【導(dǎo)讀】好的位置管理策略不但可以節(jié)約網(wǎng)略資源,還可以實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定的無(wú)線連接,并能保障網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)行。隨著3G、、以及4G無(wú)線通信網(wǎng)。很大的信令負(fù)荷,以致增大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理時(shí)間和降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信容量。式)、怎樣劃分用戶的位置區(qū)域,才能保證在呼叫到達(dá)時(shí)可以快速而準(zhǔn)確地找到被叫用戶,統(tǒng)位置管理的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)是十分重要的。位置管理的具體理論與應(yīng)用，在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)通信專業(yè)知識(shí)的鞏固與理解，培養(yǎng)個(gè)人解決問(wèn)題的綜合能力，在實(shí)踐中達(dá)到對(duì)于相關(guān)通信知識(shí)的深層次了解與掌握。得愈發(fā)重要與緊迫，同時(shí)也給未來(lái)的通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇與新的挑戰(zhàn)。3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的位置管理策略研究是十分必要的。同時(shí)也是十分有益的。實(shí)意義，有一定的開(kāi)拓性和創(chuàng)新性，滿足培養(yǎng)目標(biāo)的要求，同意該生選題。為此決定的研究方

　　

【正文】 3G，后 3G 以及 4G 的發(fā)展邁出了堅(jiān)實(shí)的一大步。 現(xiàn)存 2G 系統(tǒng)的相關(guān) 技術(shù)概念簡(jiǎn)介 切換 [1]（又稱越區(qū)切換 ） 是指移動(dòng)臺(tái)在通話過(guò)程中從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)，或是由于外界干擾而卻換到另一條話音信道上的過(guò)程。在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，切換是保證移動(dòng)用戶在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)不間斷通信 越區(qū)切換也是為了在移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間保持一個(gè)可以接受的通信質(zhì)量，防止通信中斷，這是適應(yīng)移動(dòng)衰落信道特性的必不可少的措施。特別是由 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的切換，其目的天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 8 是為了平衡服務(wù)區(qū)內(nèi)各小區(qū)的業(yè)務(wù)量，降低 多 用戶小區(qū)的呼損率的有力措施。切換可以優(yōu)化無(wú)線資源（頻率、時(shí)隙、碼）的使用；還可以及時(shí)減小移動(dòng)臺(tái)的功率消耗和對(duì)全局的干擾電平的限制。 2． 漫游技術(shù) 漫游通信 [1]就是指在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)移動(dòng)交換區(qū)（歸屬區(qū)）移動(dòng)到另一個(gè)移動(dòng)區(qū)（被訪區(qū)）后，經(jīng)過(guò)位置登記所進(jìn)行的通信。 移動(dòng)用戶進(jìn)行登記注冊(cè)和結(jié)算的移動(dòng)交換區(qū)稱為歸屬區(qū)，在其歸屬區(qū)活動(dòng)時(shí)稱為本局用戶。當(dāng)活動(dòng)到另一個(gè)移動(dòng)交換區(qū)時(shí)，稱為漫游用戶。同時(shí)，如果在一個(gè)地區(qū)有兩個(gè)重疊覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)時(shí) ，一個(gè)網(wǎng)的用戶對(duì)另一個(gè)網(wǎng)也是漫游用戶。因而，兩者間的通信即漫游通信，同屬漫游技術(shù)范疇。 3． 位置登記 所謂位置登記 [1]，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過(guò)程。 位置信息存儲(chǔ)在原籍位置寄存器（ HLR）和訪問(wèn)位置寄存器 （ VLR） 中。 移動(dòng)通信系統(tǒng)把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域劃分成許多位置區(qū)，并以不同的位置區(qū)標(biāo)志進(jìn)行區(qū)別。同時(shí)當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶首次入網(wǎng)時(shí)，它必須通過(guò)移動(dòng)交換中心（ MSC），在相應(yīng)的位置寄存器（ HLR）中登記注冊(cè)，把其有關(guān)的參數(shù)全部存放在這個(gè)位置寄存器中，于是網(wǎng)絡(luò)就把這個(gè) 位置寄存器稱為原籍位置寄存器。 移動(dòng)臺(tái)的不斷運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其位置的不斷變化。這種變動(dòng)的 位 置信息 需要 另一種位置寄存器 存儲(chǔ) ，即訪問(wèn)位置寄存器（ VLR）進(jìn)行登記。