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光通信知识 通用移动通信系统


通用移动通信系统,简称UMTS(Universal Mobile Telecommunications System),UMTS作为一个完整的3G移动通信技术标准,UMTS并不仅限于定义空中接口。除WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外,UMTS还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。
中文全称
通用移动通信系统
英文全称
Universal Mobile Telecommunications System
简称
UMTS
一种第三代(3G)移动电话技术。它使用WCDMA作为底层标准,由3GPP定型,代表欧洲对ITUIMT-2000关于3G蜂窝无线系统需求的回应。UMTS有时也叫3GSM,强调结合了3G技术而且是GSM标准的后续标准。UMTS分组交换系统是由GPRS系统所演进而来,故系统的架构颇为相像。


版本演进

R99:UMTS的第一个版本为R99(在1999年完成发布),其网络架构与GSM类似,也包括终端、接入网和核心网。
R4:R4标准在空中接口(Uu)上增加了TD-SCDMA标准。在核心网侧的电路域部分,使用移动软交换架构。
R5:R5的变化堪称经典,主要包括三个部分。

    在空中接口(Uu)引入HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入),使下行峰值速率达到14.4 Mbit/s。成为真正意义上的宽带。
    在接入网中引入IP承载,实现全网IP的传输,即全IP。
    引入IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统)。

R6:R6在网络架构上基本没有变化,引入了HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入)和MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service,多媒体广播多播业务)技术。在这之后,3GPP还提出了R7、R8、R9等,继续为提高速率而努力。只要需求不断,演进就会继续下去!

特性

UMTS支持1920kbps的传输速率(不是经常看到的2Mbps),然而在现实高负载系统中典型的最高速率大约只有384Kbps。即使这样数据速度已经高出GSM纠错数据信道14。4kbps或者多个14。4 kbps组成的HSCSD信道,真正能够实现价格可接受的移动WWW访问和MMS。UMTS实现的前提是广泛使用GSM移动电话系统,属于2G技术。还有一个叫做GPRS的从2G演进的途径。(可以看作2。5G) GPRS支持更好的数据速率(理论上最大可以到140。8kbps,实际上能实现接近56Kbps),数据封装好于面向连接。GPRS已经在很多GSM网络部署。

中国联通的的UMTS网络升级成HSDPA,有时也叫3。5G。它可以实现下行链路大于10Mbps的传输速度。

UMTS在市场运作上强调移动视频电话会议实现的可能性,尽管实际上这项很有潜力的服务还有很多没有经过测试验证。

UMTS其它可能的应用还有音乐下载和视频电话。

技术

简单的说,UMTS结合了W-CDMA的空中接口(移动电话和基站的空中通信协议)、GSM系统的移动应用核心部分(MAP,参见en:MAP)(此协议提供从用户或者到用户的呼叫路由功能),以及GSM的语音编码算法例如自适应多速率(AMR)和加强全速率(EFR)(它们定义了将语音数字化、压缩、编码的方法)。换言之,W-CDMA(依照IMT-2000的定义)只是一个空中接口,而UMTS才是一个用于3G全球移动通讯的完整协议栈,可用来代替GSM。然而,实际上也经常将W-CDMA作为所有采用该空中接口的3G标准族的总称,包括UMTS,FOMA和J-Phone。

与其它W-CDMA变种一样,UMTS使用一对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则可在每个方向上使用一个或多个1.25 MHz信道,因此UMTS常因为它的高带宽需求而受到批评。

UMTS原先规定的频段为上行1885-2025 MHz,下行2110-2200 MHz。

对现有的GSM运营商有一个简单但比较昂贵的升级到UMTS的方案:大部分现有的基础设施可以维持原状,但是获得频段授权和在现有基站塔上完成UMTS覆盖的费用可能极其高昂。

UMTS与GSM的一个主要的差别

UMTS与GSM的一个主要的差别是由无线接口等构成的通用无线接入网(GRAN),它能够联入不同的骨干网络,如英特网、ISDN、GSM或者UMTS网络。GRAN包含OSI模型的低三层(物理层、数据链路层、网络层)。网络层(OSI 3)协议包括RRM协议(RRM),它负责管理移动设备与固定网络之间的承载信道,并完成切换功能。


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