外文翻译--第三代移动通信的标准 中文版

第三代移动通信的标准 摘要 在移动通信中，除了语音，其他应用如数据、视频等的需求在逐渐增长。 为了支持这些需求，移动通信系统必须提供高速分组数据传输的增值业务。在 GSM 系统中，增值标准已经发展到能够提供适应下一代移动通信中所需求的业务。但是也有其他的新的标准是正在发展之中的。下文给出了正在发展中的标准的概述，并讨论了移动通信网如何进展到下一代。 简介 如今使用的移动通信系统正处于第二代。第一代移动通信是以模拟系统为主，象欧洲的北欧移动电话和美国的高级移动电话服务。第二代移动通信由数字系统组成。这些数字系统比 起第一代的模拟系统，提供更大的容量和更多的服务。第二代移动通信主要有欧洲的 GSM系统和美国的 DAMPS 和 CDMA-1X 系统。第三代移动通信系统提供的方式不同于之前的两代，除了语音还提供和很多其他的服务。 图 1 三代移动通信的时间表 3G 系统的关键是在全世界范围内的高度的公用性，服务的兼容性，全世界的漫游能力 , 英特网和其他的多媒体的应用和大范围的服务和终端设备。依照国际电信联盟 (ITU) ，国际移动通信 2000 提案（ IMT-2000） ，第三代移动（ 3G）系统服务已经在 2000 年启动，服从市场考虑。 3G的要求 第一代和第二代移动通信系统主要设计应用于一个服务：语音。现今，多媒体应用的需求增长是显而易见的。随着数据传送重要性的提高，这些应用可能是：因特网服务，例如 WWW浏览和电子邮件；数据库检索；视频电话技术；交互式的视频和声音（音乐和电视）。 这些应用中的一部分，像因特网服务，已经是很普遍的网络。但是在移动网中，数据通 信的比例也在增长。例如可提供低传输率的类似因特网服务的 WAP，他明显已经达到可以通过移动网提供这类型应用的需求。其它的应用，如视频电话，还没有在固定网上取得突破，但是，我们可以通过移动 网使它得到普及，例如在远程专家应用上。 移动通信的 3G 系统必须能够提供包含上面所提到的所有应用。履行第三代需求的最重要的服务是：高速（全球环境 384kbit/s、局部环境 2Mbit/s）；电路和分组交换数据传输方式。 分组交换方式是在数据传输容量和效率远高于电路交换方式的情况下产生的。 履行 3G 要求的移动通信系统正在发展之中。当前的第二代标准正在升级以满足当前系统能够尽可能地接近将来的要求（如 GSM 的 2+阶段）。 这些升级必须保证当前的投资在这些系统体系结构中有尽可能长的生命。但是 3G 系统的新标准也正在发 展中。（如 UMTS 和CDMA2000）。 GSM的 2+阶段 GSM 是在欧洲电讯协会标准下发展的。 GSM 最初的标准分为两个阶段。随着 3G 服务要求的发展，另一种额外的阶段（ 2+阶段）也正在标准化。 2+阶段将由若干版本组成，因为要将所有其它的服务立刻标准化是不可能的。最重要的 GSM+阶段的服务如下描述： HSCSD (96 年发布 ) 是一种提供更高比特率（达到 57.6kbit/s）由若干（最大为 4）倍时间隙组成的电路交换服务。这些服务可能已经通过软件更新在网络上实现了。（ GSM2+阶段时间隙提供 14.4kbit/s 的速度）。 GPRS（ 97 年发布）是一种能提供高达 115.2kbit/s 的比特率的分组交换服务。电路交换服务只能负荷一个时间单位，而分组交换服务可能负荷一组的数据传输。为了实现 GPRS，在网络上需要其它的硬件，像 SGSN（ GPRS 服务支持节点），它是在基站子系统（ BSS）和分组交换网络中的分组交换节点。这些原理在 1999 年末实现商业化。 EDGE（ 99 年发布）通过用 8-QPSK 代替通常的 GMSK 调制解调实现了高达 384kbit/s 的比特率。结果，信噪比将足够大以使得最大的小区大小更小。小区在大小一样的情况下 容量是有限的（除非通过这些服务的引进来增长容量）。出于这些原因， EDGE 将可能只提供给那些高用户密度的地区。为了实现这个服务就必须有新的发射机和接受机。 EDGE 将在两年内实现商业化。 其它关于 3G 的 GSM2+阶段的重要标准是在其它的 CAMEL 和 SIM 应用工具包之中。CAMEL 创造了经不同的 GSM 网络提供同类服务（如 预支）的可能性。 SIM 应用工具包使SIM 模块能够执行不同的功能，这些功能的应用如网络贸易是很重要的。 用户终端的设计必须支持 2+阶段的服务，以使 GSM 的 2+阶段的服务能够得到利用。 UMTS 为了保证当前的 GSM 投资能够尽可能长，同时也使欧洲行业在不越出下一代移动通信的范围内保持领先， ETSI 也开始了以 UMTS 命名的 3G 系统标准化。 UMTS 被认为是 GSM 的演进。这意味着基于 UMTS 的 GSM（ G-UMTS）的 GSM 核心网的利用。 为了保证世界范围内的接受， UTMS 的标准已经转移成 3GPP，参与 3GPP 的有 ARIB（日本）， CWTS（中国）， ETSI（欧洲）， TI（美国）， TTA（韩国）和 TTC（日本）等标准协会。表格 1 列出了 UMTS 的时间表。 表格 1： UMTS 时间表 里程碑 日期 UTRA 1998 1月 概念和基本参数 1999 2月 许可证 2000年初 标准 2000年初 路径 (0阶段 ) 2001年期间 阶段 1 应用 2002年 UMTS将提供关于 3G（全球性的 384kbit/s和局部性的 2Mbit/s）所必须的服务。 除了卫星部分，它应该保证任何地点的有效性，具体的标准还没开始。 UMTS的标准被分为四个部分： 1、 UE：用户设备； 2、 UTRA： UMTS地面无线接入； 3、 UTRAN： UTRA网络 4、 CN：核心网络 UTRA包含两种方式：时分双工（ TDD）方式和频分双工（ FDD）方式。 