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1、TD和GSM网络切换的可视化系统研究与实现目 录TD和GSM网络切换的可视化系统研究与实现I第1章绪 论11.1选题的研究背景、目的和意义11.1.1研究背景11.2国内外的发展现状21.2.1国内外的发展概况21.2.2国内研究状况41.2.3国外研究状况71.3本文的工作91.4本文的组织结构9第2章移动网络中的切换理论112.1切换的概念及意义112.2切换的准则112.3切换的分类132.3.1根据切换的过程同时涉及到的基站数量划分132.3.2根据切换过程的控制方式划分142.3.3依据切换发起的信道不同划分152.3.4根据多层网络中的网络层次划分162.4切换的过程162.4.1
2、测量过程172.4.2触发过程182.4.3选择过程192.4.4执行过程202.5切换的总结20第3章23G网络互操作切换和算法的研究213.12G/3G互操作理论213.1.1互操作介绍213.2系统间小区重选223.323G互操作策略243.3.1发展初期243.3.2发展中后期253.4TD-SCDMA向GSM切换253.4.1TD到GSM重选流程253.4.2TD向GSM切换263.4.3TD向GSM切换算法283.4.4基于邻区优化的TD向GSM切换算法323.5GSM向TD-SCDMA切换383.5.1GSM到TD重选流程383.5.2GSM到TD切换流程和算法403.623G网
3、络切换算法的研究413.6.1基于距离的切换研究41第4章基于覆盖切换的23G切换算法的研究424.1覆盖切换概述434.1.1覆盖边界介绍434.1.223G覆盖边界介绍444.2场景覆盖概述454.2.1场景的概念454.2.2覆盖的划分464.323G覆盖切换算法474.3.1算法原理474.3.2场景切换算法的研究53第5章23G网络覆盖切换可视化仿真系统中的设计595.1可视化仿真系统系统分析与设计595.1.1系统功能需求网络覆盖分析595.1.2系统结构615.2系统的设计和编码635.2.1数据准备635.2.2数据清理645.2.3用例图645.3系统的可视化和仿真675.4
4、本章小结67第6章总结与展望686.1本文工作总结686.2研究展望69I第1章 绪 论1.1 选题的研究背景、目的和意义1.1.1 研究背景随着2009年1月7日工信部给中国移动、中国电信和中国联通颁发第三代移动通信(3G)牌照，标志着我国正式进入3G时代，其中中国移动基于TD-SCDMA技术的3G牌照特别引人瞩目。TD-SCDMA第三代移动通信标准是信息产业部电信科学技术研究院（现大唐电信集团）在国家主管部门的支持下，经过多年的研究，提出的具有一定特色的第三代移动通信系统标准，该标准成为国际标准。这是我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，在通信发展史上具有里程碑的意义，并将
5、产生深远影响，是整个中国通信业的重大突破。极大地提升了我国在移动通信领域的技术水平，减少了与世界发达国家的差距，是整个中国通信业的重大突破。作为的国际主流标准之一，TD-SCDMA技术必将引导中国乃至全球及后技术的演进和发展。虽然作为第三代移动通信标准的TD-SCDMA技术己经成熟，TD-SCDMA系统正在我国逐步发展起来，其产业链日渐成熟。但是其在产业化的道路上依然坎坷，其中终端成为制约TD发展的一大瓶颈，在前期TD试商用过程中终端的问题严重影响了用户对3G的体验效果。中国移动通信公司是目前全球最大的GSM运营商之一，拥有快3亿用户的容量及覆盖全国的GSM/GPRS网络，特别是相关的基础配套
