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光通信知識 通用移動通信系統(tǒng)


通用移動通信系統(tǒng),簡稱UMTS(Universal Mobile Telecommunications System),UMTS作為一個完整的3G移動通信技術(shù)標準,UMTS并不僅限于定義空中接口。除WCDMA作為首選空中接口技術(shù)獲得不斷完善外,UMTS還相繼引入了TD-SCDMA和HSDPA技術(shù)。
中文全稱
通用移動通信系統(tǒng)
英文全稱
Universal Mobile Telecommunications System
簡稱
UMTS
一種第三代(3G)移動電話技術(shù)。它使用WCDMA作為底層標準,由3GPP定型,代表歐洲對ITUIMT-2000關(guān)于3G蜂窩無線系統(tǒng)需求的回應。UMTS有時也叫3GSM,強調(diào)結(jié)合了3G技術(shù)而且是GSM標準的后續(xù)標準。UMTS分組交換系統(tǒng)是由GPRS系統(tǒng)所演進而來,故系統(tǒng)的架構(gòu)頗為相像。


版本演進

R99:UMTS的第一個版本為R99(在1999年完成發(fā)布),其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與GSM類似,也包括終端、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。
R4:R4標準在空中接口(Uu)上增加了TD-SCDMA標準。在核心網(wǎng)側(cè)的電路域部分,使用移動軟交換架構(gòu)。
R5:R5的變化堪稱經(jīng)典,主要包括三個部分。

    在空中接口(Uu)引入HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分組接入),使下行峰值速率達到14.4 Mbit/s。成為真正意義上的寬帶。
    在接入網(wǎng)中引入IP承載,實現(xiàn)全網(wǎng)IP的傳輸,即全IP。
    引入IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒體子系統(tǒng))。

R6:R6在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上基本沒有變化,引入了HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分組接入)和MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service,多媒體廣播多播業(yè)務(wù))技術(shù)。在這之后,3GPP還提出了R7、R8、R9等,繼續(xù)為提高速率而努力。只要需求不斷,演進就會繼續(xù)下去!

特性

UMTS支持1920kbps的傳輸速率(不是經(jīng)??吹降?Mbps),然而在現(xiàn)實高負載系統(tǒng)中典型的最高速率大約只有384Kbps。即使這樣數(shù)據(jù)速度已經(jīng)高出GSM糾錯數(shù)據(jù)信道14.4kbps或者多個14.4 kbps組成的HSCSD信道,真正能夠?qū)崿F(xiàn)價格可接受的移動WWW訪問和MMS。UMTS實現(xiàn)的前提是廣泛使用GSM移動電話系統(tǒng),屬于2G技術(shù)。還有一個叫做GPRS的從2G演進的途徑。(可以看作2.5G) GPRS支持更好的數(shù)據(jù)速率(理論上最大可以到140.8kbps,實際上能實現(xiàn)接近56Kbps),數(shù)據(jù)封裝好于面向連接。GPRS已經(jīng)在很多GSM網(wǎng)絡(luò)部署。

中國聯(lián)通的的UMTS網(wǎng)絡(luò)升級成HSDPA,有時也叫3.5G。它可以實現(xiàn)下行鏈路大于10Mbps的傳輸速度。

UMTS在市場運作上強調(diào)移動視頻電話會議實現(xiàn)的可能性,盡管實際上這項很有潛力的服務(wù)還有很多沒有經(jīng)過測試驗證。

UMTS其它可能的應用還有音樂下載和視頻電話。

技術(shù)

簡單的說,UMTS結(jié)合了W-CDMA的空中接口(移動電話和基站的空中通信協(xié)議)、GSM系統(tǒng)的移動應用核心部分(MAP,參見en:MAP)(此協(xié)議提供從用戶或者到用戶的呼叫路由功能),以及GSM的語音編碼算法例如自適應多速率(AMR)和加強全速率(EFR)(它們定義了將語音數(shù)字化、壓縮、編碼的方法)。換言之,W-CDMA(依照IMT-2000的定義)只是一個空中接口,而UMTS才是一個用于3G全球移動通訊的完整協(xié)議棧,可用來代替GSM。然而,實際上也經(jīng)常將W-CDMA作為所有采用該空中接口的3G標準族的總稱,包括UMTS,F(xiàn)OMA和J-Phone.

與其它W-CDMA變種一樣,UMTS使用一對5 MHz信道,上行信道在1900 MHz附近,下行信道在2100 MHz附近。相比之下,CDMA2000則可在每個方向上使用一個或多個1.25 MHz信道,因此UMTS常因為它的高帶寬需求而受到批評。

UMTS原先規(guī)定的頻段為上行1885-2025 MHz,下行2110-2200 MHz。

對現(xiàn)有的GSM運營商有一個簡單但比較昂貴的升級到UMTS的方案:大部分現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施可以維持原狀,但是獲得頻段授權(quán)和在現(xiàn)有基站塔上完成UMTS覆蓋的費用可能極其高昂。

UMTS與GSM的一個主要的差別

UMTS與GSM的一個主要的差別是由無線接口等構(gòu)成的通用無線接入網(wǎng)(GRAN),它能夠聯(lián)入不同的骨干網(wǎng)絡(luò),如英特網(wǎng)、ISDN、GSM或者UMTS網(wǎng)絡(luò)。GRAN包含OSI模型的低三層(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層)。網(wǎng)絡(luò)層(OSI 3)協(xié)議包括RRM協(xié)議(RRM),它負責管理移動設(shè)備與固定網(wǎng)絡(luò)之間的承載信道,并完成切換功能。


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