移动IP在TETRA系统中的应用研究

万民

摘  要：介绍了移动IP的工作机制，分析了在TETRA集群系统中的实现方式，并简要分析了在集群移动通信中使用移动IP的优点。

关键词：移动IP;泛欧集群系统;分组数据业务

中图分类号：TN929.5       文献标志码：A         文章编号：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

随着通信技术的发展和我国政府对发展数字集群通信所给予的支持，以及数字集群通信系统作为高效应急指挥调度系统所发挥的重要作用，数字集群通信系统在我国得到了较快的发展。移动IP技术是移动通信和IP技术的深层融合，它使人们能够随时随地访问互联网，也是对现有移动通信方式的深刻变革。人们希望将集群移动通信和IP技术有机结合起来，实现在任何时间、任何地点、用任何一种媒体与任何一个人进行通信的梦想。在作为数字集群系统之一的TETRA系统中就体现了这样的发展方向，它不仅能够向用户提供基于传统的简单的IP的数据接入方式，更引入了本文中将要介绍的移动IP技术。

1 移动IP技术

因特网通过节点的IP地址进行彼此间的通信。全球因特网的可扩展性依赖于网络前缀路由，而不是特定主机路由，这要求接在同一网络中的节点IP地址具有相同的网络前缀部分。当节点从一个网络切换到另一个网络时，它的IP地址的网络前缀就与新网络的网络前缀不同了。所以当节点到达外地不能用以前的IP地址进行网络通信时，就利用移动IP技术来解决这个问题。

移动IP是一种在全球因特网上提供移动功能的方案，它具有可扩展性、可靠性和安全性，适用于各种媒介，并使节点在切换网络时仍可保持正在进行的通信。在TETRA系统中，移动IP业务是一种移动分组数据业务的解决方法，它为移动用户提供到公共IP网络或预先定义的专用IP网络的IP路由服务的业务。移动IP引入了三种必须实现的协议功能实体：

（1）移动节点

移动节点可以将其因特网接入点从一个网络切换到另一个网络，仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用它的家乡地址的主机或者路由器。

（2）家乡代理

家乡代理负责维护移动节点当前位置信息，并且当移动节点不在家乡网络时，为发送给移动节点的数据包创建隧道，以把数据包传送到外地网络中的移动节点。

（3）外地代理

外地代理为通过它注册的移动节点提供路由服务，它把家乡代理通过隧道传送过来的数据报进行拆封后，送给移动节点。对于从移动节点发出的数据包，外地代理作为该注册移动节点的缺省路由器。

上述三个功能实体仅是实现移动IP必备的实体，缺一不可。但是，TETRA集群系统有着自身的特点。

在TETRA集群系统中，应有HA（归属代理），由移动终端所在的SwMI的GGSN作为HA，HA负责向用户分配IP地址，将分组数据通过隧道技术发送给移动用户，移动终端使用由其归属IP网络的HA分配的IP地址，该地址可以是静态IP地址，也可以是动态分配的IP地址。无论使用静态还是动态IP地址，移动终端都应配置一个静态的归属代理地址。另外对于移动终端访问的SwMI中还应有FA（拜访代理）的功能，可由移动终端访问的SwMI的GGSN作为FA，负责提供隧道出口，并将数据解除封装后发往移动终端。

移动终端在不同的SwMI所属的无线网络之间进行切换时，可以保持IP地址不变，使业务不发生中断，移动终端在不同SwMI中发送IP数据时的传输面如图1所示。

2 移动IP在TETRA系统中的应用

在叙述移动IP在TETRA系统应用还需要了解下列相关术语：

家乡SwMI：指的是MS没有迁移前所在的SwMI。

访问SwMI：指的是MS迁移后所在的SwMI。

GGSN：用于支持与外部分组交换网的互通，并通过GTP与SwMI连通。

2.1 迁移

移动IP在TETRA集群系统中的应用是在移动终端出现迁移情况时使用的。在TETRA集群系统中，当MS从一个SwMI迁移到另一个SwMI中时，称为迁移。MS迁移后，本身的地址ITSI并不变化，但对于进行IP数据业务的IP地址会与不迁移有些不同，这里就引用了移动IP的概念。如何判断用户是否迁移？当用户从SwMI1进入到一个SwMI2之后，它需要向SwMI2注册，在SwMI2收到注冊信息之后，将该用户的ITSI中的NNC域与SwMI2的NNC域相比较，发现二者不同，由此判断该用户是迁移过来的。

