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为了适应移动用户的急剧增加、新业务需求的日益增长,以及进一步满足更多高速率业务和多媒体业务的要求,具有业务质量高、频谱利用率高和多业务环境适应能力强等特点的第三代移动通信技术浮出水面。3G网络的发展趋势是实现传输的IP化以及发展多媒体IP业务,这种趋势所带来的开放式网络架构能够使网络运营商通过基于IP的应用及服务迅速地获得更高的收益,而同时也会带来一系列新的挑战,其中最重要的是如何提供更优的QoS保障,以满足不断增长的服务需求以及为不同类型的用户提供区分服务和性能保证。3G网络主要由无线接入网和核心网两部分组成,其中建立一个健壮而高效的核心网络将更有利于推动3G网络的增值服务及附加功能的实现。因此,对3G核心网QoS的研究具有很高的社会价值和商业价值。本文的设计方案正是基于此种需求而提出的。首先,论文概述了IP QoS的基本机制,并介绍了以WCDMA为代表的3GPP网络的基本结构及端到端的服务质量机制。在分析了MPLS在解决WCDMA核心网QoS方面所具有的优势后,着重阐述了MPLS工作原理及其核心技术。MPLS TE作为一种间接的QoS保障手段,主要介绍了MPLS TE工作机制及工作原理。探讨了MPLS与DiffServ相结合提供QoS保障的优势,并对两者相结合保障QoS的关键问题提出了两种解决方案。其次,本文基于对MPLS、TE及DiffServ理论体系的详细分析,结合第三代移动通信网络中QoS业务的特征,提出了基于MPLS的WCDMA核心网QoS实现的网络架构；在该架构的基础上对系统模型进行设计,阐述了系统内部模块之间的交互及报文转发流程；着重对模型中的DiffServ模块和MPLS模块之间的QoS映射机制提出了一种可行的解决方案,并对LDP协议支持DiffServ进行了扩展。此外,本文对MPLS TE的系统实现给出了详细的设计。最后,利用杭州某通信公司的高端路由器对本文提出的设计方案进行组网测试。实验测试不同种类的QoS业务流量的丢包率及时延情况,通过对比测试结果证明了该设计方案大大地改善了WCDMA核心网的QoS性能,同时也说明了该QoS方案是切实可行的。本文提出的设计方案拟在WCDMA核心网引入MPLS传输机制,并实施MPLS-DiffServ及MPLS TE机制,不仅解决了IP面向无连接的QoS问题、使网络具有区分服务功能,而且实现流量在网络中的合理分布,有效地改善了WCDMA核心网中QoS性能,同时该方案具有易于实现、可扩展性强的优势。