移動(dòng)臺(tái)可能遠(yuǎn)離其原 籍 地區(qū)而進(jìn)入其它地區(qū)“訪問(wèn)”，該地區(qū)的 VLR 要對(duì)這種來(lái)訪的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行位置登記，并向該移動(dòng)臺(tái)的HLR 查詢其有關(guān)參數(shù)。此 HLR 要臨時(shí)保存該 VLR 提供的位置信息，以便為其它用戶呼叫此移動(dòng)臺(tái)提供所需的路由。 VLR 所存儲(chǔ)的位置信息不是永久性的，一旦移動(dòng)臺(tái)離開(kāi)了它的服務(wù)區(qū)，該移動(dòng)臺(tái)的位置信息即被刪除。 3G 移動(dòng)通信系統(tǒng) 綜述 2G 向 3G 系統(tǒng)的演進(jìn) 由 2G 向 3G 移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) [2]如圖 所示 。 如圖 所示，圖中 GPRS 即 general packet radio service； EDGE 即 Enhanced Data rates for GSM Evolution； HSDPA 即 high speed downlink packet access。屬于 2G 的歐洲 GSM、美國(guó) TDMA 及 IS95 將通過(guò)不同路徑向 3G 邁進(jìn)。顯然，其中有兩大分支： GSMWCDMA演進(jìn)路線和 IS95 及 CDMAONECDMA2021 演進(jìn)路線。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 9 115． 2kbps 融合 10Mbps 圖 移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)示意圖 Schematic diagram of the evolution of mobile munication standards 3G 移動(dòng)通信發(fā)展的歷程 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始，移動(dòng)通信技術(shù)由 2G 向 3G 發(fā)展。早在 2G 系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)之前，國(guó)際電聯(lián)已著手第三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)體制的研究， 1985 年就開(kāi)始國(guó)對(duì)未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)建議。 1991 年國(guó)際電聯(lián)成立 TG8/1 任務(wù)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制訂。將 FPLMTS改稱 IMT2021，并提出 過(guò) 對(duì) IMT2021 無(wú)線傳輸技術(shù)（ RTT）的最低要求。 1990 年 10 月ITURTG8/1 會(huì)議完成了 3G RTT 標(biāo)準(zhǔn)制訂。同一時(shí)期人， 3GPP 于 1998 年成立，主要制訂以 GSM 核心網(wǎng)為基礎(chǔ)的、 UTRA 為 RTT 的 3G 規(guī)范。 1999 年 1 月成立的 3GPP2 主要制訂以 ANSI41 核心網(wǎng)為基礎(chǔ)的、 CDMA2021 為 RTT 的 3G 規(guī)范。在頻譜規(guī)劃方面， 1992年世界無(wú)線電行政大會(huì) WARC 為 FPLMTS 的無(wú)線電頻率進(jìn)行國(guó)分配， 2021 年 WARC 又對(duì) 3G 的頻譜做了補(bǔ)充和劃分，為 3G 的發(fā)展提供了頻率資源。 進(jìn)入 21 世紀(jì)的頭十年，將是 3G 通信通統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)和快速發(fā)展的十年，移動(dòng)通信將完成由 2G 到 3G 的過(guò)渡；移動(dòng)通信技術(shù)的研究和應(yīng)用也將由 3G 向 后 3G 發(fā)展。 3G 移動(dòng)通信簡(jiǎn)介 第三代移動(dòng)通信技術(shù)（ 3rdgeneration），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G 服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一 般在幾百 kbps 以上。目前 3G 存在 五 種標(biāo)準(zhǔn) ，其中最主要的包括以下四種： CDMA2021， WCDMA,TDSCDMA， WiMAX。 如圖 所示為 3G 系統(tǒng)示意圖 [3]。 GSM GSM/ GPRS 170KB EDGE 384kbp ALLUP HSDPA WCDMA 2Mbps TDMA IS136 IS95 CdmaOne CDMA 2021 (1X RTT) 1XEVDV 1XEVDO GSM/EDGE WCDMA 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 10 核心網(wǎng)（ CN） 無(wú)線接入網(wǎng)（ RAN） 圖 3G 系統(tǒng)示意圖 3G system diagram 3G 移動(dòng)通信的特點(diǎn) 雖然 2G 移動(dòng)通信已顯示了優(yōu)越性，但它還存在許多不足之處；系統(tǒng)容量不夠大；系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是面向話音的而不是面向數(shù)據(jù)的；系統(tǒng)尚不能提供寬帶和多媒體服務(wù)。因此，3G 將是大容量、高頻譜利用率、寬帶、多媒體移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。 