3GPPLTE系统中移动性管理的研究

铁路无线通信工程中的LTE—R技术研究当前，铁路交通发展的十分迅猛，传统GSM-R技术的语音和数据功能与列车和乘客数据需求严重不符。

现今乘客产生了移动宽带服务要求，并在铁路旅途中利用移动设备完成一些工作或娱乐消遣。

因此，在铁路无线通信中顺势产生了LTE-R技术。

该项技术可以提供多种宽带服务，确保百兆传输数据能力，最大程度保证了无线网络的准时性。

故对其研究拥有一定的实践意义。

标签：铁路无线通信；LTE-R技术；应用一、LATE-R技术出现的必然性（一）带宽业务需求的需要虽然我国当前已经迅速发展与应用GSM-R技术，但是作为第二代移动通信技术，其电路域数据业务只有400-9600bit/s，数据业务分组域的速率只达到一百多kbit/s，其利用频谱率和数据承载速率也十分低[1]。

导致对视频监控承载、视频会议等宽带业务需求逐步增加。

（二）无线宽带服务的需要由于传统3G通信设备利用频率效率很低，承载服务数据能力十分有限，其数据格式与承载突发式的IP数据业务高度不符。

此外，由于语音业务对2G技术进行了有效承载，导致3G技术语言业务与承载数据不能保持高度统一。

所以，只有积极改进，3G技术才可以与铁路无线通信要求很好适应。

二、系统性能介绍（一）网络架构系统可以有效优化3G网络架构，网络形成扁平化结构，具体包括了接入网与核心网。

若干个基站和终端用户设备共同组成了接入网。

其中由服务网关、移动管理实体和分组网关共同组成了核心网。

LTE的重要接口分别是：eNodeB与核心网SI接口的有效连接，在二者之间完成彼此互联的X2接口；用户向固定系统接口有效接入LTE-Uu接口。

eNodeB具体功能是对移动终端数据信息有效接收，以及管理一部分无线资源。

同时还有效地压缩与加密IP，在移动管理实体的选择功能上附着终端用户设备。

另外还包括路由、寻呼、广播功能，以及分类标识上传输层数据包。

MME主要功能是对NAS信令的有效管理和安全性。

3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真研究的开题报告一、研究背景随着移动通信技术的不断革新，3GPP-LTE移动通信系统作为一种新兴的移动通信技术，在提供高速数据传输、高质量语音通话等方面具有较强的优势，被广泛应用于全球范围内的移动通信行业。

由于3GPP-LTE移动通信系统具有高度复杂、多变化的特点，因此对其进行系统级仿真研究不仅可以有效探究受干扰、多路径、信道衰落等因素影响下移动通信系统的性能表现，还可以为其后续的网络规划与优化提供有力支持。

二、研究目的本研究的主要目的是基于3GPP-LTE移动通信系统进行系统级仿真，探究直到4G通信标准中消息传输、控制信令处理、连接管理、传输卸载等关键技术的优化效果，进而为改进3GPP-LTE移动通信系统的性能，提高网络质量建立较为完善的研究框架。

具体而言，研究将从仿真原理、仿真流程设计、仿真工具选用、仿真结果分析等方面，开展针对3GPP-LTE移动通信系统的整体性能测试，判断其在不同应用场景下的网络性能情况，并对其质量进行评估与优化。

三、研究内容1.根据3GPP-LTE移动通信系统的特点，深入分析其主要技术架构和应用场景。

2.依据仿真原理和仿真流程设计，建立针对3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真模型，并选择合适的仿真工具进行仿真并进行仿真参数设置。

3.分析仿真结果，以数据和图表形式对系统的性能参数进行验证，包括网络吞吐量、平均延迟、峰值速率、连接成功率等。

4.总结分析仿真结果，对3GPP-LTE移动通信系统的性能表现进行评估与优化，并提出相应的优化建议和措施。

四、研究方法本研究将采用数值仿真和实验研究相结合的方法，通过在合适的仿真软件平台中对3GPP-LTE移动通信系统进行相关操作，同时考虑信道建立、带宽分配、信噪比等多个因素影响，模拟出具体的通信场景，并运用相关统计处理技术，对仿真结果进行有效分析和优化。

