3GPP 在ETSI提出的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上平滑過渡到第三代移動通信的解決方案,稱之為通用移動通信通信系統(tǒng)(UMTS,Universal Mobile Telecommunication System),其核心網(wǎng)采用升級的GSM核心網(wǎng)絡(luò),無線接入網(wǎng)包括WCDMA技術(shù)(FDD工作方式)和TD-SCDMA技術(shù)(TDD工作方式)。
1、UMTS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)基本原則
對于UMTS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)主要遵循以下3項(xiàng)基本原則:
1)無線接入網(wǎng)(UTRAN,UMTS Terrestrial Radio Access Network)和核心網(wǎng)(CN,Core Network)功能應(yīng)盡量分離。對相關(guān)無線資源的管理、調(diào)度等功能主要由無線接入網(wǎng)來承擔(dān);與業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)的貼近用戶的功能則由核心網(wǎng)執(zhí)行。
2)在邏輯上將用戶數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)和信令網(wǎng)分開。
3)從標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā),用戶設(shè)備(UE)和無線接入網(wǎng)應(yīng)采用全新的協(xié)議,其設(shè)計(jì)基于WCDMA/TD-SCDMA無線技術(shù);核心網(wǎng)采用GSM/GPRS第二代的有關(guān)定義,隨后逐步向全IP網(wǎng)發(fā)展,能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡,保護(hù)已有投資,在第三代移動通信系統(tǒng)應(yīng)用初期實(shí)現(xiàn)全球漫游。
2、UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
依據(jù)上述基本原則,UMTS采用和第二代移動通信系統(tǒng)類似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),分成許多邏輯網(wǎng)絡(luò)單元。這些邏輯網(wǎng)絡(luò)單元的描述通常從功能和所歸屬的子網(wǎng)進(jìn)行分組。而且隨著網(wǎng)絡(luò)功能的增加,在網(wǎng)絡(luò)單元中也應(yīng)該增加相應(yīng)的實(shí)體,以確保其功能的完成。
對于UMTS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如果從功能上看,它主要包括核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶設(shè)備。核心網(wǎng)主要處理UMTS內(nèi)部所有的語音呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換,以及與外部其他網(wǎng)絡(luò)的連接和路由選擇。無線接入網(wǎng)完成所有無線有關(guān)的功能。其UMTS的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖2-1所示。CN與UTRAN之間的接口為Iu,UE與UTRAN之間的接口為Uu。
圖2-1:UMTS的結(jié)構(gòu)
如果從子網(wǎng)劃分的角度來看,UMTS包含了若干既能自行工作,又能和其它子網(wǎng)協(xié)調(diào)工作的子網(wǎng)。下圖2-2示出了R4規(guī)范的包含有電路交換域(CS)和分組交換域(PS)的公共陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)的基本配置。
圖2-2:支持CS和PS功能的PLMN的基本配置
在圖2-2中,一是為了充分說明網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn),把2G中的基站控制器(BSC)也加之網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,可以看出2G中的BSS與3G中的RNS的地位是相同的;二是實(shí)線表示用戶數(shù)據(jù),虛線表示信令;三是沒有包含R5所規(guī)范的IP多媒體核心網(wǎng)子系統(tǒng)(IMS)域的功能實(shí)體。在后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)中,要逐步引進(jìn)全IP的傳輸,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。
3、UMTS網(wǎng)絡(luò)接口
UMTS從物理結(jié)構(gòu)上由三大部分組成:稱之為移動設(shè)備域(ME)、接入網(wǎng)域(UTRAN)和核心網(wǎng)域(CN),詳見下圖3-1。因此其系統(tǒng)接口就可分為域間接口和域內(nèi)接口兩大類,具體的接口種類和定義詳見下表3-1。其中接入網(wǎng)域UTRAN與核心網(wǎng)CN域間的域間接口Iu接口的結(jié)構(gòu)可參見下圖3-2,而接入網(wǎng)域內(nèi)的各種Iu接口的位置可參見下圖3-3。Iu接口兩側(cè)(CN側(cè)與UTRAN側(cè))的功能分配情況具體見下表3-2,在表中,“√”表示具有相應(yīng)的功能。
圖3-1:第三代移動通信系統(tǒng)(UMTS)物理結(jié)構(gòu)模型
表3-1:關(guān)于第三代移動通信系統(tǒng)的接口種類和定義
圖3-2:Iu接口的結(jié)構(gòu)
圖3-3:接入網(wǎng)域內(nèi)的其它各種Iu接口的位置
表3-2:Iu接口兩側(cè)UTRAN與CN間的功能分配情況
欲更多了解UMTS系統(tǒng)各版本網(wǎng)絡(luò)接口詳細(xì)內(nèi)容的請進(jìn)入。
欲詳細(xì)了解UMTS網(wǎng)絡(luò)接口要求的請進(jìn)入:Uu接口;Iu接口;Iub接口
其UMTS系統(tǒng)業(yè)務(wù)側(cè)的相關(guān)接口的傳輸帶寬(類型)詳見下表3-3。從表中可以看出,對于3G業(yè)務(wù)顆粒而言,除了E1之外,還有n×E1的業(yè)務(wù)。因此3G新業(yè)務(wù)的引入對于傳輸網(wǎng)的帶寬需求相對于2G或2.5G系統(tǒng)而言增加了許多。
表3-3:UMTS相關(guān)接口的傳輸帶寬(類型)
4、UMTS的主要功能實(shí)體及作用
對于第三代移動通信系統(tǒng),在系統(tǒng)的組成上與第二代移動通信系統(tǒng)已經(jīng)有了很大的不同。為此,關(guān)于第三代移動通信系統(tǒng)的組成,有許許多多的主要功能實(shí)體,來完成話音、數(shù)據(jù)、短信等服務(wù)。對于接入網(wǎng)UTRAN相對簡單,主要有RNC和Node B。RNC主要功能是負(fù)責(zé)接入網(wǎng)無線資源的管理;Node B主要功能是進(jìn)行空中接口的物理層處理。而對于核心網(wǎng)CN就相對復(fù)雜的多,R4核心網(wǎng)邏輯上分為CS域、PS域,R5有引入了IMS(IP多媒體核心網(wǎng)子系統(tǒng))域。因此,UMTS的主要功能實(shí)體(包括中英文名稱、作用等)詳見下表4-1。
表4-1:UMTS的主要功能實(shí)體及作用
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