3G 移動(dòng)通信的主要特征為：高靈活性及頻譜的高有效用；通信速率應(yīng)在到 2Mb/s，甚到更高；無(wú)縫隙全球覆蓋及全球漫游；綜合的系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)管理費(fèi)用智能化；寬帶和多媒體服務(wù)；綜合衛(wèi)星鏈路；分層小區(qū)結(jié)構(gòu)和多種通信環(huán)境 [4]。 3G 移動(dòng)通信的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3G 標(biāo)準(zhǔn)：它們分別是 WCDMA（歐洲版）、 CDMA2021（美國(guó)版）和 TDSCDMA（中國(guó)版）。國(guó)際電信聯(lián)盟（ ITU）在 2021 年 5 月確定 WCDMA、 CDMA202 TDSCDMA三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入 3G 技術(shù)指導(dǎo)性文件《 2021 年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱 IMT— 2021）； 2021 年， WiMAX 亦被接受為 3G 標(biāo)準(zhǔn)之一。 CDMA 是 Code Division Multiple Access (碼分多址 )的縮寫(xiě)，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址 (FDMA)的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址 (TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量 ，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大大改善，但 TDMA 的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。 CDMA 系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑 干擾 能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α? 如圖 所示是 3GCDMA 家族融合的網(wǎng)絡(luò)圖。 GMSMAP核心網(wǎng) WCDMA接入網(wǎng) TDSCDMA接入網(wǎng) IS41核心網(wǎng) CDMA2021 接入網(wǎng) 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 11 圖 3GCDMA 家族融合的網(wǎng)絡(luò)圖 3GCDMA family of converged work diagram 下面分別介紹一下 3G 的幾種標(biāo)準(zhǔn)： WCDMA 全稱為 Wideband CDMA，也稱為 CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于 GSM 網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的 3G 技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶 CDMA 技術(shù)，它與日本提出的寬帶 CDMA 技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。 WCDMA 的支持者主要是以 GSM 系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛(ài)立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的 NTT、富士通、夏普等廠商。 該標(biāo)準(zhǔn)提出了 GSM(2G)GPRSEDGEWCDMA(3G)的演進(jìn)策略。這 套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的 GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過(guò)渡。預(yù)計(jì)在 GSM 系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲，對(duì)這套新技術(shù)的接受度會(huì)相當(dāng)高。因此 WCDMA 具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。 [5] CDMA2021 是由窄帶 CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的寬帶 CDMA 技術(shù)，也稱為 CDMA MultiCarrier，它是由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、 Lucent 和后來(lái)加入的韓國(guó)三星都有參與，韓國(guó)現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne 數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來(lái)的，可以從原有的 CDMAOne 結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到 3G，建設(shè)成本低廉。但目前使用 CDMA 的地區(qū)只有日、韓和北美，所以 CDMA2021 的支持者不如WCDMA 多。不過(guò) CDMA2021 的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多 3G 手機(jī)已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從 CDMA IS95(2G)CDMA20211xCDMA20213x(3G)的演進(jìn)策略。 CDMA20211x 被稱為 代移動(dòng)通信技術(shù)。 