等，家鄉SwMI的HDB給予應答，被訪問的SwMI利用這些數據在VDB中建立關于遷移的MS的數據記錄，就可知GGSN是否給MS分配IP地址以及所分配的IP地址。

2.3 IP數據發送

當MS遷移到一個新的SwMI時，要進行數據發送只需在激活PDP上下文之后，獲得IP地址，選擇外地代理作為缺省路由器或者依靠得到配置轉交地址的方法得到路由器的地址，然后直接發送IP數據即可。當MS處于激活狀態時，再進行PDP上下文激活時，可獲得外地代理轉交地址或配置轉交地址。此時IP數據是通過訪問SwMI的GGSN傳送到外網的。

2.4 IP數據接收

當MS遷移到一個新的SwMI時，要進行數據接收要分兩種情況，一種是MS的IP地址是靜態地址，另一種是MS的IP地址是動態地址。

（1）MS的IP地址是靜態地址

當MS的IP地址是靜態地址時，分為兩種情況，一種是在家鄉SwMI PDP上下文激活時獲得的，并且在激活狀態下MS遷移到訪問SwMI。另一種是處于去激活后MS遷移到訪問SwMI，在訪問SwMI中激活獲得的靜態地址。

（2）MS的IP地址是動態地址

當MS的IP地址是動態地址，也分為兩種情況，一種是在家鄉SwMI PDP上下文激活時獲得的，并且在激活狀態下MS遷移到訪問SwMI。另一種是處于去激活后MS遷移到訪問SwMI，在訪問SwMI中激活獲得的動態地址。這兩種情況不同，接收數據也有所不同。不管哪一種情況，對應能在使用動態地址期間向外界廣播該地址的可達性， 在相應的HDB和VDB中記錄，并隨著動態地址的使用情況改變HDB和VDB中記錄。

3 使用移動IP的優點

在TETRA系統中使用移動IP技術主要有以下幾個優點：

（1）提供無縫遷移，不中斷現有的數據發送和接收。當MS在進行IP分組數據的發送和接收時，MS此時從一個SwMI遷移到另一個SwMI，它利用移動IP技術使原有的分組數據的發送和接收繼續進行，而無需中斷，從而大大提高了數據發送和接收的效率，也使MS在移動過程中可進行IP數據發送和接收。

（2）提高安全性。移動IP的認證機制相對于簡單IP要復雜一些，安全性也就高一些。

（3）IP地址。在TETRA系統中，移動IP可以使用動態地址也可以使用靜態的IP地址，這由用戶的歸屬網絡配置。這樣，即使沒有給MS分配靜態IP地址，也可由被訪問的SwMI分配一動態IP地址進行數據發送。

4 結束語

利用移動IP技術使集群系統中的用戶可以隨時隨地上網，進行IP數據的發送和接收，使得人們一直夢想的MS與多媒體全球網絡連接成為可能。移動IP技術和TETRA系統相結合，是集群用戶可以隨時隨地上網，享受各種各樣豐富多彩的數據業務。

參考文獻：

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[2]ETSI EN 300-392-1-2005，TErrestrial Trunked Radio（TETRA）;Voice plus Data（V+D）;Part 1： General network design[Z].

[3]ETSI EN 300-392-2-2005，TErrestrial Trunked Radio（TETRA）;Voice plus Data（V+D）;Part 2： Air Interface （AI）[Z].