移动通信技术论文.doc

移
动
通
信
技
术
论
薛进财
电子信息工程技术1431班
文

目 录

摘要
第一章 跟踪交换技术
1.1 位置更新
1.2 越区切换
1.3 漫游
第二章 总结

摘要
本论文主要讲述了移动通信中的位置登记，越区切换及漫游访问等跟踪交换技术。
由于终端及个人的移动性，我们需要随时跟踪用户的位置。位置管理是移动通信领域中一类非常重要的问题，属于移动性管理的范畴。就位置管理而言，网络的目标是为了准备到移动用户的路由。为此，网络必须记住每个用户在什么地方注册，当前在什么地方活 动。因此，一个简单的解决方法是在数据库中存储每个用户标识符，他是否注册的指示，以及在哪儿可以找到他的信息。在实际应用中，位置管理主要包括两个部 分。第一部分是位置更新，即移动终端向网络报告其当前位置信息，由网络进行更新。第二部分是位置查询，即当需呼叫某个用户时，由网络提供其位置信息。越区切换与漫游是蜂窝移动通信的两大显著特点.本文从基本概念出发也对它们做了相关介绍。
关键词： 位置更新 / 越区切换 / 漫游访问

第一章
1.1 位置更新
位置区概念：为了确认移动台的位置，每个GSM覆盖区都被分为许多个位置区， 一个位置区可以包含一个或多个小区。 位置区更新的概念：当一个移动台由一个位置区移动到另一个位置区时必须在新的位置区进行登记，也就是说一旦移动台出于某种需要或发现其存储器中的LAI与接收到当前小区的LAI号发生了变化，就必须通知网络来改变它所存储的移动台的位置，这就是位置更新。
位置更新可分为三种：常规位置更新，周期性位置更新和IMSI附着分离。移动用户在移动性的情况下要求改变与小区和网络联系的特点称为漫游.而在漫游期间改变位置区及位置区的确认过程则称为位置更新.在相同位置区中的移动不需通知MSC，而在不同位置区间的小区间移动则需通知 MSC 。
常规位置更新分为下列几步（在MSC不同的情况下，由一个MSC转移到另一个MSC下）
1、 MS经过BSS发位置更新请求至新的MSC
2、 MSC对其完成鉴权过程
3、 新的MSC发送位置更新请求至HLR，其中包含 IMSI 和LAI信息
4、 HLR删除用户消息
5、 确认删除
6、 HLR插入新的用户信息到新的MSC
7、 确认插入
8、 位置更新确认
9、 返回给用户位置更新信息
IMSI分离: 当MS关机后，发送最后一次消息要求进行分离操作，MSC/VLR接到后在VLR中的IMSI上作分离标记,IMSI分离过程比较简单，分为一下几步.：
1、 MS经过BSS发IMSI分离请求至MSC
2、 MSC发位置更新请求至VLR
3、 释放资源
当MS开机后，若此时MS处于分离前相同的位置区，则将MSC/VLR中VLR的IMSI作附着标记； 若位置区已变，则要进行新的常规位置更新.，有一下简单的步骤：
1、 MS经过BSS发IMSI分离请求至MSC
2、 MSC发位置更新请求至VLR
3、 VLR确认
4、 MSC发确认信息至MS
位置更新中用到的协议不太清楚，对整个流程描述不太清楚，三种位置更新的区别与联系很关键。分离与附着的过程虽然很简单，但是很容易搞混淆，这个过程用到的协议也需了解清楚。

1.2 越区切换
切换（又称越区切换、过区切换；英语：handover,handoff）是指移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或是由于外界干扰而切换到另一条话音信道上的过程。
在蜂窝移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信；切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中断，这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。特别是由网络发起的切换，其目的是为了平衡服务区内各小区的业务量，降低高用户小区的呼损率的有力措施。切换可以优化无线资源（频率、时隙、码）的使用；还可以及时减小移动台的功率消耗和对全局的干扰电平的限制。
当一次切换被触发后，一个新的信道将被建立，通信将转接到新的链路，同时，原来的信道被释放。切换处理过程可以根据新链路的建立途径（旧链路的释放是发生在新链路的建立之前、之中或之后）来分类。
硬切换
硬切换最主要的特点就是移动台在硬切换情况下，同一时刻只占用一个无线信道，它必须在一个指定时间内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系，在切换过程中可能会发生通信短时中断。硬切换主要是不同频率的基站和扇区之间的切换。在硬切换中，为了使中断时间尽量短，在网络中要预先建立新的链路。硬切换的一个主要优点是在同一时刻，移动台只占用一个无线信道。硬切换的缺点是通信过程会出现短时的传输中断，因此硬切换在一定程度上会影响通话质量。而且如果在中断时间内受到干扰或切换参数设置不合理等因素的影响，会导致切换失败引起掉话；当硬切换区域面积狭窄时，会出现新基站与原基站之间来回切换的“乒乓效应”，影响业务信道的传输。硬切换主要用于GSM系统中。
软切换
在软切换过程中，两条链路及相对应的两个数据流在一个相对较长的时间内同时被激活，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。软切换是同一频率下不同基站之间的切换。不管是从移动台的角度还是从网络的角度看，两条链路传输的是同一个数据流，保证了通信不会发生中断。在软切换中，移动台只有在取得了与新基站的链接之后，才会中断与原基站的联系，因此在切换过程中没有中断，不会影响通话质量；软切换由于是在频率相同的基站交界处，移动台同时与多个基站通信，起前向业务信道和反向业务信道的路径分集的作用，因而可大大减少切换造成的掉话。而且在软切换中移动台和基站均采用分集技术和反向功率控制，能很好的提高系统的性能。但是软切换同时也存在需要占用的信道资源较多、信令复杂导致系统负荷加重、增加下行链路干扰、增加设备投资和系统背板的复杂性等的缺点。软切换主要用于CDMA系统中。
更软切换
在CDMA 系统中，移动台在扇区化小区的同一小区的不同扇区之间进行的软切换称为更软切换。实际上是相同信道板上的导频之间的切换。这种切换是由BSC 完成的，并不通知MSC。
接力切换
接力切换流程接力切换是一种基于智能天线的切换方案。接力切换是利用精确的定位技术，在对移动台的距离和方位进行定位的基础上，根据移动台方位和距离作为辅助信息来判断移动台是否移动到了可进行切换的相邻基站临近区域。如果移动台进入这个切换区，则RNC（无线网络控制器）通知该基站做好切换的准备，从而实现快速、可靠和高效切换。这样既节省信道资源、简化信令、减少系统负荷，也适应不同频率小区之间的切换。在第三代移动通信标准中TD-SCDMA中采用了接力切换。实现接力切换的必要条件是：网络要准备获得移动台的位置信息，包括移动台的信号到达方向以及移动台与基站的距离。
垂直切换
上面介绍的几种切换方式按照切换的方向来分都可以归为水平切换，而与此相对应，还存在一种切换方式，即垂直切换可以这样来概括水平切换和垂直切换：移动台在相同系统的基站（扇区、信道）之间的切换称为水平切换，而移动台在不同系统的基站（扇区、信道）之间的切换就称为垂直切换。

