【正文】 數(shù)據(jù)仿真。在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 上，此方案采用分布式的連接方式，大大減少網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)荷，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。 3G work。與此同時提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無縫漫游，為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，同時也具有與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。 移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)在于用戶的移動性 ,為了保證網(wǎng)絡(luò)良好的移動性管理性能 ,一個好的位置管理 (Location Management LM)是不可或缺的。 隨著 3G (WCDMA、 CDMA202 TDSCDMA)、 、 以及 4G 無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在世界各地的相繼開通 ,越來越多的用戶數(shù)量可能在很大的區(qū)域范圍內(nèi)隨機(jī)移動并要求能隨時進(jìn)行通信 ,而過于頻繁的位置更新、查詢和過于擁擠的尋呼等信息傳遞會產(chǎn)生很大的信令負(fù)荷 ,以致增大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的處理時間和降低網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信容量 ,因此 ,怎樣配置位置寄存器 (集中式或是分布式 )、怎樣劃分用戶的位置區(qū)域 ,才能保證在呼叫到達(dá)時可以快速而準(zhǔn)確地找到被叫 用戶 ,而同時又消耗比較少的有線和無線資源是十分重要的。 就當(dāng)前技術(shù)水平上看很顯然，采用目前的位置管理方案，既產(chǎn)生了大量信令開銷，增加系統(tǒng)負(fù)荷，同時也并不能使尋呼性能達(dá)到最優(yōu)。 所以大力研究關(guān)于 3G 移動通信系統(tǒng)的位置 管理策略， 在未來通信領(lǐng)域?qū)⒆兊糜l(fā)重要與緊迫，同時也給未來的通信技術(shù)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇與新的挑戰(zhàn)。 實(shí)際上 ,3G 服務(wù)在全球已經(jīng)開始普及 。 隨著相關(guān)技術(shù)的日益成熟，目前全世界已經(jīng)有十幾家運(yùn)營商開始正式運(yùn)營 3G 業(yè)務(wù)。隨著電信業(yè)的逐步復(fù)蘇，相信會有越來越多的電信運(yùn)營商加入 3G 業(yè)務(wù)的經(jīng)營中來。 原有的三大運(yùn)營商中，聯(lián)通 WCDMA 由于可在 2G 基站直接升級，所以更新很快，在 2021 年時就已經(jīng)在覆蓋率上追平了當(dāng)時建設(shè)最為完善的中國電信 CDMA2021 網(wǎng)絡(luò)。中國移動在 TD 網(wǎng)絡(luò) 第四期的建設(shè)規(guī)模上大大加強(qiáng)，已經(jīng)達(dá)到了前三期的總水平，將對大大完善網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，這里面 除了新增 101 個覆蓋城市，原有覆蓋的 238 個城市也將進(jìn)行完善。 有數(shù)據(jù)顯示 截至 2021 年 12 月底，我國 移動通信 用戶已達(dá)到 11 億多戶，其中 3G用戶超過 億戶， 3G 用戶滲透率已經(jīng)超過了 20%。 同時 ，在 2021 年 2月 26 日 ， 工信部 召開 “寬帶 中國 2021 專項(xiàng)行動 ”動員部署電視電話會議，部署 “寬帶中國2021 專項(xiàng)行動 ”任務(wù)?？梢?3G 業(yè)務(wù)在中國市場正迅猛發(fā)展。 各代 移動通信 系統(tǒng) 位置管理的 發(fā)展 簡介 在第一代（ 1G）和第二代 (2G)蜂窩移動通信網(wǎng) (GSM)中 ,使用得最為廣泛的是通過 位置區(qū) (LA)進(jìn)行位置管理。位置管理方法是基于一個雙層的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) （如圖 ） ,也就是用兩種網(wǎng)絡(luò)位置數(shù)據(jù)庫 (歸屬位置寄存器 HLR 和訪問位置寄存器 VLR)來跟蹤 終端（ MT） 。目前的 技術(shù)平臺最主要的應(yīng)用是通用分組無線電業(yè)務(wù) (GPRS)，即 GPRS 流量服務(wù)。其位置管理基本沿用 2G 系統(tǒng)的兩級數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) ,沒有改變。 因此， 和 系統(tǒng)中的位置管理策略與 2G 系統(tǒng)中的實(shí)質(zhì)相同。在 3G 系統(tǒng)中， 位置 管理方案多種多樣，其中一種為 采用增強(qiáng)三層動態(tài)位置管理方法。 該方案 有效的提高漫游用戶在拜訪網(wǎng)絡(luò)中跨越不同位置區(qū) LA (location area)時位置更新的效率與可靠性，減少了 HLR 與 VLR 間的信令的消耗，提高了信道資源的利用率。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 4 第二章 移動通信概述 移動通信的 基本 概念 移動通信的概念 隨著社會的發(fā)展，人們對通信的需求日益迫切， 對通信的要求也越來越高。顯然，沒有移動通信，這種愿望是無法實(shí)現(xiàn)的。例如：移動體與固定點(diǎn)之間 ； 活動的人與固定點(diǎn)之間 ； 人與人之間 ； 人與移動體之間的通信 均屬于移動通信的范疇。 移動臺（ MS）：用戶使用 MS 接入移動通信網(wǎng)中得到所需的服務(wù)。手持臺由移動終端設(shè)備和用戶識別模塊（ SIM 卡）組成 。 移動終端設(shè)備指 手機(jī)硬件包括收、發(fā)信機(jī)和天線。服務(wù)于一個無線小區(qū) 。