6、资源，包括站址、局址、传输等，对于3G建设来讲，既是优势，也是限制，因此应当充分地发挥自身的优势，充分利用好这些资源，既要保持其网络覆盖及用户优势，又需要将3G引入所导致的不良影响降到最低，其网络的规划及建设模式必然和新兴的3G移动运营商有所不同。如何利用中国移动现有的 2G网络为3G用户提供无缝的业务覆盖、如何解决好两网的互联互通/协调发展，为用户提供优秀的业务质量是3G网络建设的一个关键性问题。因此有必要对2G/3G之间可能的组网方式、对2G/3G网络共存涉及到的关键技术，如网络选择策略、小区选择和重选、切换策略等，进行一定的分析和验证，为将来3G网络的建设提供宝贵的经验。具体2G/3G无
7、线组网可以从以下几个方:2G/3G基础设施的共用；2G/3G之间的相互干扰；2G/3G之间的互操作。一个拥有2G网络的运营商，在TD-SCDMA网络建设的初期，由于投资、网络发展和建设目标不同，将导致初期的3G网络不能做到连续覆盖或者在连续覆盖区域内做不到无缝覆盖，鉴于现在的GSM网络投资以及其完整性和覆盖方面的优势，TD的前期建设充分利用现网资源和用户资源，以节约投资、快速部署，实现网络以及用户体验的平滑过渡，以提高3G用户感受，因此2G与3G网络的互操作是2G运营商在3G网络运行初期必须面临的问题。3G网络智能切网的互操作主能够是解决2G和3G混合组网过程中碰到的网络驻留、小区选择、小区重
8、选、切换，以及用户接入控制和转网策略等问题。与GSM的900、1800MHz双频间的互操作不同，作为无线网络的演进，TD和GSM系统间的互操作关注的是业务的连续性，体现3G的业务优势，同时在TD网络建设初期又要依赖GSM来作为覆盖的补充，所以互操作原则体现到具体的业务上，针对不同的业务可以采取不同的策略。1.2 国内外的发展现状1.2.1 国内研究状况移动终端在原始的小区与网络进行连接之后，有可能离开这个小区的服务区范围, 为了保证移动用户通信的连续性或者基于网络负载和信道资源等原因，将用户从当前的通信链路到其他小区,系统的切换过程就是将用户终端的连接切换到其他小区，从而使得通信服务不中断。T
9、D-SCDMA系统切换的主要功能是通过相应的测量报告以及有关准则来维持通信链路的连接。对于任何一个蜂窝通信系统而言，2G/3G网络切换的优化设计都十分重要。从网络使用效率最大化出发，当移动终端在不适合的服务小区进行通信时，不仅影响自身的通信质量，也将会增加全网络的负荷，甚至会干扰其他移动终端。移动设备应当使用网络中最优化的通信链路和对应的基站建立连接。当切换概念提出之后，国内一些学者和电信领域研究人员对切换展开了大量研究，取得许多研究成果。主要的研究包括：提出改进的越区切换算法、越区切换算法的优化、越区切换策略和越区切换参数设置对系统的影响。越区切换分为硬切换和软切换，硬切换主要运用于GSM系
10、统和系统间的切换，软切换主要运用于CDMA系统中，对软切换进行一些基本的研究，介绍了软切换的基本概念、实现过程及参数定义与测量，之后人们在无优先切换策略下对于软切换算法做了大量研究。对于系统间的切换算法研究的很少，主要是在系统间的互操作原理和策略上进行研究。詹义、李国庆詹义、李国庆2G/3G网络互操作原理与优化从理论角度对2G/3G网络互操作原理进行了研究，他们以GSM和WCDMA系统为对象，对系统间的互操作原理、相应的参数优化、邻区列表设置以及切换选择进行了介绍和分析，提出了异系统小区重选原理和异系统切换原理。张艳霞张艳霞：3G与2G系统间的互操作策略在互操作原理的基础上提出互操作策略，包括
