與第二代移動通信(2G)系統相比,第三代移動通信(3G)系統無論是業務能力還是可提供的業務種類方面都有了本質的飛躍和提高。3G作為下一代移動通信系統,其設計目標是使用戶無論在何時何地,都能在相同或者相近的環境中獲得各種電信服務,以更低的成本更高的質量提供兼容2G語音業務和低速分組數據業務、滿足用戶對多媒體業務和不同QoS(Quality of Service)保證的高速數據業務快速增長的需求,尤其是突發的非對稱移動數據業務的需求,并實現全球無縫漫游。
與2G對各種具體的電信業務、應用及補充業務進行標準化不同,3GPP致力于業務能力的標準化。業務能力由參數及業務實現機制定義的各種承載組成,因此,運營商可以通過業務服務質量的協商機制靈活地向市場提供差異化、個性化和人性化的服務。但是需要注意的是:由于3G的復雜性,不同階段完成的UMTS移動通信系統的業務能力是不同的,如R'99系統可以支持最高為384kbit/s的承載業務,R5系統引入HSDPA可以支持峰值速率為14.4Mbit/s承載業務,而在R6引進了HSUPA,并優化HSDPA的QoS控制,可以在分組域承載實時對稱業務VoIP。因此,3G實現了2G所沒有的業務能力,包括多媒體業務、可視電話、多媒體消息、IP多媒體會話、流媒體業務及文本轉換(GTC,Global Text Conversion)等。
另外,ITU-R M.687《IMT-2000》對3G業務提出了基本要求,如表0所示。
表0:ITU對3G業務的基本要求
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一、3G業務分類
3G提供的業務種類繁多并且新業務層出不窮,尤其是多媒體業務和各種增值業務,這無疑給3G業務的分類帶來了很大的困難。實際上也是如此,有關3G業務的分類可謂是仁者見仁,智者見智,不同的組織對3G業務的分類也存在一定的差異。如UMTS論壇把3G業務首先分為語音和非語音(信息和內容)兩大類,非語音又分為移動接入(互聯網和企業網)和與移動性相關類業務(如位置業務、連接類業務和面向連接類業務等)。這里以3GPP對業務的分類,3G業務的基本分類如圖1-0所示。3GPP有關業務的基本描述詳見3GPP TS 22系列規范。
圖1-0:3GPP對3G的業務分類
1、電路域所支持的業務
在電路域,系統支持的業務劃分為基本業務和補充業務(SS,Supplementary Services)兩大類,其中基本業務又可進一步劃分為承載業務(BS,Bearer Services)和電信業務(TS,Teleservices),如圖1-1所示。
圖1-1:3G網絡支持的電信業務
電信業務是指為用戶通信提供的包括終端設備功能在內的完整信息表達能力,屬于高層能力。3GPP定義的電信業務主要有話音業務、點對點短消息業務、緊急呼叫、電路型傳真等。承載業務提供用戶接入點(也稱用戶/網絡接口)之間信號傳輸的能力,屬于低層能力,如電路承載(異步和同步)和分組承載等。補充業務是對基本業務的改進和補充,它不能單獨向用戶提供,而必須與基本業務一起提供。同一補充業務,可應用到若干個不同的基本業務中。補充業務包括呼叫轉移、來電顯示、多方通話和遇忙回叫等。
電路域除了上述基本業務和補充業務以外,還包括彩鈴、雙振鈴等語音增值業務;此外,借助于附加的網元設備或功能模塊,在3G網絡中,還可以支持智能業務和位置業務等。
2、分組域所支持的業務
分組域的業務包括高速分組承載業務、IP多媒體業務和非語音增值業務。其中已經實現最高承載速率為14.4Mbit/s(HSDPA,R5),而R'99一般支持384kbit/s的承載速率;對于一些應用,SMS、UUS及USSD也可以認為是一種承載業務,如可以利用SMS承載用戶位置信息等;IP多媒體業務是與IP會話相關的各種業務,是基于GPRS承載的可以同時支持語音、聊天、白板或者視頻等的業務;非語音增值業務是指與語音呼叫無關的增值業務,如電子郵件(E-mail)、多媒體消息(MMS)、網頁瀏覽(WWW)及新聞(News)等。
另外,業務能力特征開放是指通過與技術無關的標準接口使得各種應用可以訪問網絡資源(如CAMEL、MExE等),滿足支持不同商業應用的各種需求。
運營商在商業運營中可能采用3GPP定義的工具箱和第三方工具創建或者改進上述各種業務,開放網絡的業務能力資源,如預付費業務(由CAMEL工具生成,可應用于上述各種類型業務中)。