五、研究意义本研究通过对3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真研究，可以较为全面地了解该系统的性能表现，理解其关键技术和应用场景，从而为其后续优化与升级提供有力支持，并为其在商业化应用中发挥更大的价值奠定基础。

《移动通信》期中论文论文题目GSM蜂窝移动通信网络中移动性的管理姓名学号学院电气工程学院专业班级移动通信网络中移动性管理理论与技术的研究陈山枝1, 时岩2 , 胡博3(1. 电信科学技术研究院，北京 100083; 2. 北京邮电大学电信工程学院，北京 100876;3. 北京邮电大学网络与交换国家重点实验室，北京 100876)摘要：针对未来的多种接入网络共存、大量移动性终端接入需求的情况下，分析了移动性管理面临的全新挑战，指出将其作为信息通信网中的单独一门技术进行研究的必要性，阐述了移动性管理的定义和分类。

在此基础上，提出了移动性管理的网络参考模型和协议参考模型，对指导4G和未来的移动性管理技术发展具有十分重要的意义。

进而，按此模型分析和比较了国内外已有的各种移动性管理技术。

最后，指出了未来泛在、异构网络环境下移动性管理所面临的挑战与新课题。

关键词：移动性管理；参考模型；注册管理；位置管理；切换控制；异构接入1 引言未来的信息社会中，移动性的目标就是要实现“5W”通信，即任何人可在任何时候、任何地方、与任何人以及相关的物进行任何形式的通信，这就需要移动性管理技术来实现。

当今正从PC向移动计算（如笔记本电脑、PDA、智能手机等）和网络嵌入式设备（如无线传感器、无线远程遥控和遥测设备等）的历史性转型中。

2005年，全球约有超过20亿部手机（其中有4亿部有上网功能，且还在快速增长）、5亿台与互联网相连的PC/服务器；估计到2010年，全球与互联网相连的有超过10亿部笔记本电脑、PDA、智能手机和传感器等以及7.5亿台PC/服务器；到2015年，互联网上的传感器将达到50~100亿个[1]，而其中的大量终端都有潜在的移动性需求，因此，移动性管理技术是未来无线移动通信和移动计算中最重要也最具有挑战性的问题之一。

ITU-T、IETF、3GPP、ETSI、MWIF、IST等诸多国际标准化组织都将移动性管理作为非常重要的一个方面进行研究。

LTE—A系统中分层网关键技术的研究作者：丁胜高来源：《电脑知识与技术》2013年第36期摘要：为应对移动互联网带来的海量数据流量的承载需求，LTE-Advance网络引入分层网的新型组网形态，在考虑带宽需求的同时又满足了信号覆盖要求。

该文基于3GPP R10协议，对LTE-A分层网结构、RN和HeNodeB的组网方式进行分析。

关键词：LTE-A；分层网；异构网；中继；家庭基站中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）36-8229-02随着移动接入网的广泛应用，运营商对高无线接入速率和低建设成本的要求更加苛刻，对LTE的发展提出了更高的要求。

LTE-Advanced（3GPP R10）通过引入分层网-这一新型组网形态，改善LTE 网络的深度覆盖问题并提高其频谱利用率。

该文对LTE-Advanced分层网（HetNet，hierarchical networking）结构、HeNB（home eNodeB家庭基站）和RN（relay node，中继节点）组网方式进行说明，针对分层网在后续LTE部署中的应用进行展望。

1 分层组网当前无线接入技术研究的目标是在香农信道容量的条件下，通过更大的带宽实现更高的传输速率，目前低频段频谱资源由于其提供的带宽有限且大部分已在使用， LTE网络采用的主要是2GHz的特高频频段。

由于高频段信号传播能力相对较弱，且LTE网络面向的是主要是视频点播、视频下载等高速率高流量业务，若采用传统宏基站单层组网方式将会产生严重的盲点和热点问题，将无法实现覆盖目标和速率要求。

