基于TD-SCDMA煤炭专网的移动性管理研究与实现

论文摘要

随着第三代数字移动通信技术的发展成熟,其应用领域日益得到扩展。基于3G技术的移动通信系统可以提供集语音通信、数据业务、远程监控于一体的综合通信平台,提供高效的实时语音与数据传输服务,这为当前因技术落后面临发展困境的煤炭通信网络建设提供了良好契机。本文首先介绍了目前国内煤炭通信专网的发展现状以及煤炭企业在安全生产与应急通信方面所面临的困境。其次,通过比较国内外应用的几种矿用无线通信技术,文章分析了它们在煤矿通信方面的不足,并详细描述了3G通信技术TD-SCDMA的技术特点与行业应用优势。在此基础上,文章引用了一种基于TD-SCDMA技术的新型矿用无线通信系统的设计方案,并对系统的组成和功能特色进行了阐述。通过比较专网与公网在网络架构上的区别,突出了专网系统在特殊行业工作环境下的应用优势。最后,根据TD-SCDMA矿用通信系统模型,课题首次对TD-SCMDA煤炭通信专网的移动性管理进行了研究,并从工程应用角度、协议栈结构、接口关系等方面对专网GMM（GPRS移动性管理）业务的实现进行了分析。研究过程中,文章提出了专网特有的GMM处理模型,设计与优化了包括附着处理、分离处理、路由区更新、服务请求处理在内的多个移动性业务处理子流程的信令开发和软件实现过程,并成功完成了应用程序的软件移植以及软硬件的联调测试工作。通过分析课题实验结果,研究表明,新型的TD-SCMDA专网设备在集成了公网接入网功能与核心网功能于一体,精简了通信网元和通信协议后,仍可以有效实现专网系统的移动性管理功能,这为矿用通信专网的后续维护与改进提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 煤炭专网的发展现状
• 1.1.2 矿用无线通信技术的应用比较
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 1.3.1 主要研究内容与创新点
• 1.3.2 论文章节安排
• 2 课题理论依据与技术支持
• 2.1 煤炭专网的通信特点
• 2.2 TD-SCDMA技术介绍
• 2.2.1 TD-SCDMA的关键技术
• 2.2.2 TD-SCDMA技术的应用优势
• 2.3 本章小结
• 3 TD-SCDMA煤炭专网的总体解决方案
• 3.1 基于TD-SCDMA技术的煤炭专网设计
• 3.1.1 TD（TD-SCDMA）矿用专网的组成
• 3.1.2 专网的功能特色
• 3.1.3 TD专网与公网的系统架构比较
• 3.2 TD矿用专网PS域的优化设计
• 3.2.1 专网PS域实现的功能
• 3.2.2 专网逻辑结构
• 3.2.3 专网PS协议栈结构
• 3.3 本章小结
• 4 TD矿用专网GMM过程的软件实现
• 4.1 功能需求
• 4.2 GMM处理过程的信令实现
• 4.2.1 附着过程的信令流程设计
• 4.2.2 分离过程的信令流程设计（UE发起）
• 4.2.3 分离过程的信令流程设计（网络侧发起）
• 4.2.4 路由区更新过程的信令流程设计
• 4.2.5 服务请求过程的信令流程设计
• 4.3 GMM模块的结构设计
• 4.3.1 接口关系
• 4.3.2 GMM软件处理结构
• 4.3.3 GMM务实现机制
• 4.4 GMM处理子流程的软件设计与实现
• 4.4.1 附着过程的软件实现
• 4.4.2 分离过程的软件实现（UE发起）
• 4.4.3 分离过程的软件实现（网络侧发起）
• 4.4.4 路由区更新过程的软件实现
• 4.4.5 服务请求过程的软件实现
• 4.5 本章小结
• 5 GMM过程的测试与分析
• 5.1 测试环境搭建
• 5.1.1 硬件测试环境配置
• 5.1.2 软件测试环境VxWorks
• 5.2 软件编译与移植过程
• 5.2.1 编译过程
• 5.2.2 移植过程
• 5.3 测试方法
• 5.4 GMM相关测试用例设计
• 5.5 课题测试结果与分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录