1.3漫游
漫游（roaming）指移动台离开自己注册登记的服务区域，移动到另一服务区后，移动通信系统仍可向其提供服务的功能。
如同大哥大一般，可漫游在不同的基地台之间，无线网络工作站亦可漫游在不同的AP之间，只要AP群的ESSID定义一样，则自然无线网络工作站可自由的漫游于无线电波所能含盖之区域。
漫游是移动电话用户常用的一个术语。指的是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。
漫游只能在网络制式兼容且已经联网的国内城市间或已经签署双边漫游协议的地区或国家之间进行。为实现漫游功能在技术上是相当复杂的。首先，要记录用户所在位置，在运营公司之间还要有一套利润结算的办法 。
1.1自动漫游
移动通信网自动跟踪移动台，向处在任何位置的移动台提供服务。它的主要功能有位置登记和呼叫转移。
位置登记的功能是跟踪移动台记录来访移动台的位置信息，以作为呼叫接续的依据。为了跟踪移动台，通常将一个移动通信网的服务区分成若干个位置区，一个位置区可包括若干个基站区。每个位置区具有唯一的识别码，也称区域识别码，在位置区各基站的控制信道上不断发送。移动台在一个位置区中可自由移动而不需进行位置登记。当移动台发现所接收的区域识别码发生变化时，表明它已进入一个新的位置区，则自动打开发射机，发出位置更新信息。移动电话局将收到的信息送到控制此位置区的访问者位置寄存器，通过位置寄存器间的信令系统，告诉原籍位置寄存器目前这个移动台所处的位置，原籍位置寄存器更新此移动台的位置信息，并回发移动台类别、服务项目等信息，访问者位置寄存器根据收到的用户信息，向移动台发位置登记确认消息，移动台不需更改原有的电话号码，就可在新的位置区得到它所登记的通信服务。原籍位置寄存器还要向移动台原来所处位置区的访问者位置寄存器发消息，删除此移动台的有关信息。
呼叫转移功能可实现对处在任何一个移动电话局控制区域中的移动台的呼叫。当呼叫移动台时，有两种转移方式，①将呼叫先接至一个就近的移动电话局，也称接入移动电话局。此移动电话局通过信令系统向原籍位置寄存器询问移动台目前的位置信息，原籍位置寄存器向移动台目前所在位置的访问者寄存器请求一个临时的漫游号码，回发给接入移动电话局。依据漫游号码，呼叫接至移动台实际所处的移动电话局，在相应的位置区所有基站的下行控制信道上发送包含用户识别码的寻呼消息，找到移动台。②将呼叫先接到移动台原籍的移动电话局，原籍局通过信令系统请求访问者位置寄存器分配一个临时的漫游号码，原籍局依据漫游号码建立至被访局的路由，找到移动台。
1.2人工漫游
用人工登记方式，给漫游移动台分配被访移动电话局的漫游号码，使移动台能在多个地区得到通信服务。移动用户向原籍局申请办理登记手续，原籍局在被访局预先确定的人工漫游号码区中选一个号码分配给该用户的移动台，并通知被访局。被访局将其作为短期用户，建立相应的用户数据单元。当移动台漫游到被访局后，可得到服务。若主叫用户知道移动台行踪，拨被访局分配的慢游号码，经自动电话网，接至被访局，也可呼叫漫游移动台。
第二章 总结
目前的移动通信系统跟踪交换技术还不是很完美，现代化通信网需要先进技术支撑和自动化管理手段，也是发展综合业务、智能业务以及其他各种新业务的必备条件，因此做好跟踪交换技术的正常运行至关重要。所以，面向未来的移动通信网络建设还需要我们去好好努力，在通信领域我国还是处于很落后的状况，因此紧跟世界前沿发展并完善移动网络是现在必然的趋势。