通用移動通信系統(tǒng)

目錄
·緒言
·特性
·實際運營情況
·技術
·3G外置調制解調器
·互操作性和全球漫游
·頻譜分配
·其他競爭標準
·問題
·參考
·外部連接




Universal Mobile Telecommunications System -- 通用移動通訊系統(tǒng)

Universal Mobile Telecommunications Services -- 通用移動電信業(yè)務


通用移動通訊系統(tǒng)：Universal Mobile Telecommunications System（UMTS） 一種第三代（3G） 移動電話技術。它使用WCDMA作為底層標準，由 3GPP定型，代表歐洲對ITU IMT-2000 關于3G蜂窩無線系統(tǒng)需求的回應。
UMTS有時也叫3GSM，強調結合了3G技術而且是GSM標準的后續(xù)標準。




緒言

本條目主要討論圍繞源于GSM網(wǎng)絡基礎結構和WCDMA空中接口的UMTS標準的有關技術商業(yè)用途和其他方面的內容。任何僅僅和WCDMA接口本身緊密相關的議題都在WCDMA中更好地被闡述。
由于UMTS變化很快，本頁面的信息可能會比實際狀況滯后二到三個月的時間。強烈建議讀者發(fā)表自己的觀點和附加的獨立研究；所有的發(fā)信都被鼓勵追加到本頁面以完善本條目。積極更新的讀者請您附加上適當?shù)男薷臅r間以幫助其他讀者建立他們的時間線，更好理解本條目內容。


特性

UMTS支持1920kbps的傳輸速率（不是經(jīng)�？吹降�2Mbps），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)傳輸速率已經(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，真正能夠實現(xiàn)價格可接受的移動WWW訪問和MMS。 UMTS實現(xiàn)的前提是現(xiàn)在廣泛使用GSM移動電話系統(tǒng)，屬于2G技術。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)絡部署。
今天的UMTS網(wǎng)絡未來可能升級成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。


實際運營情況

世界上第一個UMTS網(wǎng)絡2001年在馬恩島由Manx Telecom投入運營。下一個網(wǎng)絡簡稱移動運營商3 2003年在英國啟動。
3是一個從3G網(wǎng)絡成長起來的原屬于和記黃埔（現(xiàn)在是合作伙伴）的運營商。它很快就要在全球啟動其他UMTS網(wǎng)絡(2004年12月) 包括 澳大利亞、奧地利、丹麥、香港、以色列、意大利、葡萄牙、愛爾蘭共和國和瑞典。大多數(shù)西歐GSM運營商打算未來升級到UMTS，因為它比較接近于GSM2G標準。
2003年12月，T-Mobile啟動了他的奧地利UMTS網(wǎng)絡，英國和德國的網(wǎng)絡也在調試中。
2004年2月，沃達豐開始在包括英國德國荷蘭瑞典在內的幾個歐洲市場大范圍部署UMTS。在葡萄牙，UMTS已經(jīng)先于Euro 2004運營。
非洲第一個UMTS網(wǎng)絡于2004年11月在毛利求斯投入運行,由中國的華為提供全網(wǎng)設備，緊隨其后Vodacom2004年12月在南非推出3G服務。
在NTT DoCoMo事先授權下, 美國 AMPS/TDMA/GSM 運營商 AT&T Wireless 2004年底以前必須在四個主要的城市建立和運營UMTS網(wǎng)絡。CTIA 2004年會上, AT&T Wireless聲明他們的UMTS網(wǎng)絡在1900MHz頻段獨立運行，已經(jīng)計劃2004年底啟動UMTS服務。2004年7月，AT&T Wireless (現(xiàn)在屬于Cingular) 在 西雅圖 (華盛頓), 舊金山 (加利福尼亞), 底特律（密歇根），菲尼科斯（亞里桑那），圣地牙哥（加利福尼亞）和 達拉斯（得克薩斯）成功啟動UMTS服務。
2005年第一季度德國移動運營商沃達豐D2，O2－de相繼推出UMTS服務。
與AT&T Wireless合并之后, Cingular已經(jīng)聲明計劃2005年開始部署使用HSDPA技術的UMTS網(wǎng)絡。 區(qū)別于AT&T開發(fā)的 UMTS, Cingular拓展了UMTS的頻率范圍到1900MHz和850MHz兩個頻段。
T-Mobile USA計劃到2007年開始部署UMTS。
運營商開始銷售整合3G和Wi-Fi服務的移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。筆記本電腦用戶可以買到他們提供的UMTS Modem，還有用戶端軟件用于自動探測網(wǎng)絡狀態(tài)，以便在有Wi-Fi信號時自動從3G網(wǎng)絡切換。開始Wi-FI被認為是3G的一個競爭對手，但是現(xiàn)在不得不承認，運營商為了提供比單純UMTS更有競爭力的產(chǎn)品，他們必須或者擁有或者租用別人的Wi-Fi網(wǎng)絡。