FDD方式支持相关地大的小区和高度灵活性，但是 TDD方式支持不均匀传输，其传输方式主要是数据通信 。 表格 2: 比较 UTRA 的 FDD 和 TDD 方式 FDD方式 TDD方式 大的小区 小的小区 高度灵活性 低灵活性 均衡链接 不均匀链接 UMTS标准描述了接口的系统原理。在 GUMTS中 CN相当于 GSM核心网络。这意味着当UMTS实现时， GSM的核心网边可以使用。为了达到它，自从 UMTS使用了分组交换原理 SGSN，GSM网络也实现了 GPRS。 在 GSM系统中， BSS和核心网的接口分别是电路交 换方式的 A接口和分组交换方式的 Gb接口。在 G-UMTS系统中 UMTS BSS和 CN的接口则是 Iu接口。 UMTS BSS可分别通过电路交换方式的 Iu接口原理和分组交换方式的 Iu-Gb接口原理连接到 GSM的核心网络。（如图 2示）。 图 2 UMTS BSS 和 GSM 网络的连接 GSM向 3G的演进 当前的 GSM网络可以在实现 GSM2+阶段标准的基础上过度到 3G。由于 HSCSD的实现可以使数据传输的速度轻松得到提高。 GPRS的引入 更有价值，它提供更高的数据传输速度和更大的容量。 GPRS是迈向 3G的最基本的服务，因为它将分组交换方式引进网络。下一步是在 EDGE和 UMTS之间选择。这个演进过程如图 3所示。 图 3 GSM 向 3G 演进 IMT-2000 移动通信的 3G系统标准是由 ITU以 IMT-2000命名整理出的世界范围的标准。在 15个方案中，有 10个是关于陆地的， 5个关于是卫星，这些都已经提交给 ITU 。 ITU并不是致力于全球标准，而是家庭系统概念。这意味着不同的 3G标准的无线传输技术（ RTT）是类似的。 RTT就是宽带 CDMA。这些 标准所适用的 RTT有 UMTS（ UTRA）， CDMA-2000和 W-CDMA。 RTT 的标准通过 3GPP-2持续， 3GPP-2有 ARIB (日本 ), TIA (美国 ), TTA (韩国 ) and TTC (日本 )的参与。 W-CDMA是由日本提出的 ARIB认为可靠的第三代移动通信 RTT方案。同样， UTRA和CDMA-2000中也是有宽带 CDMA组成。因此，这些技术给出了一个健全的世界标准化原理。同时， W-CDMA系统正沿着轨道运行，并且将很快实现商业用途。 结论 移动通信中除语音之外的其它应用正在不断发展。因此， 支持这些新业务的网络服务将是可实现的。而其中最重要的就是实现高速分组交换数据传输。 GSM2+阶段的服务在将来的几年中将满足这些要求。从长远来看，详细的 3G标准是必须的。 3G标准 UMTS就被设计为 GSM的升级，这说明了 GSM的核心网络将在 UMTS中被重复利用 。 附录（缩写）： 3G Third Generation 第三代移动通信3GPP 3G Project Partnership 第三代合作工程 AMPS Advanced Mobile Phone System 现代移动电话系统 ARIB Association of Radio Industries and Businesses (Japan) 无线行业企业 (日本 ) BSS Base Station Subsystem 基站子系统 CAMEL Customised Applications for Mobile Network Enhanced 移动网增强逻辑的客户化应用 CDMA Code Division Multiple Access 码分多址 CWTS Chinese Wireless Telecommunications Standardizations Standardization group 中国无线电电讯标准化组织 D-AMPS Digital AMPS 数字式现代移动电话业务 EDGE Enhanced Datarates for GSM Evolution GSM 演进增强型数据 ETSl European Telecommunications Standards Institute 欧洲电讯标准协会 IMT International Mobile Telecommunications 国际移动通讯 IS Industrial Standard 行业标准 ITU International Telecommunication Union 国际电信联盟 GMSK Gaussian Minimum Shift Keying 高斯最小频移键控 GPRS General Packet Radio Services 通用分组无线业务 GSM Global System for Mobile communications 全球移动通信系统 G-UMTS GSM based UMTS 基于通用移动通信系统的 GSM HSCSD High Speed Circuit Switched Data 高速电路交换数据 NMT Nordic Mobile Telephone 北欧移动电话系统 PCS Personal Communication System 个人通信系统 QPSK Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控 SGSN Service GPRS Support Node GPRS 服务支持节点 TIA elecommunications Industry Organization (US) 电信行业组织 (美国 ) TTA Telecommunications Technology Association (Korea) 电讯技术协会 (韩国 ) TTC Telecommunica