用來處理信息的交換和整個系統(tǒng)的集中控制管理。 按經(jīng)營方式分為：專用、公用移動通信系統(tǒng) 。 按無線頻段工作方式分：單工、半雙工、雙工制移動通信系統(tǒng) 。 目前使用的移動通信系統(tǒng)有： 航空航天通信系統(tǒng) ； 航海通信系統(tǒng) ； 陸地移動通信系統(tǒng) ； 國際衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) ；無線電尋呼系統(tǒng)；蜂窩移動通信系統(tǒng)；無繩電話系統(tǒng) ；集天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 5 群移動通信系統(tǒng)；無線分組等 。 移動通信的特點(diǎn) 、無線相結(jié)合的通信方式 移動通信中，終端采用的是無線接入方式，而傳輸則采用有線傳輸，故移動通信技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜 。歸納起來說，這些干擾有鄰道干擾、互調(diào)干擾、共道干擾、多址干擾，以及近地?zé)o用強(qiáng)信號壓制遠(yuǎn)地有用弱信號燈的現(xiàn)象（稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)），等等。由于可以利用的頻譜資源有限，所以需要有關(guān)部門 一方面要開辟和啟用新的頻段；另一方面要研究各種新技術(shù)和新措施，發(fā)壓縮信號 所占的頻帶寬度和頻譜利用率。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)置基站時必須予以充分考慮。 移動通信基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動通信的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) [1]如圖 所示。 1G 移動通信系統(tǒng)簡述 第一代移動通信系統(tǒng)簡述 第一代移動通信技術(shù)（ 1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)，制定于上世紀(jì) 80 年代。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動漫游等。其它還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)（ AMPS），英國的總訪問通信系統(tǒng)（ TACS）以及日本的 JTAGS，西德的 CNetz，法國的 Radio 2021 和意大利的 RTMI。 2G 移動通信系統(tǒng)簡述 第二代移動通信的簡述 第二代 （ second generation） 移動通信系統(tǒng)即 以數(shù)字語音傳輸技術(shù)為核心 的 第二代 數(shù)字 移動通訊技術(shù)。它替代了第一代移動通信系統(tǒng)完成了模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變， 可 為移動用戶提供數(shù)字化的語音業(yè)務(wù) ， 更高的網(wǎng)絡(luò)容量， 清晰的 話音質(zhì)量 ，可靠的 保密 性和 無縫的國際漫游。 第二代移動通信系統(tǒng)主要有歐洲的 GSM 和北美的 DAMPS 和 CDMA 技術(shù)等，目前我國廣泛應(yīng)用的是 GSM 系統(tǒng)。 ：基于 TDMA 所發(fā)展、美國獨(dú)有的系統(tǒng)。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文 7 ﹙也叫做 DAMPS﹚：基于 TDMA 所發(fā)展，是美國最簡單的 TDMA 系統(tǒng)，用于美洲。 ﹙ Personal Digital Cellular﹚ ：基于 TDMA 所發(fā)展，僅在日本普及。 ，使減少越區(qū)切 換的次數(shù)，通信容量增大。 高，不存在失真現(xiàn)象。 5. 安全性 更高，保密性更強(qiáng) 。 系統(tǒng)是一種數(shù)字化的通信系統(tǒng)，為移動用戶提供更多的數(shù)據(jù)服務(wù) 。當(dāng)時為了解決 1G 模擬系統(tǒng)中存在的這些根本性技術(shù)缺陷，數(shù)字移動通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并且 發(fā)展起來，這就是以 GSM 和 IS95 為代表的第二代移動通信系統(tǒng)。隨后，美國和日本也制訂了各自的數(shù)字移動通信體制，其中美國先后制定了 DAMPS (先進(jìn)的數(shù)字移動電話系統(tǒng) )也稱 IS54(北美數(shù)字蜂窩 )和 IS95 數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。隨著第二代移動通信的發(fā)展，在短短的十年間， 2G 業(yè)務(wù)主要定位于為移動客戶 提供語音服務(wù)以及低速率數(shù)據(jù)服務(wù)。 現(xiàn)存 2G 系統(tǒng)的相關(guān) 技術(shù)概念簡介 切換 [1]（又稱越區(qū)切換 ） 是指移動臺在通話過程中從一個基站覆蓋區(qū)移動到另一個基站覆蓋區(qū)，或是由于外界干擾而卻換到另一條話音信道上的過程。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。 2． 漫游技術(shù) 漫游通信 [1]就是指在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，移動臺從一個移動交換區(qū)（歸屬區(qū)）移動到另一個移動區(qū)（被訪區(qū)）后，經(jīng)過位置登記所進(jìn)行的通信。當(dāng)活動到另一個移動交換區(qū)時，稱為漫游用戶。因而，兩者間的通信即漫游通信，同屬漫游技術(shù)范疇。 位置信息存儲在原籍位置寄存器（ HLR）和訪問位置寄存器 （ VLR） 中。同時當(dāng)一個移動用戶首次入網(wǎng)時，它必須通過移動交換中心（ MSC），在相應(yīng)的位置寄存器（ HLR）中登記注冊，把其有關(guān)的參數(shù)全部存放在這個位置寄存器中，于是網(wǎng)絡(luò)就把這個 位置寄存器稱為原籍位置寄存器。這種變動的 位 置信息 需要 另一種位置寄存器 存儲 ，即訪問位置寄存器（ VLR）進(jìn)行登記。