技術

注意: UMTS的許多技術特征是所有WCDMA變種所共同具有的，更多信息請參看條目WCDMA。以下僅討論UMTS特有的一些技術特征，它們不適用于FOMA或其他W-CDMA變種。
簡單的說，UMTS結合了WCDMA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，WCDMA（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WCDMA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WCDMA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。目前的頻段分配可參見[1]。
對現(xiàn)有的GSM營運商有一個簡單但比較昂貴的升級到UMTS的方案：大部分現(xiàn)有的基礎設施可以維持原狀，但是獲得頻段授權和在現(xiàn)有基站塔上完成UMTS覆蓋的費用可能極其高昂。
UMTS與GSM的一個主要的差別是由無線接口等構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，如英特網(wǎng)、ISDN、GSM或者UMTS網(wǎng)絡。GRAN包含OSI模型的低三層（物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層）。 網(wǎng)絡層(OSI 3)協(xié)議包括RRM協(xié)議(RRM)，它負責管理移動設備與固定網(wǎng)絡之間的承載信道，并完成切換功能。


3G外置調制解調器

使用一個3G路由器，PCMCIA卡或者USB卡，用戶就可以享用3G波段的服務，而選擇那一種類型的計算機（如臺式機或PDA）是沒有關系的。調制解調器自己帶有軟件，所以在短時間內上網(wǎng)對操作者來講沒有任何技術上的要求。
目前有很多手機經(jīng)具備了3G的能力，和藍牙2.0技術結合起來，用戶可以使用帶藍牙的筆記本與手機相連，再連接到網(wǎng)絡。這個時候手機就可以看作是一個路由器，不過和筆記本之間是通過藍牙協(xié)議而不是TCP/IP協(xié)議。


互操作性和全球漫游

在空中接口層，UMTS兼容GSM。盡管市場上現(xiàn)在的UMTS手機都是UMTS/GSM雙模手機但是他們都能在純GSM的網(wǎng)絡中很好的工作。如果一個UMTS用戶漫游到?jīng)]有UMTS覆蓋的地方，他的手機會自動切換到GSM模式（要支付漫游費用）。如果用戶在通話中漫游出了UMTS覆蓋范圍，那么電話將會切換到有GSM覆蓋的區(qū)域去。普通GSM手機不能在UMTS網(wǎng)絡使用。
沃達豐－日本 (前身 J-Phone) 有一個使用WCDMA并兼容UMTS的3G網(wǎng)絡。這使得UMTS成為真正的全球無線標準。當前的全球無線標準, GSM適用于除了日本和韓國以外多數(shù)國家。
NTT DoCoMo的3G網(wǎng)絡, FOMA,同樣使用WCDMA, 但是不兼容UMTS。 然而NTT DoCoMo擁有AT&T無線實驗室18的股份原來還持有3UK20的股份。 這些在國外的資本為未來的全球漫游解決方案提供一個測試平臺. (到2004年12月)
所有UMTS/GSM雙模電話都應當兼容現(xiàn)存GSM標準SIM卡. 有時你被允許在同一個運營商網(wǎng)絡里使用SIM卡在UMTS網(wǎng)絡漫游。
在美國, 由于現(xiàn)存的對頻率使用的限制只是運營商AT&T無線的網(wǎng)絡只能在1900MHz頻段。 為美國市場設計的UMTS手機跟其他區(qū)域的有所區(qū)別，這也反映了當前美國的GSM手機和GSM網(wǎng)絡使用不同與其他國家的狀況。盡管聯(lián)邦通訊委員會（FCC）已經(jīng)決議允許附加2100MHz頻段給UMTS，大多數(shù)獲得UMTS授權的運營商好像打算放棄承擔保證實現(xiàn)全球漫游的責任。
盡管歐亞手機可以實現(xiàn)漫游，但是到2004年12月在美國實現(xiàn)與歐亞漫游可能性還不大。


