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30000字硕士毕业论文移动通信系统中移动性管理的形式化描述与验证

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:位置,移动性,通信系统
论文概述:

1.1背景简介20世纪80年代初,随着贝尔实验室蜂窝系统概念与理论的提出,第一代移动通信系统出现。具有代表性的有美国的先进移动电话业务(AMPS)、英国的全球接入系统(TAGS)、北欧的移动通话

论文正文:

  第一章引言        1.1背景简介20世纪80年代初,随着贝尔实验室蜂窝系统概念与理论的提出,第一代移动通信系统出现。具有代表性的有美国的先进移动电话业务(AMPS)、英国的全球接入系统(TAGS)、北欧的移动通话系统(NMT)以及日本的NAMT系统。由于他们使用不同的频带、不同的基站和移动台协议,导致同一用户不能接入不同的系统,给用户造成很大的不便。于是出现了在统一的网络标准上建立的第二代移动通信系统。最具有代表性的是依据欧洲通信标准化委员会标准制定的GSM。它采用数字信号编码,支持语音通信,并能够保证通信质量。而用户的需求始终在不断提高,随之出现了第三代移动通信系统(3G)。它面向提供宽范围的业务,支持高速率和多速率数据传输。它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。3G的最终目标是将世界上所有的蜂窝系统、无绳系统、无线局域网终端、专用移动广播和寻呼结合在一起,实现任何人在任何时间、任何地点,与任何人都能便利地通信。它的主要特征是无缝的在全球漫游,提供至少2Mbit/s的传输速率和无缝服务。          国际电信联盟(ITU)把第三代移动通信系统称为IMT-2000,而欧洲则把第三代移动通信系统称为UMTS(通用移动通信系统)。2009年9月3日,我国工业和信息化部数据显示,从1月到7月,全国移动电话用户增加了6140.6万户。这使得我国移动电话用户首次突破7亿用户,达7.03亿户。与此同时,固定电话用户减少1241.8万户。由此看来,到目前为止,移动通信的应用领域已经大大超过了固定通信。并且,为了满足用户不断变化的需求,各种各样的移动终端设备(笔记本电脑、PDA和手机等)被接入到移动通信系统中。它们互相补充、互相协作以满足不同的业务要求。同时也使得移动通信的服务向多样化发展,成为社会上多行业、多部门、多系统与人们沟通的桥梁。所谓移动通信,是指通信双方或至少有一方是在移动中进行信息交换的。不管移动通信系统如何发展,有一点是始终不变的:移动台的位置总是在不断变化的。这也是移动通信与固定通信最主要的区别。当移动台在移动网中移动时,必须通过有效地跟踪移动台,明确其所处的位置,才能把数据或语音信息快速、准确地传递给它。因此,如何及时地获取移动台的当前位置信息,并对其移动性进行有效的管理,成为移动通信中需要解决的首要问题。这也是移动通信中所需要解决的一个巨大的难题,它使得移动性管理的概念得到普遍的关注。移动性管理主要包括位置管理(Locationmanagement)和切换(Handover)管理。位置管理的基本任务是跟踪用户,明确用户当前所在的位置。它是通过位置区(LocationArea)来实现的。移动通信系统将它所有覆盖区域划分成若干个小区,在每个小区设立基站,为该小区内的移动台服务。       一个位置区由一定数量的小区组成。位置区是移动性管理的一个重要组成部分。移动台用它所在位置区的唯一标识来表示其位置信息,将其存放在对应数据库(归属位置寄存器HLR和访问位置寄存器VLR)里。这样,系统能通过查询数据库得到移动台所在的位置区。这样,在需要与移动台建立连接时,只需在该位置区内发送寻呼信号即可,从而避免了在整个网络内进行寻呼。切换管理主要研究越区切换,目的是使在通话中的移动台从一个位置区移动到另一个位置区之后,仍然能保持通信的连续性和通信质量。切换可以发生在同一个位置区内,也可以发生在不同的位置区之间。切换的性能直接关系到用户的通话质量。 参考文献(1J Gateway Location Register (GLR)一Stage 2, 3G. TS 23.119 V3.0.0. March2000(2}赵聪,郭伟.一种新的位置管理数据库结构.计算机工程与应用.2008 44:28-33(3」 Janise McNair. Location Registration and Paging in Mobile Satellite Systems. Computers and Communications, IEEE Symposium on. 2000:232(4} Kuen-Liang Sue, Chien-Chao Tseng. One-step pointer forwarding strategyfor location tracking indistributed HLR environment. 1997:1455一1466(5」 Yi-Bing Lin, Wen-Nung Tsai. Location tracking with distributed HLR\'s andpointer forwarding. 1998:58-64(6} S. Makki. Tracking highly mobile users using replicated databases, 2000(7} Kuo Hsing Chiang, Nirmala Shenoy.  A 2D Random Walk Mobility Model for Location Management Studies in Wireless Networks. 12th IntenrationalSymposium on Personal, Indoor and Mobile Radio (8」 Fredrik Orava, Joachim Parrow. An algebraic verification of a mobile network. Formal Aspects of Computing. 1992, 4:497-543(9} Park Man Kyu, Choi Yun Chul, Lee Jae Yone ect.  Design of an Enhanced Handover Algorithm Based on a New Adaptive SR-AR(} for Next-GenerationMobile Communication Networks. ISPA \'08: (10} Zdarsky Frank A., Schmitt Jens B. Handover in Mobile Communication Net-works: Who is in Control Anyway?  EUROMICRO \'04: Proceedings of the 30th EUROMICRO Conference. IEEE Computer  摘要 6-7 Abstract 7 第一章 引言 10-15     1.1 背景简介 10-11     1.2 研究现状 11-13         1.2.1 移动性管理研究现状 11-12         1.2.2 Pi-演算发展现状 12-13     1.3 本文的主要研究工作 13-14     1.4 本文的组织结构 14-15 第二章 背景知识 15-27     2.1 移动通信系统的网络结构 15-18         2.1.1 GSM网络体系结构 15-17         2.1.2 GPRS体系结构 17         2.1.3 UMTS网络结构 17-18     2.2 移动性管理 18-20     2.3 Pi-演算基本理论 20-26         2.3.1 进程代数概述 20-21         2.3.2 Pi-演算的语法 21-22         2.3.3 Pi-演算的操作语义 22-24         2.3.4 Pi-演算的互模拟等价关系 24-25         2.3.5 移动性 25-26     2.4 模型检测工具MWB 26     2.5 小结 26-27 第三章 Pi-演算建模移动通信系统 27-38     3.1 各部分的模型 27-35         3.1.1 MS的模型 27-29         3.1.2 MSC/VLR的模型 29-34         3.1.3 HLR的模型 34-35     3.2 简化后的移动通信系统 35-36     3.3 小结 36-38 第四章 相关性质及验证 38-52     4.1 移动性 38-42     4.2 移动不相关性 42-51     4.3 小结 51-52 第五章 移动通信系统的模型检测 52-55     5.1 用MWB检测语法定义 52-53     5.2 用MWB检测结构死锁 53-54     5.3 用MWB检验通信流程 54