移動(dòng)通信的移動(dòng)性管理

1、移動(dòng)通信的移動(dòng)性管理 移動(dòng)通信技術(shù)什么是移動(dòng)性管理 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端沒(méi)有固定的連接點(diǎn)，這個(gè)連接點(diǎn)是動(dòng)態(tài)的，是隨著用戶的移動(dòng)而不斷改變的。因此，移動(dòng)通信是由動(dòng)態(tài)(移動(dòng))的終端通過(guò)動(dòng)態(tài)的連接點(diǎn)而構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)的通信鏈路。利用“動(dòng)態(tài)”性滿足“移動(dòng)服務(wù)”是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)核心技術(shù)，這就是移動(dòng)性管理.移動(dòng)性管理的內(nèi)容小區(qū)選擇與位置登記:。它是移動(dòng)臺(tái)開機(jī)后，首先需要進(jìn)行的建立過(guò)程。小區(qū)重選與用戶漫游:它是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)已選擇本地小區(qū)后，又離開該小區(qū)，進(jìn)入某個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)另一個(gè)較遠(yuǎn)的小區(qū)(處于不同的MSC之間)，但仍需要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信的基本保證。越區(qū)切換:它是移動(dòng)臺(tái)在通信狀態(tài)下，從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)，為

2、了保持不間斷、無(wú)縫隙通信的一種有效手段。移動(dòng)性管理的內(nèi)容移動(dòng)性管理根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所處的狀態(tài)可以分為兩大類型:移動(dòng)臺(tái)處于空閑(待機(jī))狀態(tài)。它可看做移動(dòng)性管理的宏觀層面，而且還可以進(jìn)一步分為下列兩類，但這兩類同屬于位置登記類型：小區(qū)選擇與位置登記，移動(dòng)臺(tái)開機(jī)后并處于未登記狀態(tài)；小區(qū)重新選擇與用戶漫游，移動(dòng)臺(tái)開機(jī)后并處于已登記狀態(tài)，它主要用于漫游，在漫游中由于用戶已離開原小區(qū)并漫游至其他小區(qū)或服務(wù)區(qū)內(nèi)，需要重新選擇小區(qū)和登記。移動(dòng)臺(tái)處于聯(lián)機(jī)(通話)狀態(tài)。它可看做移動(dòng)性管理的微觀層面，這時(shí)移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間已存在一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線鏈路，由于用戶位置的移動(dòng)，離開原小區(qū)而進(jìn)入另一個(gè)新小區(qū)，產(chǎn)生了越區(qū)切換，網(wǎng)絡(luò)必須保

3、證已建立的無(wú)線鏈路在切換時(shí)實(shí)現(xiàn)不間斷的通信。 移動(dòng)通信的移動(dòng)性管理1.1 空閑狀態(tài) 位置登記1.2 通話狀態(tài) 越區(qū)切換什么是位置登記 位置登記是指網(wǎng)絡(luò)跟蹤、保持移動(dòng)臺(tái)所處的位置并存儲(chǔ)其位置信息，一般是存儲(chǔ)在兩個(gè)寄存器中。即靜態(tài)的歸屬用戶位置寄存器HLR和動(dòng)態(tài)的訪問(wèn)用戶位置寄存器VLR中。HLR 與VLR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)（移動(dòng)用戶識(shí)別碼、移動(dòng)臺(tái)編號(hào)及業(yè)務(wù)類型等）全部放在位置寄存器中，于是網(wǎng)絡(luò)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)將導(dǎo)致其位置的不斷變化，這種變動(dòng)的位置信息由另一種位置寄存器

4、，即訪問(wèn)位置寄存器存儲(chǔ)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)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)HLR要臨時(shí)保存該VLR提供的位置信息，以便為其它用戶（包括固定的市話網(wǎng)用戶或另一個(gè)移動(dòng)用戶）呼叫此移動(dòng)臺(tái)提供所需要的路由位置登記的過(guò)程 在現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，將覆蓋區(qū)域分為若干個(gè)登記區(qū)RA（Registration Area）（在GSM中，登記區(qū)稱為位置區(qū)LALocation Area）。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)終端（MT）進(jìn)入一個(gè)新的RA，位置登記過(guò)程分為三個(gè)步驟： 在管理新RA的新VLR中登記MT 修改HLR中登記服務(wù)該MT的新VLR的ID 在舊VLR和MSC中注銷

