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歐洲UMTS研究開(kāi)發(fā)工作現(xiàn)狀----羅序梅
摘要 目前第三代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的定義和選定工作在全球處于非常活躍的階段。地區(qū)
級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)（如歐洲ETSI、日本ARIB正在進(jìn)行技術(shù)規(guī)范化工作。本文主要介紹
歐洲當(dāng)前在通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）無(wú)線(xiàn)接口、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面所開(kāi)展
的研究工作。
關(guān)鍵詞 移動(dòng)通信 UMTs 未來(lái)公用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）
近年來(lái)，對(duì)于無(wú)線(xiàn)通信的需求急劇上升，無(wú)線(xiàn)用戶(hù)數(shù)也一直持續(xù)增長(zhǎng)。1998年底，全
球的移動(dòng)用戶(hù)增加到2億左右，2000年底以前達(dá)4．2億左右。移動(dòng)通信的發(fā)展不僅反映在
數(shù)量上，移動(dòng)網(wǎng)的技術(shù)業(yè)務(wù)功能也有質(zhì)的變化，模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)展已是必然趨勢(shì)。
1990年底，全球 35％的網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字式的，到2000年底，將有63％的網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字技術(shù)。
此外，移動(dòng)用戶(hù)的需求也逐步由話(huà)音和窄帶數(shù)據(jù)向高速數(shù)據(jù)和移動(dòng)多媒體的多元化業(yè)務(wù)發(fā)
展。面對(duì)這一新的挑戰(zhàn)，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）于1985年提出了未來(lái)公用陸地移動(dòng)通信系
統(tǒng)（FPLMTS）概念，現(xiàn)改名為IMT 2000。歐洲繼 GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)推廣取得巨大成
功之后，于1990年底開(kāi)始制定第三代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和發(fā)展計(jì)劃。日本第二代系統(tǒng)PDC僅
限于國(guó)內(nèi)，故第三代的開(kāi)發(fā)工作較早。根據(jù)ITU的要求，各大電信公司聯(lián)盟都提出自己第
三代系統(tǒng)的技術(shù)方案，具有代表性的有北美W－cdmaONE、日本寬帶CDMA（W－CDMA）和歐
洲提出的TD－CDMA考慮到市場(chǎng)占有及二代系統(tǒng)過(guò)渡問(wèn)題，ITU提出了“家族概念”，意味
著只要該系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)能力上滿(mǎn)足要求，都可以成為 IMT 2O00成員， ITU正努力實(shí)
現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)準(zhǔn)化和互通。目前這三種技術(shù)方案是當(dāng)前討論的焦點(diǎn)，并成為候選技術(shù)
方案。本文主要介紹歐洲當(dāng)前在UMTS無(wú)線(xiàn)接口、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面所開(kāi)展的研究
工作。
1 UMTS發(fā)展進(jìn)程
（1）UMTS目標(biāo)
UMTS是蜂窩系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)的目標(biāo)是：
·提供話(huà)音和數(shù)據(jù)（從低速到高速）的各種業(yè)務(wù)，包括多媒體業(yè)務(wù)、電路和分組業(yè)務(wù)、
話(huà)音業(yè)務(wù)、可視電話(huà)以及速率可達(dá) 2Mb／S的高速文件傳輸業(yè)務(wù)。
·全球漫游。UMTS適用于多種環(huán)境（如室內(nèi)或室外、低速或高速移動(dòng)、高山或平原、
郊區(qū)或市區(qū)、微蜂窩或微微蜂窩），能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)向任何人提供服務(wù)。
·實(shí)現(xiàn)個(gè)人化，即做到終端的移動(dòng)性和用戶(hù)的移動(dòng)性。
·原則上與固定通信網(wǎng)（如ISDN和寬帶ISDN）兼容，主要是在功能、用戶(hù)接口、成本
和質(zhì)量上。