11、：网络选择策略、2G与3G间的漫游策略、2G/3G语音（CS）切换策略、2G/3G分组域切换策略和2G/3G并发业务切换策略等。互操作策略对网络建设初期和网络成熟期的2G/3G协同操作有其重要的指导意义，减少了3G建设的投资成本。陶志强陶志强从应用层面研究了2G/3G的网络切换，他把网络切换分为移动用户空闲下的网络重选和连接状态下的网络切换两种情况，通过不同的网络重选方案和网络切换方案，提出三种2G/3G网络互操作方案。方案一：仅进行3G到2G的网络重选和切换3G和2G采用不同的网号，在3G网络中，设置2G网络为对等PLMN，为覆盖区边缘的3G小区配置2G的空闲和连接模式下邻区。（2）方案二：
12、进行3G和2G之间的网络双向重选，仅进行3G到2G单向切换。（3）方案三：3G与2G网络完全双向重选和切换。第一种方案：无需升级2G网络即可完成，但是在用户返回3G覆盖区域时，重选3G网络的迟滞时间长，最短为6分钟；第三种案可以加强3G网络的有效覆盖，提高终端用户的业务网络质量，但是如果允许2G到3G的切换，会增大新建3G核心网的信令负荷，也有可能由于不必要的频繁切换影响业务的服务质量。金宏彬，周胜，李秋中金宏彬，周胜，李秋中在理论角度对2G/3G互操作原理进行了补充，把2G/3G互操作参数根据作用分类三类：第一类是小区选择和重选参数，包括：Qqualmin(3G小区的最低接入信号质量门限)、
13、Qrxlevmin(3G的最低接入信号强度门限) 、SsearchRAT(异系统小区搜索门限) 、FDD_Qmin(3G小区重选电平门限)；第二类是异系统测量压缩模式参数；第三类是2G/3G系统间切换门限参数，包括异系统切换CS判决门限、异系统切换PS判决门限、3G服务小区3A事件门限、2G目标切换小区3A事件门限。这些互操作参数是切换测量过程和判决条件中重要指标之一，为切换的算法提出了重要的参数依据。顾雄，蔡丽金顾雄，蔡丽金在前人的基础上对异类系统切换策略进行了补充，并提出了互操作参数优化方法。他们提出空闲模式下的网络互操作者主要是双模用户终端UE如何进行PLMN定位和重定位、小区选择和重选
14、、以及位置登记；连接状态主要是指双模UE的3G向2G单向的CS切换和双向的PS切换；支持3G网络优先原则；空闲模式下历史最多的网络优先原则；手机驻留在信号强度最大的小区的策略；UE总是选择登录在信号强度最强的小区等。雷亮雷亮从理论角度分别对互操作原理和策略原则进行总结和概括，主要包含：小区重选、位置区与PLMN ID设定、系统间切换、系统间话务均衡与负荷和网络参数规划等。遵守的基本原则是影响最小原则，切换最少原则，质量最好原则，负荷分担原则等。陈为平陈为平从实际应用层面提出2G/3G互操作主要应该解决混合组网过程式中碰到的网络驻留、小区选择、小区重选、切换以及用户接入控制和转网策略等问题；2G
15、/3G互操作应该体现在其具体的业务上，针对不同的业务采取不同的策略。崔景龙崔景龙在应用层面针对阿联酋电信3G商用网提出2G/3G互操作解决方案，提出了一些面对商用化网络切换的互操作策略，如：小区重选策略，驻留技术选择策略，网络优先级策略和空闲状态迁移理论等。李文宇，李波李文宇，李波在WCDMA和GSM/GPRS移动通信系统间的漫游和切换的应用中，针对系统间切换的机制，对3G电路域、2G/3G之间的切换、3G分组域和2G/GPRS之间的切换等技术作了详细的介绍。赵绍刚，张一凡赵绍刚，张一凡在WCDMA和GSM之间的切换应用中详细地讨论了WCDMA与GSM系统间切换所面临的问题及解决方案，分析了二者相互切换的具体过程，最后探讨了为了提高二者相互切换的性能，应如何进行系统间的优化。宋远峰，文武宋远峰，文武在GSM与WCDMA系统间的切换应用中，介绍了GSM系统与WCDMA系统间的切换原理，以及已经运用的GSM-WCDMA的切换方案。在实际的应用中，互操作理论和实际商用还有些差距，在实际网络切换中，更加关注