頻譜分配

超過120份許可證已經(jīng)頒發(fā)給全世界的運營商（截至2004年），特別是基于GSM的無線訪問技術WCDMA。由于技術還在不斷的完善中，所以政客過于倉促的賣出許可，成百上千億美元的許可證費用流入公共預算。 僅僅在德國，許可證費用就高達508億歐元。運營商被期望在2005年開始從這些許可盈利。
在北美ITU已經(jīng)為UMTS分配了頻段。 1900MHz范圍應用于2G (PCS) 服務, 2100 MHz 范圍用于衛(wèi)星通訊。 盡管在北美UMTS將要不得不與現(xiàn)存2G服務共享1900MHz頻段，但是國際上正試圖為3G服務釋放2100MHz頻段。 2G GSM 服務因使用900MHz和1800MHz，因此不再共享任何UMTS服務的頻段。
到為3G分配新的特定頻段之前，北美還沒有廠商回答UMTS使用那些頻率。 AT&T Wireless 2004年底已經(jīng)確定在美國 確定為UMTS服務啟用了為2GPCS服務使用的1900 MHz頻段。最初在加拿大展示的UMTS服務也使用1900MHz頻段。


其他競爭標準

除UMTS還有其他的3G標準，例如CDMA2000和專有系統(tǒng)包括Arraycom的iBurst， Flarion and WCDMA-TDD (無線IP)。然而，人們還是比較期望3GSM/UMTS成為取代當前GSM標準的統(tǒng)治地位成為事實的3G。
CDMA2000和WCDMA是ITU認可的IMT-20003G標準族成員 ,另外的還有EDGE和中國自有3G標準TD-SCDMA。
CDMA2000改良升級自CDMA One（CDMA 1x）,不需要新的頻段分配，可以穩(wěn)定運行在現(xiàn)有PCS頻段。
大多數(shù)現(xiàn)有的GSM運營商因為高昂的頻段和設備費用對UMTS持觀望態(tài)度。
多數(shù)北美GSM運營商已接受EDGE作為暫定3G解決方案。 AT&T無線2003年本國范圍內開始運行EDGE，Cingular 也在本國內運行，T-Mobile美國 計劃全美范圍提供EDGE。Rogers Wireless在2003年晚期開始在加拿大范圍內投入運行EDGE服務。EDGE的好處是它有效利用現(xiàn)有GSM頻段而且兼容現(xiàn)有GSM手機。EDGE為GSM運營商與CDMA2000競爭提供了一個短期的升級途經(jīng)。


問題

運營商首先面對的問題:

超重的手機只有可憐的待機時間;
若要完美實現(xiàn)UMTS的VOD功能, 每100米要設立一個基站。在都市區(qū)域經(jīng)濟上可行，在人口較少的郊區(qū)和鄉(xiāng)下不可行。
來自Wi-Fi寬帶網(wǎng)絡的競爭;
客戶缺少對3G重要的需求

而未來很可能面對的問題：

在3G普及前、WiMAX就已經(jīng)成熟、而且成本可能會更低廉。



參考


2G
4G
GSM
CDMA
CDMA2000: 由CDMA標準演化而來的與W-CDMA競爭的3G標準
UMTS
TD-SCDMA
WCDMA: 基于UMTS技術
Wi-Fi: 補充UMTS的無線以太網(wǎng)技術(WLan), 但是破壞了很多早期UMTS的商業(yè)模式



外部連接


UMTS FAQ 位于網(wǎng)站UMTS World下
全球UMTS頻率分配 位于網(wǎng)站UMTS World下
全球UMTS 論壇
UMTS TDD Alliance 全球 UMTS 技術文檔聯(lián)盟

UMTS

• 通信詞典解釋