UMTS是針對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT 2000提出的，是在認(rèn)真分析了市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上
研究開(kāi)發(fā)的，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化工作與UMTS論壇和 GSM MOU密切合作。作為歐洲獨(dú)立的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，
該系統(tǒng)除了考慮歐洲地區(qū)特點(diǎn)外，還應(yīng)與 IMT 200O兼容，不僅要訂出較為詳細(xì)的性能實(shí)
驗(yàn)規(guī)格，還要按照開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)政策和競(jìng)爭(zhēng)的觀(guān)點(diǎn)，對(duì)國(guó)際電信聯(lián)盟的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。此外，
還要考慮與GSM和DECT兼容和相互配合。
目前UMTS又分為2個(gè)子方案：①由西門(mén)子、阿爾卡特提出的TfD－CDMA，②由NTT DoCo-
Mo、愛(ài)立信和諾基亞提出的W－CDMA系統(tǒng)。
（2）UMTS標(biāo)準(zhǔn)化的工作進(jìn)程
UMTS標(biāo)準(zhǔn)化工作將分階段進(jìn)行。第一階段的主要按排為：
1997年12月～1998年1月 選定無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，凍結(jié)基本參數(shù)
1999年底 制定第1階段標(biāo)準(zhǔn)
2001年 測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2002年 第1階段商用化
目前UMTS系統(tǒng)的主要特性和技術(shù)規(guī)范已得到批準(zhǔn)，并成為第一階段標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的基礎(chǔ)。
隨著營(yíng)運(yùn)商和用戶(hù)需求新功能的引入，UMTS第一階段標(biāo)準(zhǔn)的主要特性見(jiàn)表1。
（3） UMTS的演進(jìn)途徑
第二代移動(dòng)通信（尤其是GSM）取得了巨大成功。目前全球110個(gè)國(guó)家中，至少有256
家營(yíng)運(yùn)商致力于 GSM業(yè)務(wù)。隨著多頻段（GSM 900／1800／1900）或綜合了第2代技術(shù)（
如DECT／GSM，PHS／GSM等）的多模式多頻段終端推出，這一市場(chǎng)還將進(jìn)一步擴(kuò)大。移動(dòng)
通信業(yè)務(wù)營(yíng)運(yùn)商對(duì)第二代系統(tǒng)投入了大量資金，市場(chǎng)的占有率也相當(dāng)大，所以在UMTS發(fā)
展途徑上，既要考慮商業(yè)上的投資利益，又不能在業(yè)務(wù)功能上對(duì)第二代系統(tǒng)作太多的妥
協(xié)。因此UMTS系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上與GSM要有～定的兼容性，即反向兼容能力，但必須采用
全新的無(wú)線(xiàn)接口，以便第三代系統(tǒng)與第二代系統(tǒng)有較分明的界限。
2 UMTS無(wú)線(xiàn)接口、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃方面的研究工作
UMTS的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）進(jìn)行，現(xiàn)已落實(shí)到歐洲計(jì)劃
研究組織RACE和ACTS規(guī)劃中。UMTS的具體技術(shù)則由ETSI SMG 5負(fù)責(zé)實(shí)施，而無(wú)線(xiàn)接口技
術(shù)開(kāi)發(fā)工作由SMG 2負(fù)責(zé)。目前由ESTI資助ACTS的三大項(xiàng)目FRAMES、RAINBOW和STORM。有
關(guān)無(wú)線(xiàn)接口、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃等技術(shù)建議將提交國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，并作為第三代系統(tǒng)的
候選技術(shù)。
（1） FRAMES項(xiàng)目
·FRAMES目標(biāo)
無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)對(duì)第三代系統(tǒng)的成功與否起著關(guān)鍵性的作用。為了滿(mǎn)足陸地第三代移
動(dòng)通信的要求，F(xiàn)RAMES項(xiàng)目提出了一種有效利用頻譜多址技術(shù)的建議，其主要目標(biāo)之一
是確保歐洲在無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)中的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。它的技術(shù)目標(biāo)是定義、開(kāi)發(fā)和評(píng)估能滿(mǎn)