5、該MT呼叫傳遞的過(guò)程呼叫傳遞的過(guò)程主叫MT通過(guò)基站向其MSC發(fā)出呼叫初始化信號(hào)；MSC通過(guò)地址翻譯過(guò)程確定被呼MT的HLR地址，并向該HLR發(fā)送位置請(qǐng)求消息；HLR確定出為被叫MT服務(wù)的VLR，并向該VLR發(fā)送路由請(qǐng)求消息；該VLR將該消息中轉(zhuǎn)給為被叫MT服務(wù)的MSC；被叫MSC給被叫的MT分配一個(gè)稱為臨時(shí)本地號(hào)碼TLDN(Temporary Local Directory Number)的臨時(shí)標(biāo)識(shí)，并向HLR發(fā)送一個(gè)含有TLDN的應(yīng)答消息HLR將上述消息中轉(zhuǎn)給為主呼MT服務(wù)的MSC；主叫MSC根據(jù)上述信息便可通過(guò)SS7網(wǎng)絡(luò)向被叫MSC請(qǐng)求呼叫建立上述步驟允許網(wǎng)絡(luò)建立從主叫MSC到被叫MSC的

6、連接。但由于每個(gè)MSC與一個(gè)RA相聯(lián)系，而每個(gè)RA又有多個(gè)蜂窩小區(qū)，這就需要通過(guò)尋呼的方法，確定出被叫MT在哪一個(gè)蜂窩小區(qū)中位置登記的內(nèi)容位置登記主要包含以下內(nèi)容：位置更新。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開機(jī)后或在移動(dòng)過(guò)程中，收到的位置區(qū)識(shí)別與其存儲(chǔ)的位置區(qū)識(shí)別不一致時(shí)，即發(fā)出位置更新請(qǐng)求，并通知網(wǎng)絡(luò)更新該移動(dòng)臺(tái)的新位置區(qū)識(shí)別消息。位置刪除。移動(dòng)臺(tái)到一個(gè)新位置區(qū)后，需要為其在當(dāng)前VLR重新登記并從原來(lái)VLR中刪除該移動(dòng)臺(tái)的有關(guān)信息。周期性位置更新。使處于待機(jī)狀態(tài)且位置穩(wěn)定的移動(dòng)臺(tái)以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔周期性地進(jìn)行位置更新。國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼IMSI的位置更新。它產(chǎn)生在移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī)時(shí)及在所在位置區(qū)內(nèi)開機(jī)時(shí)，或用戶識(shí)別卡(如

7、GSM的SIM卡)取出插入時(shí)。移動(dòng)臺(tái)的位置更新位置更新的概念 在空閑模式下，當(dāng)MS從一個(gè)位置區(qū)移到另一位置區(qū)時(shí)，必須進(jìn)行登記，也就是說(shuō)一旦MS發(fā)現(xiàn)其存儲(chǔ)器中的LAI與接收到的LAI發(fā)生了變化，便執(zhí)行登記。這個(gè)過(guò)程就叫“位置更新”?；跁r(shí)間的位置更新策略用戶每隔T秒周期性地更新其位置。T的確定可由系統(tǒng)根據(jù)呼叫到達(dá)間隔的概率分布動(dòng)態(tài)確定。基于運(yùn)動(dòng)的位置更新策略當(dāng)移動(dòng)臺(tái)跨越一定數(shù)量的小區(qū)邊界（運(yùn)動(dòng)門限）以后，移動(dòng)臺(tái)就進(jìn)行一次位置更新。基于距離的位置更新策略當(dāng)移動(dòng)臺(tái)離開上次位置更新時(shí)所在小區(qū)的距離超過(guò)一定的值（距離門限）時(shí)，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行一次位置更新。最佳距離門限的確定取決于各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式和呼叫到達(dá)

8、參數(shù)。 位置更新策略 基于距離的位置更新策略具有最好的性能，但實(shí)現(xiàn)它的開銷最大。它要求移動(dòng)臺(tái)能有不同小區(qū)之間的距離信息，網(wǎng)絡(luò)必須能夠以高效的方式提供這樣的信息。而基于時(shí)間和運(yùn)動(dòng)的位置更新策略實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，移動(dòng)臺(tái)僅需要一個(gè)定時(shí)器或運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器就可以跟蹤時(shí)間和運(yùn)動(dòng)的情況。位置更新策略 移動(dòng)通信的移動(dòng)性管理1.1 空閑狀態(tài)位置登記1.2 通話狀態(tài)越區(qū)切換 切換概念 將一個(gè)正處于呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)換到新的業(yè)務(wù)信道上的過(guò)程稱為切換. 切換的本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)蜂窩移動(dòng)通信的“無(wú)縫隙”覆蓋,即當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí),保證通信的連續(xù)性。切換由網(wǎng)絡(luò)決定，一般在下述三種情況下要進(jìn)行切換 正在通話的