二、基本業務之一:電信業務
電信業務屬于基本業務之一,為用戶提供包括終端功能在內的通信業務。它提供終端之間通信所需的所有功能,由一組低層屬性和一組高層屬性描述,其中低層屬性描述承載能力特征(PLMN邊緣之間),高層屬性描述終端之間與信息傳送有關的信息。
UMTS支持的電信業務包括電話、緊急呼叫和短消息業務(包括點對點短消息SMS-PP和小區廣播短消息SMS-CB)。有關電信業務的分類見表2-1(詳細描述見TS 22.001、22.003和22.004等)。表中對每一種電信業務都分配了一個編號--TS號,如語音業務為TS11,緊急呼叫為TS12等。
表2-1:電信業務分類
三、基本業務之二:承載業務
承載業務提供在接入點之間信息傳送的能力,并且只牽涉到低層功能,支持N-ISDN應用和多媒體業務的應用。用戶可以選擇任意的高層通信協議,而PLMN不保證高層協議之間的兼容性。通信鏈路可以是跨越不同網絡(如互聯網、企業網、LAN、IP和ATM等傳送網)并由表征端到端信息傳送的QoS要求的屬性描述。
1、承載業務的屬性
承載業務的屬性可以分為表征信息傳送屬性和表征信息質量屬性兩組,具體詳見下表3-1。
表3-1:承載業務的屬性
2、承載業務分類
根據以上描述承載業務屬性的不同,承載業務可以劃分如下。
1)電路域承載業務
電路域承載業務與2G系統的承載業務相同,可以分為:無限制數字信息(UDI,Unrestricted Digital Information),提供數字信息的傳送能力;3.1 kHz,在與ISDN/PSTN及其他PLMN進行“3.1 kHz audio”業務互通時使用。
每一種承載業務都分配惟一的BS編號,電路域承載業務可以歸為兩種通用承載業務,即BS20和BS30,支持的速率為0.3~64kbit/s,BS30支持多媒體業務的承載(如H.324可視電話),兩者最重要的差異是信息傳送采用同步方式還是異步方式,其特性如表3-2所示。BS20和BS30根據所支持速率不同和是否透明傳送(NT/T)還可以細分(詳見TS 22.002)。
表3-2:電路域基本承載業務
2)分組域承載業務
分組域承載業務包括點對點(PTP,Point To Point)和點對多點(PTM,Point To Multipoint)兩類,提供接入數據網絡的通道,其特性如表3-2所示。承載業務編號為BS70,支持檢索、語音、消息及會議等電信業務。
3、承載業務與服務質量(QoS)
任何一種應用都是通過向網絡請求特定話務類型、最大傳輸時延、時延抖動、誤碼率及一定數據速率的承載業務來滿足其對QoS要求。QoS是一個端到端的概念,牽涉到核心網、無線接入網絡及手機終端等。不同類型業務和業務應用環境對QoS的要求不盡相同。根據QoS要求,3G業務分為會話類、流媒體類、交互類和后臺類4類,其中會話類業務、流媒體類業務對時延敏感,但是允許較高的誤碼率,而交互類和后臺類對時延要求低,但是只能允許較低的誤碼率。
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四、補充業務
通信業務分為承載業務(包括基本承載業務和基本承載業務+補充業務)和電信業務(包括基本電信業務和基本電信業務+補充業務)。補充業務是對基本業務的改進和增強,不能單獨向用戶提供,而必須與基本業務一起提供。同一補充業務,可應用到若干個不同的基本業務中。3G補充業務可以分為號碼顯示類、呼叫前轉類、呼叫轉向類、呼叫完成類、多方通話類、社群類、計費類、呼叫限制類、呼叫轉移類和優先級類等,詳見下表4-1,表中給出了分類、名稱、含義和3GPP協議編號。
表4-1:UMTS支持的補充業務
補充業務操作包括開通、撤銷、注冊、激活、去激活、刪除、查詢等。用戶需要哪種補充業務需要到運營商營業點開通、注冊并激活,反之就需要去激活、撤銷,但是需要注意的是,不同業務的操作并不完全相同。例如,無條件呼叫轉移(CFU),首先用戶向運營商申請開通,完成后表明用戶具備了使用此項業務的權限;其次用戶需要向網絡提供轉移的號碼(C號碼),即注冊,注冊僅是向系統提供了補充業務所需的信息,業務還沒有起作用;然后激活,無條件呼叫轉移業務發生作用,將到該用戶的呼叫全部呼轉至C號碼;反之,若要臨時取消該項業務,可以去激活,此時系統保留所有呼叫轉移所需的信息,但是業務不起作用。
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