足UMTS要求的一種有效的多址元線(xiàn)技術(shù)。此項(xiàng)目的重點(diǎn)是無(wú)線(xiàn)接口的定義、驗(yàn)證以及對(duì)
在相關(guān)無(wú)線(xiàn)工作環(huán)境中的運(yùn)作和支持，包括話(huà)音、數(shù)據(jù)（低速到高速）業(yè)務(wù)在內(nèi)的所有
UMTS業(yè)務(wù)的演示。
FRAMES的技術(shù)建議
FRAMES提出的無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)方案是FMA（ FRAMES multiple access），是符合UM-
TS標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)接口，并要求在無(wú)線(xiàn)參數(shù)和協(xié)議發(fā)展方面盡可能與GSM協(xié)調(diào)一致。FMA概念
有兩種模式：FMA1（有或無(wú)擴(kuò)展的寬帶TDMA）和FMA 2（寬帶CDMA）。
這兩種方式的無(wú)線(xiàn)參數(shù)相互協(xié)調(diào)，其中最重要一點(diǎn)是與第二代系統(tǒng)（特別是GSM）反
向兼容，并為所有UMTS業(yè)務(wù)提供高性能的無(wú)線(xiàn)接口。其共同特點(diǎn)是所有系統(tǒng)時(shí)鐘都可以
自26MHZ時(shí)鐘，目前這一特性被看作是雙筷終端（ FMA／GSM）設(shè)計(jì)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。由
于這兩種模式的固有差異，在協(xié)議結(jié)構(gòu)高層方面，其共性比物理層更多�？傊�，F(xiàn)MA技
術(shù)方案具有高性能、高靈活性及與GSM反問(wèn)兼容的能力，因此是極具吸引力的UMTS無(wú)線(xiàn)
接口候選技術(shù)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。
1998年1月，ETSI SMG 2就UMTS無(wú)線(xiàn)接口選擇達(dá)成一致意見(jiàn)，決定采用W－CD－MA，
同時(shí)采納TD－CDMA的一些主要功能。ETSI還通過(guò)與GSM和低價(jià)終端的協(xié)調(diào)，對(duì)這一技術(shù)
方案作進(jìn)一步的完善。
·FRAMES的演示
為了加快UMTS標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程，ETSISMG 2于1997年6月開(kāi)始了無(wú)線(xiàn)接口的評(píng)估工作，
同時(shí)也進(jìn)行一些相應(yīng)的演示和試驗(yàn)。評(píng)估嚴(yán)格遵循ETSI SMG 2規(guī)定的通用測(cè)試條件和評(píng)
估程序。FRAMES開(kāi)發(fā)的硬件平臺(tái)用來(lái)驗(yàn)證FMAI的基本功能�；赗ACE CODIT概念的背景
演示器用來(lái)演示FMA 2的主要功能。除純技術(shù)驗(yàn)證外，此平臺(tái)還將用來(lái)演示提議的概念和
一組選定的應(yīng)用。這些演示包括FRAMES的內(nèi)部演示、測(cè)試床測(cè)量、用戶(hù)試驗(yàn)以及其它CTS
項(xiàng)目。此外還與RAINBOW合作試驗(yàn)，并演示FRAMES基站之間的切換，以顯示FRAMES無(wú)線(xiàn)接
口與核心網(wǎng)互連的可能性。整個(gè)試驗(yàn)將從1998年3月持續(xù)到1999年1月。與其它ACTS項(xiàng)目
合作的演示將從1998年9月持續(xù)到1999年1月。
（2） RAINBOW項(xiàng)目
RAINBOW的基本目標(biāo)是確定和實(shí)施通用UMTS接入設(shè)施，這些設(shè)施可用來(lái)研究與第三代
系統(tǒng)相關(guān)的許多結(jié)構(gòu)問(wèn)題。RAINBOW的主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)無(wú)線(xiàn)接口獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，
確保第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn)途徑，包括與第二代系統(tǒng)的反問(wèn)兼容（如 GSM、EC-
T），同時(shí)提供無(wú)線(xiàn)接口與不同核心網(wǎng)相連的靈活性。
RAINBOW項(xiàng)目中所提議的UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是通用結(jié)構(gòu)，由核心網(wǎng)和接入網(wǎng)組成，以支
持不同級(jí)別的切換。核心網(wǎng)有GSM。ISDN和基于Internet協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP），使不同
