UMTS(英)

通用移动通信系统(UMTS)是第三代(3G)移动电话技术之一。它使用W-CDMA作为基础标准，由3GPP标准化，并代表了欧洲/日本对ITU IMT-2000 3G蜂窝无线电系统要求的回答。

为了将UMTS与竞争网络技术区分开来，UMTS有时被称为3GSM，强调该技术的3G特性与GSM标准的结合，它被设计为成功的。

前言

本文讨论了UMTS的技术、业务、使用和其他方面，UMTS是GSM的3G后继者，利用W-CDMA空中接口和GSM基础设施。与W-CDMA接口本身严格相关的任何问题都可以在W-CDMA页面中更好地描述。

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特征

UMTS支持高达1920 kbit/s的数据传输速率(而不是常见的2 Mbit/s ),尽管目前真实网络中的用户可以期望高达384 kbit/s的性能——在日本，升级到3 Mbit/ s的工作正在准备中。然而，这仍然比单个GSM纠错电路交换数据信道的14.4 kbit/ s或HSCSD的多个14.4 kbit/s信道大得多，并且与CDMA-2000、PHS或wLAN等其他网络技术竞争，在移动设备上提供对万维网和其他数据服务的访问。

3G的前身是2G移动电话系统，如GSM、CDMA、PDC、PHS和其他部署在不同国家的2G技术。就GSM而言，有一条从2G演进而来的路径，称为GPRS，也称为2.5g。GPRS支持更高的数据速率(理论上最高可达140.8kbit/s，但典型速率更接近56kbit/s)，并且是分组交换的，而不是面向连接的(电路交换)。它被部署在许多使用GSM的地方。E-GPRS或EDGE是GPRS的进一步发展，基于新的“编码方案”。使用EDGE，实际分组数据速率可以达到大约180 kbit/s(有效)。EDGE系统通常被称为“2.75G系统”。

在2006年，日本的UMTS网络将升级为高速下行分组接入(HSDPA)，有时称为3.5G。这将使下行传输速度达到14.4 Mbit/ s成为可能。利用高速上行链路分组接入(HSUPA)提高上行链路传输速度的工作也在进展中

在2006年，南非的Vodacom也致力于实现高速下行分组接入(HSDPA)。

在奥地利，Mobilkom奥地利公司已经实施并部署了HSDPA供公众使用。

UMTS的营销材料强调了移动视频会议的可能性，尽管日本和其他地方的经验表明，用户对视频通话的需求不是很高。

UMTS的其他可能用途包括下载音乐和视频内容。

真实世界的实现

世界上第一个大规模真实商业UMTS网络于2001年在日本上线，由NTT DoCoMo运营。

2003年12月，T-Mobile在奥地利推出了UMTS，并开始在英国和德国进行试验。此外，2005年11月，荷兰的T-Mobile UMTS网络投入使用(但是，这不是一次商业发布，而是为了满足频谱拍卖的监管要求)。

2004年2月，沃达丰开始在几个欧洲市场大规模推出UMTS，包括英国、德国、荷兰和瑞典。在葡萄牙，UMTS是在2004年欧洲杯开始前推出的。

波兰的第一个UMTS网络由Plus GSM于2004年推出，但覆盖范围仍然仅限于华沙。2005年4月，Era GSM在华沙推出了另一个UMTS网络，提供廉价(每月约20欧元)的互联网接入和其他3G服务。2006年1月，Era GSM、Orange和Plus GSM覆盖了大多数主要城市。

在捷克共和国，T-Mobile于2005年推出了UMTS。

非洲第一个UMTS网络于2004年11月在毛里求斯岛启动，随后Vodacom于2004年12月在南非推出3G服务。

在芬兰，UMTS许可证由政府免费提供。2004年，Elisa Oyj和TeliaSonera开始部署商用UMTS网络，2005年，Dna芬兰开始商用UMTS服务。

根据以前与NTT DoCoMo公司达成的协议，美国供应商美国电话电报公司无线公司(现为Cingular)必须在2004年底之前在美国四个主要城市建设和销售UMTS网络。在2004年CTIA会议上，Cingular宣布他们的3G网络将是1900年唯一的UMTS实现，并将按计划在年底推出。截至2006年1月，Cingular已经在达拉斯、底特律、凤凰城、圣地亚哥、旧金山和西雅图部署了UMTS网络。