因此，LTE-A（3GPP R10）中提出了HetNet （heterogeneous network，异构网或分层网），通过射频拉远（remote radio head，RRH）、微微蜂窝基站（Pico eNodeB）、中继节点（relay node，RN）及家庭基站（home eNodeB，HeNB）等新的基站形态，更好的实现4G网络的覆盖。

《电信交换》2009年第3期现状与发展3GPP LTE系统中移动性管理的研究马志鑫李小文（重庆邮电大学重邮信科3G研究院重庆400065）摘要：先对LTE系统的移动状态进行了描述，然后用图形描述了LTE移动状态之间的转移，最后分别研究了空闲状态、连接状态和无线接入系统之间的移动性管理。

关键词：3GPP LTE 移动性管理移动状态3GPP在2004年12月启动了无线接入网长期演进研究项目(LTE long term evolution)和面向全IP的分组域核心网的演进项目(SAE system architecture evolution)，LTE和SAE共同构建了3GPP系统的整体演进，而移动性管理主要负责与用户移动性相关的功能，在移动通信系统中有非常重要的作用。

一、LTE系统的移动状态LTE系统中，无线接口协议栈根据用途分为用户平面协议栈和控制平面协议栈（如图1所示）。

用户平面主要负责分组数据的传递。

控制平面主要负责用户无线资源的管理、无线连接的建立、业务的QoS保证和最终的资源释放等。

这种结构简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程，使睡眠状态到激活状态的迁移时间相应减少，其中NAS层是SAE承载管理、鉴权、AGW和UE间信令加密控制、用户面信令加密控制、移动性管理和LTE_IDLE时的寻呼发起。

图1 用户平面协议栈和控制平面协议栈NAS层主要包括3个协议状态：(1)LTE_DETACHE 网络和UE侧都没有RRC实体，此时UE通常处于关机、去附着等状态；(2)LTE_IDLE 对应RRC的DLE状态，UE和网络侧存储的信息包括：给UE分配的IP地址、安全相关的参数(密钥等)、UE的能力信息和无线承载，此时，UE的状态转移由基站或AGW 决定；(3)LTE_ACTIVE 对应RRC连接状态，状态转移由基站或AGW决定。

二、LTE系统的状态转移图2给出了NAS状态与RRC状态的关系以及状态之间的跃迁。

3GPP LTE 系统及技术概述中国移动研究院无线技术研究所高有军2008-11-3内容▪LTE背景▪TD-LTE 产业发展▪关键技术以及网络构架3GPP LTE 背景（1）3G系统发展不尽人意–HSDPA/HSUPA之前的3G系统没有体现出相对2G的明显优势–由于技术成熟度、IPR等问题，网络部署缓慢 新技术，如用于移动通信系统的OFDM逐渐成熟其它移动/准移动通信系统，特别是移动WiMAX（IEEE802.16e）的挑战–WiMAX所宣称的最高75Mbps的下行速率指标，远远超过HSDPA3GPP LTE 背景（2） 2004年11月，3GPP决定要发展全新的系统，称为长期演进（Long Term Evolution，简称LTE）–规范中的“官方”名称是E-UTRA/E-UTRAN–目标是“将来10年或者更长时间内保持竞争力”–后向兼容性是高度需求的，但是需要仔细考虑和性能/容量提升的折衷LTE演进背景（3）LTE技术特点LTE系统的需求部署需求–支持单独部署和集成到现有UTRAN和GERAN网络–支持从不同大小的频谱分配91.4, 3.0, 5, 10, 15, 20MHz的可变带宽9支持“全下行”（独立载波）和“混合载波”的广播模式–支持离散的频谱分配9系统应能支持不同频段上不同大小的频谱汇聚（在R8没有实现）–支持和UTRAN/GERAN的临频共存9同一运营商和不同运营商的共址9国家边界上的临频或同频共存LTE发展阶段（1）2004年底研究项目（SI）立项到2006年6~9月，SI阶段结束，进入工作项目（WI）阶段目前标准化已经进入尾声，预计在2008年底全部完成属于3GPP Release 8Study Item （技术可行性研究）Work Item （技术标准制定）2004.122006.62008.12LTE发展阶段（2） LTE标准接近完成，3GPP正在针对IMT-Advanced需求，开展后续演进工作，称为LTE-Advanced–将在保持兼容性的基础上进一步提高性能在2008年4月到6月的一系列会议已制定需求–体现在3GPP TR36.913中–支持更高带宽，针对低移动速度和小覆盖优化RAN #39次会议上通过了LTE Advanced SI立项–立项报告在RP-080137中–RP-080138为工作计划99月RAN #41次会议后向ITU-R提出“Early Proposal”92009年9月提出“Final Submission”9工作首先在RAN1中开展内容▪LTE背景▪TD-LTE产业发展▪关键技术以及网络构架中国移动，加速TD-SCDMA技术创新TD-LTE产业推进的目标TD-LTE产业推进工作任务TD-LTE产业化推进进展内容▪LTE背景▪中国移动的TD-LTE ▪网络构架以及关键技术LTE 网络构架S1S1S 1S1X2X 2网络实体整个TD-LTE系统由3部分组成：–核心网（EPC, Evolved Packet Core ）–接入网（eNodeB）–用户设备（UE）EPC分为两部分：–MME(Mobility Management Entity, 负责信令处理部分）–S-GW(Serving Gateway,负责用户数据处理部分）接入网（也称E-UTRAN）由eNodeB构成–eNodeB与EPC通过S1接口连接–eNodeB之间通过X2接口连接–eNodeB与UE通过Uu接口连接▪NOTE: 和UMTS相比，由于NodeB和RNC 融合为网元eNodeB ,所以TD-LTE少了Iub接口。