的營(yíng)運(yùn)商都能使用UMTS的無(wú)線(xiàn)接續(xù)功能。UMTS無(wú)線(xiàn)接續(xù)網(wǎng)負(fù)責(zé)所有無(wú)線(xiàn)相關(guān)功能，核心
網(wǎng)負(fù)責(zé)所有用戶(hù)相關(guān)問(wèn)題。更具體的要求和詳細(xì)結(jié)構(gòu)正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
此項(xiàng)目為第二代向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)過(guò)渡提供條件，同時(shí)還考慮了固定網(wǎng)的一些
重要問(wèn)題，如智能網(wǎng)和ATM。
（3）STORM項(xiàng)目
從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃角度看，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特性是業(yè)務(wù)種類(lèi)廣、頻帶寬、用戶(hù)
多、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)十分靈活（即不同的配置按特定環(huán)境布置）和先進(jìn)的移動(dòng)管理策略。目前
的規(guī)劃方法顯然不能適應(yīng)這些特性，必須開(kāi)發(fā)
新的軟件工具來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。因此ACTSSTORM項(xiàng)目就是研究滿(mǎn)足UMTS營(yíng)運(yùn)商特定需求的
先進(jìn)規(guī)劃方法，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)軟件工具，用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以及處理移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中
各種原理的軟件模塊，包括傳播條件預(yù)測(cè)、業(yè)務(wù)需求估算、電臺(tái)工程和網(wǎng)絡(luò)工程。
3 UMTS將面臨的市場(chǎng)挑戰(zhàn)
根據(jù)ITU所制定的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間進(jìn)程表，1998年底完成無(wú)線(xiàn)傳輸技
術(shù)的選擇，1999年底完成標(biāo)準(zhǔn)的制定，2001年以后開(kāi)始商用。日本因其特定的情況，將
率先于2001年推出第三代商用業(yè)務(wù)，歐洲可能在2002年推出，美國(guó)可能在2003～2005年
左右。盡管UMTS技術(shù)在功能業(yè)務(wù)等方面大大優(yōu)于第二代系統(tǒng)，但是也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
從上述標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間進(jìn)程表看，第三代業(yè)務(wù)的引人是在下世紀(jì)初，屆時(shí)，第二代系統(tǒng)（尤其
是GSM）仍將處于牢不可破的地位，具有相當(dāng)高的普及率，提供更廉價(jià)的終端、更先進(jìn)的
業(yè)務(wù)和更廣泛的用途，任何與GSM相媲美，或功能比GSM略強(qiáng)一點(diǎn)的系統(tǒng)都很難取代GSM。
因此U MTS要有商業(yè)機(jī)會(huì)和生存能力，必須要向用戶(hù)顯示其突出的優(yōu)勢(shì)，必須能提供第二
代系統(tǒng)所無(wú)法提供的特性和業(yè)務(wù)。UMTS突出的優(yōu)勢(shì)之一就是支持高速數(shù)據(jù)傳輸，支持多媒
體應(yīng)用。未來(lái)的多媒體應(yīng)用是通過(guò)ATM或B-ISDN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的，這就意味著UMTS必須提供BISDN
業(yè)務(wù)的接續(xù)，其次要充分支持高瑞移動(dòng)用戶(hù)的需求。
作為一種新技術(shù)，UMTS至少在初期不能與較成熟的GSM技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，而只能通過(guò)發(fā)展高
端移動(dòng)業(yè)務(wù)來(lái)占據(jù)市場(chǎng)的一席之地。在引入U(xiǎn)MTS之際，多數(shù)移動(dòng)用戶(hù)都是GSM用戶(hù)，許多
先進(jìn)業(yè)務(wù)又是基于GSM（如SMS或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)），因此UMTS必須提供主要的GSM業(yè)務(wù)，提供與
GSM用戶(hù)的互連，只有實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，GSM用戶(hù)才能平穩(wěn)過(guò)渡到UMTS，即既維持當(dāng)前業(yè)務(wù)，同
時(shí)又開(kāi)始獲得UMTS提供的優(yōu)勢(shì)。