由于美国尚未为UMTS提供新的频谱，它必须与现有的1G和2G网络共享分配给美国蜂窝通信的850MHz和1900MHz频段。UMTS对5 MHz频率时隙的要求比现有网络的要求大得多，这会给美国运营商造成困难。

在新加坡，新加坡电信于2004年12月开始试验，并于2005年3月成功推出，StarHub和MobileOne紧随其后。

运营商开始销售集3G和Wi-Fi于一体的移动互联网产品。笔记本电脑用户可以买到UMTS调制解调器，并获得一个客户端程序，该程序可以检测Wi-Fi网络的存在，并在3G和Wi-Fi可用时进行切换。最初，Wi-Fi被视为3G的竞争对手，但现在人们认识到，只要运营商拥有或租赁Wi-Fi网络，他们就能够提供比仅使用UMTS更具竞争力的产品。诺基亚预测，到2006年底，UMTS设备将占所有移动电话的六分之一。

技术

以下信息不适用于使用W-CDMA空中接口的非UMTS系统，如FOMA

UMTS结合了W-CDMA空中接口、GSM的移动应用部分(MAP)核心和GSM语音编解码器系列。

请注意，许多无线技术使用W-CDMA作为其空中接口，包括FOMA和J-Phone。

像其他现实世界的W-CDMA实现一样，UMTS使用一对5 MHz信道，一个在1900 MHz范围内用于上行链路，一个在2100 MHz范围内用于下行链路。相反，竞争的CDMA2000系统在每个通信方向使用一个或多个任意的1.25 MHz信道。UMTS和其他W-CDMA系统因其大量的频谱使用而受到广泛批评，这延迟了在没有专门为UMTS分配新频率的国家(如美国)的部署。

最初由UMTS标准定义的特定频带是上行链路1885-2025 MHz，下行链路2110-2200 MHz。

对于现有的GSM运营商来说，这是一个简单但昂贵的UMTS迁移路径:大部分基础设施与GSM共享，但获得新的频谱许可证和在现有基站覆盖UMTS的成本可能会非常昂贵。

与GSM相比，UMTS的主要区别是形成通用无线接入网(GRAN)的空中接口。它可以连接到各种骨干网络，如互联网、ISDN、GSM或UMTS网络。GRAN包括OSI模型的三个最低层。网络层(OSI 3)协议形成了无线资源管理协议(RRM)。它们管理移动终端和固定网络之间的承载信道，包括切换。

互操作性和全球漫游

在空中接口级别，UMTS本身与GSM不兼容。在欧洲销售的UMTS手机(截至2004年)是UMTS/GSM双模手机，因此它们也可以在常规GSM网络上拨打和接听电话。如果UMTS客户旅行到没有UMTS覆盖的地区，UMTS电话将自动切换到GSM(可能会收取漫游费)。如果客户在通话期间不在UMTS覆盖范围内，通话将透明地切换到可用的GSM覆盖范围。

普通的GSM电话不能在UMTS网络上使用。

沃达丰日本公司(前J-Phone)拥有一个3G网络，该网络使用W-CDMA技术并与UMTS兼容。然而，当沃达丰收购J-Phone后，沃达丰大幅减少了UMTS基础设施的投资计划，因此，沃达丰日本UMTS网络的用户数量过去一直很低，日本的3G覆盖一度不完整。现在，沃达丰日本公司声称，截至2005年底，超过99%的人口区域被3G网络覆盖，15%的用户是3G用户。

NTT DoCoMo的3G网络FOMA是自2002年以来第一个使用W-CDMA的商业网络。NTT DoCoMo使用的第一个W-CDMA版本在无线层面上与UMTS标准不兼容，但是FOMA电话使用的USIM卡与GSM电话兼容，因此基于USIM卡的从日本到GSM区域的漫游是可能的，没有任何问题。今天，NTT DoCoMo网络以及世界上所有的W-CDMA网络都使用UMTS的标准版本，允许潜在的全球漫游。用户是否以及在何种条件下可以实际使用漫游取决于运营商之间的商业协议。

