[發(fā)明專利]基于FPGA的3G數(shù)據(jù)包重組系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033142.7
• 申請日: 2009-06-15
• 公開（公告）號: CN101582884A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 黃杰;秦中元;孫婷婷;張曉曉
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種基于FPGA的3G數(shù)據(jù)包重組系統(tǒng)及方法，屬于 TD-SCDMA網(wǎng)絡安全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)重組系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

3G移動通信技術(shù)主要包括3大標準體系：中國的TD-SCDMA標準，歐 日的WCDMA標準和美國的CDMA2000標準。TD-SCDMA標準和WCDMA 標準承接了GSM的原有核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它們數(shù)據(jù)包統(tǒng)一封裝在GTP協(xié)議中， 因此如果獲取所有的GTP協(xié)議，可以監(jiān)控所有的移動用戶的核心網(wǎng)數(shù)據(jù)信 息。GTP協(xié)議分為GTP-C，GTP-U兩種協(xié)議，其中GTP-C為用戶信令協(xié)議， 部分信令協(xié)議中含有國際移動用戶識別號(IMSI)。GTP-U封裝的是用戶數(shù) 據(jù)信息，不含有標志用戶身份的IMSI，無法將用戶數(shù)據(jù)與用戶信息統(tǒng)一起 來。但是在監(jiān)控系統(tǒng)中需要用戶身份和用戶狀態(tài)和用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。因此數(shù) 據(jù)采集過程中需要通過GTP-C和GTP-U之間的聯(lián)系樞紐TEID(隧道標志 號)將3G核心網(wǎng)數(shù)據(jù)包重新組合。

目前對于用戶身份信息及用戶狀態(tài)和用戶數(shù)據(jù)的綁定與重組通常放在 軟件平臺上實現(xiàn)。但是由于對于大量用戶的監(jiān)管，需要對大量用戶身份信息 (IMSI)動態(tài)的存取，軟件上常采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的樹表實現(xiàn)，根據(jù)測試顯示 軟件實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與用戶身份的綁定，處理速度僅能達到150Mbps。而3G 移動通信的通信速率往往高達1Gbps，用軟件處理數(shù)據(jù)用戶身份與用戶數(shù)據(jù) 的綁定，達不到實時的目。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種基于 FPGA的3G數(shù)據(jù)包重組系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明基于FPGA的3G數(shù)據(jù)包重組系統(tǒng)，其特征在于包括EMAC核模 塊和用戶接口模塊，其中用戶接口模塊包括：消息類型處理模塊、HASH模 塊、IMSI存儲模塊、讀寫控制模塊、IMSI插入模塊、IMSI非空判斷模塊， 消息類型處理模塊的輸出端依次串接HASH模塊、讀寫控制模塊、IMSI插 入模塊、IMSI非空判斷模塊，消息類型處理模塊的輸出端接IMSI插入模塊 的輸入端，HASH模塊的輸出端接IMSI存儲模塊的輸入端，IMSI存儲模塊 與讀寫控制模塊雙向連接，消息類型處理模塊的輸入端接EMAC核模塊的 輸出端，IMSI非空判斷模塊的輸出端接EMAC核模塊的輸入端。

所述的基于FPGA的3G數(shù)據(jù)包重組系統(tǒng)的重組方法，其特征在于包括 如下步驟：

步驟(1)：采用EMAC軟核模塊的接收客戶端接口接收網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN 和支持節(jié)點SGSN的鏈路上的所有3G數(shù)據(jù)包；

步驟(2)：將步驟(1)所述的3G數(shù)據(jù)包經(jīng)過消息類型處理模塊判斷得 到網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN與支持節(jié)點SGSN的協(xié)議類型：

當網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN與支持節(jié)點SGSN的協(xié)議類型為控制信令協(xié)議 GTP-C，則插入標志位0；

當網(wǎng)關(guān)節(jié)點GGSN與支持節(jié)點SGSN的協(xié)議類型為用戶數(shù)據(jù)協(xié)議 GTP-U，則插入標志位1；

步驟(3)：將步驟(2)所述的控制信令協(xié)議GTP-C和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議 GTP-U的數(shù)據(jù)包經(jīng)過HASH模塊得到存取IMSI的地址；

步驟(4)：將步驟(3)所述存取IMSI的地址經(jīng)過讀寫控制模塊對IMSI 信息進行讀或者寫：

a)當為控制信令協(xié)議GTP-C類型的數(shù)據(jù)包，則判斷控制信令協(xié)議GTP-C 頭部的消息類型：①當控制信令協(xié)議GTP-C頭部的消息類型是建立請求信 息，則將IMSI存儲進步驟(3)所述存取IMSI的地址；②當控制信令協(xié)議 GTP-C頭部的消息類型是建立請求響應信息，則將控制信令協(xié)議GTP-C類 型的數(shù)據(jù)包頭部的TEID-CP經(jīng)過HASH模塊得到取IMSI新地址得到IMSI， 并將控制信令協(xié)議GTP-C類型的數(shù)據(jù)包上行TEID-DII經(jīng)過HASH模塊得到 存IMSI新的地址，將IMSI存儲進存IMSI新的地址內(nèi)；③當控制信令協(xié)議 GTP-C頭部的消息類型是下線響應信息，則將控制信令協(xié)議GTP-C類型的 數(shù)據(jù)包頭部的TEID-CP經(jīng)過HASH模塊得到取IMSI新地址得到IMSI；

b)當為用戶數(shù)據(jù)協(xié)議GTP-U類型的數(shù)據(jù)包，則將用戶數(shù)據(jù)協(xié)議GTP-U 類型的數(shù)據(jù)包頭部的TEID-DII經(jīng)過HASH模塊得到取IMSI新地址得到 IMSI；