随着移动互联网的发展,分组数据业务逐渐成为移动通信网络中的主要业务,推动着移动通信系统的进步,成为社会发展的主要驱动力之一。移动通信系统的设计初衷是为了承载电信级的语音业务,因此移动通信系统的整体结构和信令协议针对电信业务做了专门优化。这样的优化方式在电信业务为承载重点的2G时代,能够起到很好的作用。但是伴随移动互联网的繁荣,分组数据业务逐渐取代语音业务成为移动通信网络中承载的重点,移动通信系统针对语音业务所作的优化不再适用于新的发展形势。这是由于分组数据业务的发起和持续特征与传统语音业务有很大区别,分组域业务持续时间通常更短,突发性更高、单次传输的数据量较小,同时一般的分组数据业务对于时延的要求较低。分组业务高发的情况下,其不同于电路域业务的行为特征给移动通信网络带来了很大的挑战。进入3G时代后,全球范围内多家移动运营商的网络中出现多起信令风暴事件。这类网络故障出现的原因是网络中分组数据业务高发,因为其持续时间较短而发起频率高,导致终端与网络之间的连接频繁地建立、释放,进而引发大规模的信令交互,严重时会阻塞网络控制平面,造成网络无法为用户正常服务。这类故障的出现是移动通信系统对分组数据业务支持不善的有力证据。为了解决这类问题,让移动通信系统更好支持分组数据业务,必须深入研究分组数据业务高发对移动通信网络的影响。本文致力于研究明确分组数据业务对移动通信系统的影响。针对这一问题,文章首先研究了移动通信系统中业务发起、连接建立相关过程的信令流程和终端的状态转移机制。移动通信系统中的连接建立过程是终端进行业务之前必须要进行的过程,在这个阶段,终端完成与网络之间的同步,获取必要的无线资源、建立无线承载等业务开始前的必要准备。分组业务数据量小但交互频繁的特点可能会导致短时间内终端与网络之间的连接集中建立,引发不必要的控制信息交互。因此首先明确移动通信系统中业务发起、连接管理、会话管理的流程和触发场景,就能够初步确定数据业务对于移动通信网控制信令方面的影响。在此基础之上,本文对分组数据业务高发对移动通信网络的影响进行了理论上的研究。利用概率论和凸优化分析,文章建立了分组数据业务对网络信令开销、无线资源使用情况影响的分析体系。在建立了理论分析基础之后,本课题通过研究Android系统实现了基于终端的数据信息采集平台。现有对数据业务影响移动网络的研究通常采用对数据业务过程进行建模来进行。这种方式的缺点在于不够精确且灵活性不足。通过在终端上建立数据采集平台,利用这个平台来完成终端进行分组数据业务或其他行为的准确数据。大范围部署采集平台,获取海量用户行为数据,还可以为其他针对用户行为进行的研究提供坚实的数据基础。文章利用平台采集到的数据分析了用户在进行分组业务时的行为特征,并对比用户进行语音业务的情况分析了分组业务对网络的影响。此外,文章还针对控制与业务分离这一网络架构下分组业务的特性进行了分析。