CDMA20213x 與 CDMA20211x 的主要區(qū)別在于應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過(guò)采用三載波使帶寬提高。目前中國(guó)電信正在采用這一方案向 3G 過(guò) 渡，并已建成了 CDMA IS95 網(wǎng)絡(luò)。 WCDMA DS FDD TDSCDMA WCDMA TDD CDMA 2021 MC FDD RTT 與核心網(wǎng)的鏈接 GSM/MAP ANSI41 網(wǎng)間接口 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 12 全稱為 Time Division Synchronous CDMA(時(shí)分同步 CDMA)，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?3G 標(biāo)準(zhǔn)， 1999 年 6 月 29 日，中國(guó)原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向 ITU 提出，但技術(shù)發(fā)明始于西門(mén)子公司， TDSCDMA 具有輻射低的特點(diǎn)，被譽(yù)為綠色3G。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無(wú)線、同步 CDMA 和軟件無(wú)線電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另外，由于中國(guó)內(nèi)地龐大的 市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持 TD— SCDMA 標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過(guò) 代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G 過(guò)渡，非常適用于 GSM 系統(tǒng)向 3G 升級(jí)。軍用通信網(wǎng)也是 TDSCDMA 的核心任務(wù)。 WiMAX 的全名是微波存取全球互通 (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又稱為 80216 無(wú)線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無(wú)線連接方案。將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié) 合之后，由于成本較低，將擴(kuò)大寬帶無(wú)線市場(chǎng)，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。 2021 年 10 月 19 日，在國(guó)際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無(wú)線通信全體會(huì)議上，經(jīng)過(guò)多數(shù)國(guó)家投票通過(guò)， WiMAX 正式被批準(zhǔn)成為繼 WCDMA、 CDMA2021 和 TDSCDMA 之后的第四個(gè)全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)。 未來(lái) 3G 的發(fā)展 3G 移動(dòng)通信以其移動(dòng)性和個(gè)人化服務(wù)為特征，表現(xiàn)出旺盛的生命力和巨大的市場(chǎng)潛力。 3G 移動(dòng) 通信未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為：各種無(wú)線技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展，各盡所長(zhǎng)，向接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合化的寬帶化、 IP 化、多媒體化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā) 展。 1．多層無(wú)線技術(shù)有效互補(bǔ) 。 在通信領(lǐng)域， 3G 或超 3G 技術(shù)將是主導(dǎo)，從而形成對(duì)全球的廣泛無(wú)縫覆蓋；而 WLAN、 WiMAX、 UWB 等寬帶接入技術(shù)，將因其自己不同的技術(shù)特點(diǎn)，在不同覆蓋范圍或應(yīng)用區(qū)域內(nèi)，與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。 2．核心網(wǎng)絡(luò)一體化、接入層面多樣化 。 在接入網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)多元化的同時(shí)，核心網(wǎng)絡(luò)層面以 IMS 為會(huì)話和業(yè)務(wù)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，成為面向多媒體業(yè)務(wù)的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)。面向未來(lái)的核心網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放式體系架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)接口，能夠提供各種業(yè)務(wù)的綜合，滿足相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量，支持移動(dòng) 、 漫游等移動(dòng)性管理要求，保證 通信的安全性。 3. 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用綜合化 。 移動(dòng)通信業(yè)務(wù)應(yīng)用將更好體現(xiàn) “以人為本 ”的特征，業(yè)務(wù)應(yīng)用種類將