【资料名称】：基于FPGA 的3G 核心网数据包重组方法

【资料作者】：孙婷婷， 黄杰

【资料日期】：200905

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

0 引言
3G 网络主要由用户设备、射频接入网(RAN)和核心网组
成，核心网主要由电路域(CS)和分组域(PS) 组成。3G 核心网
分组域数据统一封装在GTP(GPRS tunneling protocol)协议中传
输，监管所有GTP 协议封装的数据包，可以实现对移动用户
的监管。GTP 协议分为数据层面协议(GTP_U) 以及控制面协
议(GTP_C)。其中GTP_C 封装用户状态信息以及用户身份信
息，GTP_U 封装用户数据部分。
为了达到监管的目的，需要将用户数据、用户状态与用
户身份信息绑定，因此需要通过一定枢纽将GTP_U、GTP_
C 相关联。传统互联网监管系统通过软件实现用户数据、
状态与用户身份的绑定。软件处理速度远低于3G 核心网
网速，达不到对3G核心网实时监管的目的，本文利用FPGA
逻辑资源丰富、处理速度高等特点，采用硬件实现绑定，处
理速度达到1.6Gbps，高于核心网速率，可以实现实时监管
的目的。
1 GTP 协议及工作原理
1.1 GTP 协议简介[1-4]
GTP (GPRS tunneling protocol) 协议应用在服务GSN (serving
GPRS support note，SGSN)和网关GSN(gateway GPRS support
node，GGSN) 之间，负责SGSN 和GGSN 之间数据和信令
的传输。GTP 协议包括信令控制协议GTP-C 和用户数据协议
GTP-U，同时还包含计费协议GTP'，但通常所说的GTP协议是
指GTP-C 和GTP-U。
GTP 协议由协议头和协议体两部分组成，其中协议头又
分为固定头部和扩展头部两部分。固定头部共12 字节，该部
分指明了GTP 协议的版本信息，GTP 的类型(PT)，扩展字头标
识(E)，序列号标识(S)，分组数据序列号标识(PN)，消息类型，长
度，隧道标志号TEID(tunnel endpoint identifier)，序列号，分组数
据序列号(N-PDU number)等信息。GTP 头部格式如图1 所示。
876543211 版本类型PT*ESPN2 消息类型3 长度(第一字
节)4 长度(第二字节)5TEID(隧道标志号第一字节)6TEID(隧道