2.2 寻址

当MS从SwMI1进入到一个SwMI2之后，进行IP数据的发送和接收时，需要知道该用户的IP地址，此时就需进行寻址。MS在SwMI1中时，由SwMI1中的GGSN给用户分配一个静态或动态的IP地址，该地址分配后记录在SwMI1中的HDB。当MS迁移后，SwMI2利用ISI 向SwMI1的HDB请求关于MS的一些数据，包括APN、静态/动态IP地址，QoS等，家乡SwMI的HDB给予应答，被访问的SwMI利用这些数据在VDB中建立关于迁移的MS的数据记录，就可知GGSN是否给MS分配IP地址以及所分配的IP地址。

2.3 IP数据发送

当MS迁移到一个新的SwMI时，要进行数据发送只需在激活PDP上下文之后，获得IP地址，选择外地代理作为缺省路由器或者依靠得到配置转交地址的方法得到路由器的地址，然后直接发送IP数据即可。当MS处于激活状态时，再进行PDP上下文激活时，可获得外地代理转交地址或配置转交地址。此时IP数据是通过访问SwMI的GGSN传送到外网的。

2.4 IP数据接收

当MS迁移到一个新的SwMI时，要进行数据接收要分两种情况，一种是MS的IP地址是静态地址，另一种是MS的IP地址是动态地址。

（1）MS的IP地址是静态地址

当MS的IP地址是静态地址时，分为两种情况，一种是在家乡SwMI PDP上下文激活时获得的，并且在激活状态下MS迁移到访问SwMI。另一种是处于去激活后MS迁移到访问SwMI，在访问SwMI中激活获得的静态地址。

（2）MS的IP地址是动态地址

当MS的IP地址是动态地址，也分为两种情况，一种是在家乡SwMI PDP上下文激活时获得的，并且在激活状态下MS迁移到访问SwMI。另一种是处于去激活后MS迁移到访问SwMI，在访问SwMI中激活获得的动态地址。这两种情况不同，接收数据也有所不同。不管哪一种情况，对应能在使用动态地址期间向外界广播该地址的可达性， 在相应的HDB和VDB中记录，并随着动态地址的使用情况改变HDB和VDB中记录。

3 使用移动IP的优点

在TETRA系统中使用移动IP技术主要有以下几个优点：

（1）提供无缝迁移，不中断现有的数据发送和接收。当MS在進行IP分组数据的发送和接收时，MS此时从一个SwMI迁移到另一个SwMI，它利用移动IP技术使原有的分组数据的发送和接收继续进行，而无需中断，从而大大提高了数据发送和接收的效率，也使MS在移动过程中可进行IP数据发送和接收。

（2）提高安全性。移动IP的认证机制相对于简单IP要复杂一些，安全性也就高一些。

（3）IP地址。在TETRA系统中，移动IP可以使用动态地址也可以使用静态的IP地址，这由用户的归属网络配置。这样，即使没有给MS分配静态IP地址，也可由被访问的SwMI分配一动态IP地址进行数据发送。

4 结束语

利用移动IP技术使集群系统中的用户可以随时随地上网，进行IP数据的发送和接收，使得人们一直梦想的MS与多媒体全球网络连接成为可能。移动IP技术和TETRA系统相结合，是集群用户可以随时随地上网，享受各种各样丰富多彩的数据业务。

参考文献：

[1]郑祖辉，陆锦华，郑岚.数字集群移动通信系统（第2版）[M].电子工业出版社.

[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].