移动通信的移动性管理

1、移动通信的移动性管理 移动通信技术什么是移动性管理 在移动通信系统中，移动终端没有固定的连接点，这个连接点是动态的，是随着用户的移动而不断改变的。因此，移动通信是由动态(移动)的终端通过动态的连接点而构成一个动态的通信链路。利用“动态”性满足“移动服务”是实现移动性网络的一项核心技术，这就是移动性管理.移动性管理的内容小区选择与位置登记:。它是移动台开机后，首先需要进行的建立过程。小区重选与用户漫游:它是当移动台已选择本地小区后，又离开该小区，进入某个服务区内另一个较远的小区(处于不同的MSC之间)，但仍需要实现移动通信的基本保证。越区切换:它是移动台在通信状态下，从一个小区进入另一个小区，为

2、了保持不间断、无缝隙通信的一种有效手段。移动性管理的内容移动性管理根据移动台所处的状态可以分为两大类型:移动台处于空闲(待机)状态。它可看做移动性管理的宏观层面，而且还可以进一步分为下列两类，但这两类同属于位置登记类型：小区选择与位置登记，移动台开机后并处于未登记状态；小区重新选择与用户漫游，移动台开机后并处于已登记状态，它主要用于漫游，在漫游中由于用户已离开原小区并漫游至其他小区或服务区内，需要重新选择小区和登记。移动台处于联机(通话)状态。它可看做移动性管理的微观层面，这时移动台与网络之间已存在一条点对点无线链路，由于用户位置的移动，离开原小区而进入另一个新小区，产生了越区切换，网络必须保

3、证已建立的无线链路在切换时实现不间断的通信。 移动通信的移动性管理1.1 空闲状态 位置登记1.2 通话状态 越区切换什么是位置登记 位置登记是指网络跟踪、保持移动台所处的位置并存储其位置信息，一般是存储在两个寄存器中。即静态的归属用户位置寄存器HLR和动态的访问用户位置寄存器VLR中。HLR 与VLR当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心（MSC），在相应的位置寄存器（HLR)中登记注册，把其有关的参数（移动用户识别码、移动台编号及业务类型等）全部放在位置寄存器中，于是网络把这个位置寄存器称为原籍位置寄存器移动台的不断运动将导致其位置的不断变化，这种变动的位置信息由另一种位置寄存器

4、，即访问位置寄存器存储。当移动台进入其它地区“访问”，该地区的VLR要对这种来访的移动台进行位置登记，并向该移动台的HLR查询其有关参数HLR要临时保存该VLR提供的位置信息，以便为其它用户（包括固定的市话网用户或另一个移动用户）呼叫此移动台提供所需要的路由位置登记的过程 在现有的移动通信系统中，将覆盖区域分为若干个登记区RA（Registration Area）（在GSM中，登记区称为位置区LALocation Area）。当一个移动终端（MT）进入一个新的RA，位置登记过程分为三个步骤： 在管理新RA的新VLR中登记MT 修改HLR中登记服务该MT的新VLR的ID 在旧VLR和MSC中注销

5、该MT呼叫传递的过程呼叫传递的过程主叫MT通过基站向其MSC发出呼叫初始化信号；MSC通过地址翻译过程确定被呼MT的HLR地址，并向该HLR发送位置请求消息；HLR确定出为被叫MT服务的VLR，并向该VLR发送路由请求消息；该VLR将该消息中转给为被叫MT服务的MSC；被叫MSC给被叫的MT分配一个称为临时本地号码TLDN(Temporary Local Directory Number)的临时标识，并向HLR发送一个含有TLDN的应答消息HLR将上述消息中转给为主呼MT服务的MSC；主叫MSC根据上述信息便可通过SS7网络向被叫MSC请求呼叫建立上述步骤允许网络建立从主叫MSC到被叫MSC的

6、连接。但由于每个MSC与一个RA相联系，而每个RA又有多个蜂窝小区，这就需要通过寻呼的方法，确定出被叫MT在哪一个蜂窝小区中位置登记的内容位置登记主要包含以下内容：位置更新。当移动台开机后或在移动过程中，收到的位置区识别与其存储的位置区识别不一致时，即发出位置更新请求，并通知网络更新该移动台的新位置区识别消息。位置删除。移动台到一个新位置区后，需要为其在当前VLR重新登记并从原来VLR中删除该移动台的有关信息。周期性位置更新。使处于待机状态且位置稳定的移动台以适当的时间间隔周期性地进行位置更新。国际移动用户识别号码IMSI的位置更新。它产生在移动台关机时及在所在位置区内开机时，或用户识别卡(如