9、客戶從一個(gè)小區(qū)移向另一個(gè)小區(qū)； MS在兩個(gè)小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進(jìn)行通話，可占用的TCH這個(gè)小區(qū)業(yè)務(wù)特別忙，這時(shí)BSC通知MS測(cè)試它鄰近小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度、信道質(zhì)量，決定將它切換到另一個(gè)小區(qū)，即業(yè)務(wù)平衡切換;由于外界干擾造成的通話質(zhì)量下降而必須改變?cè)械臉I(yè)務(wù)信道轉(zhuǎn)換到一條新的空閑信道上去,以保持通話.切換的發(fā)生 信號(hào)強(qiáng)度太弱；信號(hào)質(zhì)量太差；信號(hào)干擾太大：這種切換發(fā)生主要原因是干擾，即移動(dòng)用戶正在使用的信道受到突然的干擾，于是被切換到同一個(gè)小區(qū)的另一個(gè)信道來(lái)避開干擾。移動(dòng)用戶離基站太遠(yuǎn)；存在一個(gè)更合適的小區(qū)：這是從整個(gè)系統(tǒng)角度來(lái)考慮的，若能夠?yàn)橐苿?dòng)用戶找到一個(gè)更加合適的小區(qū)并切換過(guò)去，就能降低整個(gè)系統(tǒng)的干擾

10、情況。引起切換的基本原因 切換的目的 挽救正在進(jìn)行的呼叫（質(zhì)量太差）；邊緣切換改善正在進(jìn)行的呼叫 （強(qiáng)度太?。?；小區(qū)內(nèi)切換降低小區(qū)內(nèi)的干擾 （干擾太大）；定向重試提高呼通率；強(qiáng)制切換平衡小區(qū)間的業(yè)務(wù)分布。 越區(qū)切換的概念指將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基站的過(guò)程。該過(guò)程也稱自動(dòng)鏈路轉(zhuǎn)移ALT(Automatic Link Transfer)。 越區(qū)切換包括四方面的問(wèn)題:越區(qū)切換的分類越區(qū)切換的準(zhǔn)則越區(qū)切換如何控制越區(qū)切換時(shí)信道分配 硬切換：新的連接建立前，先中斷舊的連接。例如GSM系統(tǒng)。 軟切換：維持舊的連接，同時(shí)建立新的連接。并利用新舊鏈路的分集合并來(lái) 改善

11、通信質(zhì)量，當(dāng)與新基站建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。（CDMA可實(shí)現(xiàn)BTS之間、BSC 之間和MSC之間的軟切換） 越區(qū)切換的分類越區(qū)切換的準(zhǔn)則相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則；具有滯后余量和門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則。 移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換 網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換 移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換越區(qū)切換的控制方式 移動(dòng)臺(tái)連續(xù)監(jiān)測(cè)當(dāng)前基站和幾個(gè)越區(qū)時(shí)的候選基站的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)滿足某種越區(qū)切換準(zhǔn)則后，移動(dòng)臺(tái)選擇具有可用業(yè)務(wù)信道的最佳候選基站，并發(fā)送越區(qū)切換請(qǐng)求。 DECT等小系統(tǒng)常采用，在大系統(tǒng)中容易引起切換沖突。移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換基站監(jiān)測(cè)來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)信號(hào)低于某個(gè)門限后，網(wǎng)絡(luò)開始安排向另一個(gè)基站的越區(qū)切換。 缺點(diǎn)：若MS失去聯(lián)系，將造成信號(hào)中斷。 第一代模擬系統(tǒng)采用此方法 切換時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)10S。網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換網(wǎng)絡(luò)要求移動(dòng)臺(tái)測(cè)量其周圍基站的信號(hào)并把結(jié)果報(bào)告給舊基站，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)試結(jié)果決定何時(shí)進(jìn)行越區(qū)切換以及切換到哪一個(gè)基站。 第二代系統(tǒng)GSM，CDMA都采用此方法。 特點(diǎn)：時(shí)間快，切換過(guò)程1s2s ，信號(hào)中斷1s移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換 越區(qū)切換時(shí)的信道分配是解決當(dāng)呼叫轉(zhuǎn)換到新小區(qū)時(shí)，新小區(qū)如何分配信道，使得越區(qū)失敗的概