此 HLR 要臨時保存該 VLR 提供的位置信息，以便為其它用戶呼叫此移動臺提供所需的路由。 3G 移動通信系統(tǒng) 綜述 2G 向 3G 系統(tǒng)的演進(jìn) 由 2G 向 3G 移動通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) [2]如圖 所示 。屬于 2G 的歐洲 GSM、美國 TDMA 及 IS95 將通過不同路徑向 3G 邁進(jìn)。 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 移動通信發(fā)展的歷程 20 世紀(jì) 90 年代開始，移動通信技術(shù)由 2G 向 3G 發(fā)展。 1991 年國際電聯(lián)成立 TG8/1 任務(wù)負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)制訂。 1990 年 10 月ITURTG8/1 會議完成了 3G RTT 標(biāo)準(zhǔn)制訂。 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。 進(jìn)入 21 世紀(jì)的頭十年，將是 3G 通信通統(tǒng)投入運(yùn)營和快速發(fā)展的十年，移動通信將完成由 2G 到 3G 的過渡；移動通信技術(shù)的研究和應(yīng)用也將由 3G 向 后 3G 發(fā)展。3G 服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一 般在幾百 kbps 以上。 如圖 所示為 3G 系統(tǒng)示意圖 [3]。因此，3G 將是大容量、高頻譜利用率、寬帶、多媒體移動通信網(wǎng)絡(luò)。 3G 移動通信的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3G 標(biāo)準(zhǔn)：它們分別是 WCDMA（歐洲版）、 CDMA2021（美國版）和 TDSCDMA（中國版）。 CDMA 是 Code Division Multiple Access (碼分多址 )的縮寫，是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第二代移動通信系統(tǒng)主要采用時分多址 (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。 如圖 所示是 3GCDMA 家族融合的網(wǎng)絡(luò)圖。 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。這 套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的 GSM網(wǎng)絡(luò)上，對于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡。因此 WCDMA 具有先天的市場優(yōu)勢。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne 數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的 CDMAOne 結(jié)構(gòu)直接升級到 3G，建設(shè)成本低廉。不過 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。 CDMA20211x 被稱為 代移動通信技術(shù)。目前中國電信正在采用這一方案向 3G 過 渡，并已建成了 CDMA IS95 網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無線、同步 CDMA 和軟件無線電等當(dāng)今國際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對業(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。 該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過 代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G 過渡，非常適用于 GSM 系統(tǒng)向 3G 升級。 WiMAX 的全名是微波存取全球互通 (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又稱為 80216 無線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。 2021 年 10 月 19 日，在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過， WiMAX 正式被批準(zhǔn)成為繼 WCDMA、 CDMA2021 和 TDSCDMA 之后的第四個全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)。 3G 移動 通信未來的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：各種無線技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展，各盡所長，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、多媒體化無線網(wǎng)絡(luò)發(fā) 展。 在通信領(lǐng)域， 3G 或超 3G 技術(shù)將是主導(dǎo)，從而形成對全球的廣泛無縫覆蓋；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)，與移動通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。 在接入網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)多元化的同時，核心網(wǎng)絡(luò)層面以 IMS 為會話和業(yè)務(wù)控制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，成為面向多媒體業(yè)務(wù)的未來網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)。 3. 移動通信業(yè)務(wù)應(yīng)用綜合化