所有UMTS/GSM双模手机都应该接受现有的GSM SIM卡。有时，您可以使用同一提供商的GSM SIM卡在UMTS网络上漫游。

在美国，由于美国现有的频谱分配限制，UMTS最初仅在1900 MHz频谱上提供(由Cingular，前美国电话电报公司无线公司提供)。为美国指定的UMTS电话可能无法在海外使用，反之亦然；这反映了美国GSM电话和GSM网络的现状，它们使用的频率与世界其他地区不同。然而，FCC已经做出合理的承诺，在2100 MHz频段释放额外的频谱，大多数UMTS被许可方似乎认为无处不在、透明的全球漫游是一个重要的问题。

虽然可以在兼容的欧洲和亚洲网络之间漫游，但仍然不能在美国漫游(截至2004年12月)。

频谱分配

全球运营商已经获得了120多个许可证(截至2004年12月)，指定了基于GSM的W-CDMA无线接入技术。随着这项技术的出现，政治家们匆忙建立了许可证拍卖，这使得数十亿美元的许可证费用流入了公共预算。仅在德国，许可证持有者就支付了总计508亿欧元。预计运营商将在2005年开始从这些许可证中获得收入。这些巨额许可费具有对未来10年的预期收入征收巨额税款的性质，造成了巨额亏损，并使许多欧洲电信运营商濒临破产。在过去的几年里，这些损失已经一笔勾销，相关的债务已经减少，主要是通过短信数据服务的收入。

由ITU分配的UMTS频谱已经在北美使用。1900 MHz范围用于2G (PCS)服务，2100 MHz范围用于卫星通信。监管机构正试图为3G服务释放2100 MHz频段，尽管北美的UMTS仍将不得不与现有的2G服务共享1900 MHz频段的频谱。其他地方的2G GSM服务使用900 MHz和1800 MHz，因此不与计划的UMTS服务共享任何频谱。

在监管机构专门为3G分配新频谱之前，UMTS将在北美的哪些频率上运行还没有确定的答案。美国电话电报公司无线于2004年底在美国推出UMTS服务，严格使用分配给2G PCS服务的现有1900 MHz频谱。2004年，Cingular收购了美国电话电报公司无线公司，并在美国部分城市推出了UMTS。UMTS在加拿大的首次推出也将完全由1900 MHz频段处理。

其他竞争标准

还有其他竞争的3G标准，如CDMA2000和包括Arraycom的iBurst、Flarion和wCDMA-TDD (IPWireless)在内的系统。

CDMA2000和W-CDMA都被ITU接受为IMT-2000系列3G标准的一部分，此外还有增强型数据速率全球演进(EDGE)和中国自己的3G标准TD-SCDMA。

作为cdmaOne的演进升级，CDMA2000不需要新的频谱分配，并且将在现有的PCS频谱中舒适地运行。

北美和世界各地的大多数GSM运营商已经接受EDGE作为临时的3G解决方案。美国电话电报公司无线于2003年在全国范围内推出了EDGE，Cingular在大多数市场推出了EDGE，T-Mobile USA在2005年10月在全国范围内推出了EDGE。罗杰斯无线公司在2003年底为加拿大市场推出了全国性的EDGE服务。蒂姆(意大利)在2004年推出了EDGE。EDGE的优势在于它利用了现有的GSM频谱，并与现有的GSM手机兼容。对于无线运营商来说，通过升级他们现有的GSM传输硬件来支持EDGE，从而“附加”EDGE功能也比安装几乎所有全新的设备来提供UMTS更容易、更快、更便宜。EDGE为GSM运营商提供短期升级路径，直接与CDMA2000竞争。

问题和议题

运营商面临的一些部署问题包括:

电池寿命差的超重手机；
从UMTS到GSM的切换出现问题，连接掉线或切换只能在一个方向(UMTS->GSM)进行，即使UMTS覆盖范围恢复，手持设备也只能在挂断后变回UMTS；
由于构建网络需要时间，最初的覆盖范围很差；
对于包含视频点播功能的成熟UMTS，需要每隔1-1.5公里建立一个基站。虽然这在城市地区经济上是可行的，但在人口较少的郊区和农村地区是不可能的；
来自Wi-Fi的宽带接入竞争；
消费者对3G缺乏大量需求。