LTE网络的切换过程解析.doc

第一章介绍第一章介绍 研究背景 移动通信的演进现代移动通信技术的发展始于上世纪 20 年代,大致经历了五个发展阶段[1]。第一阶段从上世纪 20 年代至 40 年代, 为早期发展阶段。在这期间, 首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统, 其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为 2MHz ,到 40 年代提高到 30~ 40MHz, 可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。第二阶段从上世纪 40 年代中期至 60 年代初期。在此期间内, 公用移动通信业务开始问世。 1946 年,根据美国联邦通信委员会(FCC) 的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。当时使用三个频道, 间隔为 120kHz ,通信方式为单工。第三阶段从上世纪 60 年代中期至 70 年代中期。在此期间, 美国推出了改进型移动电话系统(IMTS) ,使用 150MHz 和 450MHz 频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。第四阶段从上世纪 70 年代中期至 80 年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。 1978 年底,美国贝尔试验室研制成功先进的移动电话系统(AMPS) ,建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。第一代移动通信模拟蜂窝网虽然取得了很大成功, 但也暴露了一些问题, 比如容量有限、制式太多、互不兼容、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游、频谱利用率低、移动设备复杂、费用较贵以及通话易被窃听等, 最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。第五阶段从上世纪 80 年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。该阶段可以再分为 2G 、 、3G 、4G 等。 2G 主要采用的是数字的时分多址(TDMA) 技术和码分多址(CDMA) 技术,与之对应的是全球主要有 GSM 和 CDMA 两种体制。 GSM 技术用的是窄带 TDMA ,允许在一个射频(即‘蜂窝’) 同时进行 8 组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在 900 ~ 1800MHz 之间的数字移动电话系统, 频率为 1800MHz 的系统也被美国采纳。 GSM 是 1991 年开始投入使用的。到 199 7 年底, 已经在 100 多个国家运营, 成为欧洲和亚洲实际上的标准。 GSM 数字网也具第一章介绍有较强的保密性和抗干扰性, 音质清晰, 通话稳定, 并具备容量大, 频率资源利用率高,接口开放,功能强大等优点。 CDMA 的意思就是 Code Division Multiple Access ( 码分多址), 这种通信系统的容量大, 通信质量高, 抗干扰, 但是技术上稍微复杂些。 CDMA 就是说, 系统给每个用户分配了一个“ Code (代码) ”,系统根据不同的代码来识别不同的用户,而所有的用户共用相同的频率。 CDMA 系统的容量理论上是无限的, 但是由于物理硬件及系统实现上的限制等, 系统的容量总是有限的, 但是一般来说,是 TDMA 容量的 6 倍以上。针对 GSM 通信出现的缺陷, 人们在 2000 年又推出了一种新的通信技术 GPRS , 该技术是在 GSM 的基础上的一种过渡技术。 GPRS 的推出标志着人们在 GSM 的发展史上迈出了意义最重大的一步, GPRS 在移动用户和数据网络之间提供一种连接, 给移动用户提供高速无线 IP和 分组数据接入服务。在这之后,通信运营商们又推出 EDGE 技术,这种通信技术是一种介于 2G 和 3G 之间的过渡技术, 因此也有人称它为“ ”技术, 它有效提高了 GPRS 信道编码效率的高速移动数据标准,它允许高达 384KbPs 的数据传输速率,可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。 3G 技术目前全球有三大标准,分别是欧洲提出的 WCDMA 、美国提出的 CDMA2000 和我国提出的 TD-SCDMA 。与之前的 1G 和2G 相比, 3G 拥有更宽的带宽, 其传输速度最低为 384K , 最高为 2M , 带宽可达 5MHz 以上。不仅能传输话音, 还能传输数据, 从而提供快捷、方便的无线应用, 如无线接入 。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的一个主要特点。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求, 满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。 4G 是集 3G 与 WLAN 于一体,并能够传输高质量视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。 4G 系统能够以 100Mbps 的速度下载,比拨号上网快 2000 倍,