7、GSM的SIM卡)取出插入时。移动台的位置更新位置更新的概念 在空闲模式下，当MS从一个位置区移到另一位置区时，必须进行登记，也就是说一旦MS发现其存储器中的LAI与接收到的LAI发生了变化，便执行登记。这个过程就叫“位置更新”。基于时间的位置更新策略用户每隔T秒周期性地更新其位置。T的确定可由系统根据呼叫到达间隔的概率分布动态确定。基于运动的位置更新策略当移动台跨越一定数量的小区边界（运动门限）以后，移动台就进行一次位置更新。基于距离的位置更新策略当移动台离开上次位置更新时所在小区的距离超过一定的值（距离门限）时，移动台进行一次位置更新。最佳距离门限的确定取决于各个移动台的运动方式和呼叫到达

8、参数。 位置更新策略 基于距离的位置更新策略具有最好的性能，但实现它的开销最大。它要求移动台能有不同小区之间的距离信息，网络必须能够以高效的方式提供这样的信息。而基于时间和运动的位置更新策略实现起来比较简单，移动台仅需要一个定时器或运动计数器就可以跟踪时间和运动的情况。位置更新策略 移动通信的移动性管理1.1 空闲状态位置登记1.2 通话状态越区切换 切换概念 将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程称为切换. 切换的本质是实现蜂窝移动通信的“无缝隙”覆盖,即当移动台从一个小区进入另一个小区时,保证通信的连续性。切换由网络决定，一般在下述三种情况下要进行切换 正在通话的

9、客户从一个小区移向另一个小区； MS在两个小区覆盖重叠区进行通话，可占用的TCH这个小区业务特别忙，这时BSC通知MS测试它邻近小区的信号强度、信道质量，决定将它切换到另一个小区，即业务平衡切换;由于外界干扰造成的通话质量下降而必须改变原有的业务信道转换到一条新的空闲信道上去,以保持通话.切换的发生 信号强度太弱；信号质量太差；信号干扰太大：这种切换发生主要原因是干扰，即移动用户正在使用的信道受到突然的干扰，于是被切换到同一个小区的另一个信道来避开干扰。移动用户离基站太远；存在一个更合适的小区：这是从整个系统角度来考虑的，若能够为移动用户找到一个更加合适的小区并切换过去，就能降低整个系统的干扰

10、情况。引起切换的基本原因 切换的目的 挽救正在进行的呼叫（质量太差）；边缘切换改善正在进行的呼叫 （强度太小）；小区内切换降低小区内的干扰 （干扰太大）；定向重试提高呼通率；强制切换平衡小区间的业务分布。 越区切换的概念指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称自动链路转移ALT(Automatic Link Transfer)。 越区切换包括四方面的问题:越区切换的分类越区切换的准则越区切换如何控制越区切换时信道分配 硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接。例如GSM系统。 软切换：维持旧的连接，同时建立新的连接。并利用新旧链路的分集合并来 改善

11、通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。（CDMA可实现BTS之间、BSC 之间和MSC之间的软切换） 越区切换的分类越区切换的准则相对信号强度准则；具有门限规定的相对信号强度准则；具有滞后余量的相对信号强度准则；具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则。 移动台控制的越区切换 网络控制的越区切换 移动台辅助的越区切换越区切换的控制方式 移动台连续监测当前基站和几个越区时的候选基站的信号强度和质量，当满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选基站，并发送越区切换请求。 DECT等小系统常采用，在大系统中容易引起切换冲突。移动台控制的越区切换基站监测来自移动台的信号强度和质量，当信号低于某个门限后，网络开始安排向另一个基站的越区切换。 缺点：若MS失去联系，将造成信号中断。 第一代模拟系统采用此方法 切换时间长，可达10S。网络控制的越区切换网络要求移动台测量其周围基站的信号并把结果报告给旧基站，网络根据测试结果决定何时进行越区切换以及切换到哪一个基站。 第二代系统GSM，CDMA都采用此方法。 特点：时间快，切换过程1s2s ，信号中断1s移动台辅助的越区切换 越区切换时的信道分配是解决当呼叫转换到新小区时，新小区如何分配信道，使得越区失败的概