图1　3GPP LTE总体发展时间表2 3GPP LTE核心技术及标准化进展2.1 LTE目前的标准化进展第一阶段(SI阶段)延长到2006年9月份才结束，截止到9月已完成包括物理层接入方案、信道结构的研究、RAN-CN功能调整和优化、无线接口协议的体系结构、信令的流程与终端移动性、演进的MIMO机制、宏分集与射频部分、状态与状态转移问题等方面的研究，形成3GPP LTE的可行性研究报告。

图2 R6版本的网络结构版本中。

基站为终端进行空中接口（如信道编解码、速率匹配，扩频等），同时负责网络流量的控制与管理和无线资源管理（如功率控制）。

无线(RNC)则负责对拥有和控制他辖域内的无线资源，包括管理所属小区的负荷控制和拥塞控制，这些小区中待建的新的无线连接进行接纳控制和码字分配，执行系统信息广播与系统接入控制功能，以及切换等移动性管理，宏分集合并等无线资源管理和控制功能。

图3 LTE(R7版本)中的网络结构2006年3月的会议上，3GPP确定接入网结构[4，5]主要由演进型eNodeB(eNodeB)和接入网关(AGW)构成。

eNodeB由R6阶段的NodeB、RNC、SGSN、GGSN四个主要网元演进而来，eNodeB之间通过X2接口采用网格（mesh）方式互连,同时还建议当eNodeB需要同其它eNodeB通信时这个接口总是存在的，例如对支持对处于LTE_ACTIVE状态下手机的切换。

同时E-Node B与AGW之间的接口称为S1接口。

eNodeB通过S1接口与EPC(Evolved Packet Core)连接。

S1接口支持多对多的AGWs图4 E-UTRAN的架构图6 控制平面控制平面负责用户无线资源的管理，无线连接的建立，业务的QoS保证和最终的资源释放，主要有上层的RRC层和非接入子层（NAS）实现。

