什么是UMTS

    的英文全称为Universal Mobile Telecommunication System，中文含义为通用无线通信系统，该早在1991年就被提出来作为研究方向，UMTS除支持现有的一些固定和移动业务外，还提供全新的交互式业务。UMTS使用U分配的、用于陆地和卫星无线通信的频带。它可通过移动或固定、公用或专用网络接入，与和IP兼容，UMTS具有以下优势：

1、使用要求不高

UMTS业务建立在标准的业务能力上，对于所有用户和无线都是一样的。即使用户从络到其它UMTS网络，也会感觉自己好像还在本地网络中。这就是虚拟本地环境（VHE），即不管用户位于何时何地，或以何种方式接入，VHE都将保证业务提供者整个环境的传输（包括用户的虚拟工作环境）

2、接入速度迅速

UMTS可支持高达2Mb／s的数据，与IP结合将更好地支持交互式多媒体业务和其它应用（如和会议电视等）。实际上，只要有足够的，UMTS可支持更高的速率。例如，在UMTS发展的高级阶段，采用LAN（微波或红外）技术，可使系统速率高达155Mb／s。

3、应用范围广泛

在UMTS的实际实现中，有些用户可能不会在任何时候都获得最高的。从无线传输的物理限制和网络运营的经济性方面考虑，在那些偏僻及人口稠密地区，系统只能支持低速数据业务。因此，UMTS服务要适应不同的数据速率和不同的服务（QoS）。在UMTS发展初期，通信量主要来自诸如机场、火车站等地方。然而，用户希望UMTS的覆盖范围足够大。为此，专家正致力于研究UMTS在不同网络间的漫游技术。这些网络包括由同一运营者的GSM系统，或其它有漫游协定的网络。

4、移动灵活性强

UMTS作为全球性系统，包括陆地和卫星组件。它可通过第二代系统进行操作，其多制式将会扩展UMTS业务的使用范围。将来，还可能出现更多的使用这些（或其它）标准的网络，目标是通过不同网络间的漫游，实现真正的个人通信。这就意味着用户能够从一个专用网络漫游到微蜂窝公用网络，然后再到广域蜂窝网络，最后到卫星移动网络，而其间中断极少。

5、较强的实时传输率

大多数蜂窝系统都采用电路交换技术进行无线数据传输。UMTS则将电路交换和包交换结合起来，给用户带来的好处有：任何时候都存在与网络的虚拟连接；多种计费方式（如按计费和包月制等）；不对称的上下行带宽。此外只有UMTS才能提供真正的多媒体业务，尤其是视频业务。然而GSM也可以提供大多数业务，只是没有那么好的性能而已。

UMTS进一步成为国际PP制定的全球3G标准之一。作为一个完整的3G移动通信，UMTS并不仅限于定义空中。它的主体包括接入网络和分组化的核心网络等一系列技术规范和接口协议。

为了既保护现有网络投资，又可灵活应用最先进的技术，3G标准的指导思想是网元可分别独立演进，网络要实现平滑过渡。其总体目标是最终实现全IP化的全球宽带移动通信网络。具体讲，就是无线接入网技术和核心交换网技术各有自己的演进路线。在接入技术方面，特别是空中接口，3GPP致力于不断提高频谱利用率，除作为首选空中接口技术获得不断完善外，UMTS还相继引入了和HSDPA技术(High Speed Downlink Packet Access ，高速下行链路数据分组接入)。前者是中国的技术提案首次成为国际主流通信标准。它可利用单边的频谱提供高速移动通信组网能力。后者是引入了利于超高速数据传送的速率技术，使下行链路无线带宽达到10Mbps 。在核心网技术方面，则引入了分组软交换技术，进而顺应IP多媒体应用的发展趋势引入了IP多媒体域，也就是IMS(IP Multimedia Service，IP多媒体服务)以实现全IP多业务移动网络的最终发展目标。

UMTS的4个版本

上述的技术标准的持续发展，体现为3GPP的UMTS标准的4个版本：R99、R4、R5、R6。形成了一个庞大的而内部又相对独立的标准体系。 WCDMA是其中最早，也是最完善的首选空中接口，并为欧洲，亚洲和美洲的3G运营商所广泛选用。

UMTS网络高级体系结构

图1给出了UMTS网络的高级体系结构。

图1 UMTS网络的高级体系结构

通用移动通信系统（UMTS）网络支持两类接入网络，即系统（BSS）和子系统（RNS）。基站系统（BSS）是一种GSM接入网络，而无线网络子系统（RNS）是建立在UMTS基础上的，尤其是建立在宽带码分多址（WCDMA）无线。3GPPR99中的无线接入网络（RAN）规范仅仅包含了UMTS地面无线接入网络（），但也提到了其他可靠的无线接入网络。其后发布的各个版本确立了一种基于GSM的无线接入网络标准，称为GSM/EDGE无线接入网（GERAN）。

当两种接入网（AN）都提供基本的无线接入能力时，UMTS能够通过空中接口提供高带宽，同时提供良好的软切换，如电路交换承载的软切换。

核心网（CN）是由电路交换（CS）域和分组交换（）域组成的。这两种域在处理用户数据的方式上有所不同。电路交换域为用户流量提供专用的电路交换路径，主要用于实时和会话业务，如和。另一方面，分组交换域主要适于端到端分组数据应用，如文件传输、Internet浏览和E-mail。

3GPPR5中也包含IP多媒体子系统（IMS）。IMS的功能是提供IP多媒体服务，包括实时业务。在分组交换域，包括先前只有在电路交换域才可能实现的业务。基于3GPPR5的核心网包含电路交换域、分组交换域、分组交换域上的IP多媒体子系统，或是三者的组合。

此外，核心网还包括一种称为归属用户（HSS）的逻辑功能，该服务器是由诸多3G需要的不同组成，包括归属位置寄存器（HLR）、域名服务（）、用户和安全信息。HSS也为网络上运行的不同应用和业务提供必要的支持。网络管理子系统（NMS）提供网络管理功能，实质上形成了一个独立的垂直平面。

UMTS网络详细体系结构

图2给出了网络体系结构的更为详细的描述。用户终端称为移动台，从逻辑上包括移动设备（ME）和身份模块。移动设备由无线电通信设备组成，而身份模块包含着用户的身份信息。移动台和身份模块的分离使得用户和设备可以分开使用，这样上允许用户通过插入身份模块可以切换到另一台设备上使用。网络支持两种身份模块：与GSM系统类似的用户身份模块（M）和UMTS系统用户身份模块（USIM），具体使用何种身份模块取决于移动台是属于老式的基于GSM的系统还是新式的基于UMTS的系统。

图2 基本的公用陆地移动网（N）配置

无线网络子系统（RNS）包括在接入网中控制无线电的无线网络控制器（R）。RNC具有宏分集合并能力，可提供软切换能力。每个RNC可覆盖多个NodeB。NodeB实质上是一种与基站收发信台等同的逻辑实体，它受RNC控制，提供移动设备（ME）和无线网络子系统（RNC）之间的物理无线链路连接。同样，基站系统（BSS）由基站控制器构成，基站控制器控制一个或多个基站收发信台，与NodeB不同，每个BSS对应于一个蜂窝。IuCS与IuPS接口将接入网中的所有移动设备分别接入核心网中的电路交换域和分组交换域。