这种结构简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程，使得迁移时问相应减少。

其中NAS功能是SAE 承载管理；鉴权；AGW和UE间信令加密控制；用户面信令加密控制；移动性管理；LTE_IDLE时的寻呼发起。

LTE入门教材九（移动性管理）目录1 E-UTRAN内部的移动性管理 (2)1.1 ECM-IDLE状态下的移动性管理 (2)1.2 ECM-CONNECTED状态下的移动性管理 (2)2 3GPP系统Inter-RAT移动性管理 (3)2.1 小区重选 (3)2.2 切换 (4)3 E-UTRAN与非3GPP系统间的移动性管理 (5)3.1 UE能力配置 (5)3.2 E-UTRAN与CDMA2000网络之间的移动性管理 (5)LTE的移动性管理包括有：●E-UTRAN内部移动性管理；●3GPP系统间（Inter-RAT）移动性管理；●E-UTRAN与非3GPP系统间的移动性管理；●其它（譬如CSG小区相关的移动性管理）。

与移动性相关的测量包括有：●E-UTRAN同频测量；●E-UTRAN异频测量；●对UTRAN和GERAN的Inter-RAT测量；●对CDMA2000 HRPD或1xRTT的Inter-RAT测量。

1 E-UTRAN内部的移动性管理在E-UTRAN RRC_CONNECTED状态下，执行网络控制、UE辅助的切换，并支持各种DRX周期。

在E-UTRAN RRC_IDLE状态下，执行小区重选，并支持DRX。

1.1 ECM-IDLE状态下的移动性管理包括小区选择、小区重选：●小区选择⏹UE NAS 标识一个选择的PLMN和其它对等的PLMN（equivalent PLMN）；⏹UE搜索E-UTRA频段并确定每个频段的信号最强小区。

UE通过读取小区广播消息确定自己的PLMN；◆UE可以轮流搜索每个载波（初始化小区选择），或者利用已存储的信息缩短搜索时间（有存储信息的小区选择）。

⏹UE选择确定一个合适的小区，如果找不到合适的小区，就选择一个可以接受的小区。

●小区重选⏹UE在RRC_IDLE状态执行小区重选过程；⏹UE通过测量服务小区和邻小区来发起重选过程；⏹小区重选确定UE应该驻留的小区。

3GPP LTE移动通信技术原理及应用研究发表时间：2019-02-28T16:17:26.510Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第32期作者：蒋敬姑[导读] 为使无线通信技术不断的拓展延伸，用最新的科学技术，造福于全人类。

34032219800801xxxx摘要：随着社会的不断发展，科学技术的不断革新，移动通信的不断演变，在世界范围内，无线通信的发展日益蓬勃，宽带化、IP 化、移动化的趋势愈演愈烈，3GPP国际化组织在2004年将3G技术作为主要研究方向，为了实现3G技术不断朝着B3G技术和4G技术的迈进，做出了深入的演变和研究，对于LTE移动通信技术来说，不断地革新才能得到更多层次上的突破，本文主要谈及LTE移动通信技术原理及其应用研究，为使无线通信技术不断的拓展延伸，用最新的科学技术，造福于全人类。

关键词：移动通信发展历程；LTE移动通信技术原理；应用研究前言：3GPP LTE移动通信技术的原理和应用研究，对整个通信行业有着深远的影响，不仅是铺垫了未来发展的方向，更代表着移动通信的理论基础，对移动通信的发展，有着深远的影响和意义。

一、移动通信的发展历程（一）第一代移动通信的发展在上个世纪的60年代，贝尔以实验室为单位，采用蜂窝组网技术，并提出了蜂窝系统的概念和理论，随之而来的，就是第一代移动通信技术（1G）的诞生。

十年的发展，随着半导体技术的革新，第一代移动通信也从中受益，半导体技术直接主导了第一代移动通信的微型处理技术和大规模集成电路技术，在1G的不断发展和壮大中，蜂窝网络系统也在不断的完善，第一代移动通信技术依靠着FDMA为技术支撑，频率在450MHz和900MHz之间，采用的模拟制，使得1G技术得到了空前绝后的发展。

但是，由于各个系统之间缺少缺口、安全保密性差，使得第一代移动通信技术终将被取代。

（二）第二代移动通信的发展因为第一代移动通信接口的局限性，导致了第二代移动通信技术（2G）直接从接口上进行革新，但第二代移动通信的接口标准没有得到完全的统一，第二代移动通信系统分为：TDMA系统和CDMA系统。