IMT-2000網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) |
IMT-2000 Network Standards |
王亮Wang Liang 陳霞Chen Xia |
摘要:IMT-2000是國際電信聯(lián)盟(ITU)對(duì)第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的統(tǒng)稱。ITU-T正在對(duì)IMT-2000進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。文章簡要介紹了IMT-2000網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中業(yè)務(wù)和服務(wù)能力、IMT-2000功能結(jié)構(gòu)、信令協(xié)議、保密、編號(hào)與標(biāo)識(shí)等方面內(nèi)容。 |
關(guān)鍵詞:業(yè)務(wù) 智能網(wǎng) IMT-2000 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) |
Abstract:IMT-2000 is the general name given to third _ generation mobile communications system by ITU.Now ITU-T is engaged in standardizing the IMT-2000 net-work.This paper introduces the sevices,sevice capabilities,func-tional structures,signaling proto-cols,security,numbering and i-dentification of the IMT-2000 network. |
Key words:Service IN IMT-2000 Network standard |
1 IMT-2000的業(yè)務(wù)和 服務(wù)能力 IMT-2000系統(tǒng)是為提供全球操作而設(shè)計(jì)的第3代移動(dòng)通信系統(tǒng),其業(yè)務(wù)能力和性能大大增強(qiáng),支持提供個(gè)人移動(dòng)性的通用個(gè)人通信(UPT)。其業(yè)務(wù)包括:聲頻、視頻、話音、數(shù)據(jù)、多媒體、附加業(yè)務(wù)、漫游、虛擬內(nèi)部環(huán)境、計(jì)費(fèi)和保密。業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)也有多種形式:點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)等。 由于多媒體通信的高度不對(duì)稱性,在每個(gè)方向上,用戶應(yīng)用都必須通過選址信道,而此信道有其所需的帶寬、時(shí)延和品質(zhì)特性。無線接口的參數(shù)以“工具箱”形式存在,依據(jù)無線信道的瞬態(tài)性能、帶寬、傳輸質(zhì)量和時(shí)延,可由電信業(yè)務(wù)需要來選擇、處理、混合及匹配關(guān)鍵的參數(shù)。IMT-2000的無線傳輸和信令系統(tǒng)必須具有高度靈活性,以實(shí)現(xiàn)在比現(xiàn)在無線系統(tǒng)更寬廣的無線環(huán)境中處理更多的多媒體業(yè)務(wù)。 IMT-2000的主要業(yè)務(wù)有: (1)話音業(yè)務(wù) 它是IMT-2000支持的業(yè)務(wù)混合體中最基本的組成,其電話質(zhì)量可與固定網(wǎng)相比擬。用戶還可使用IMT-2000的無線接入及固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作功能。 (2)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 包括考慮移動(dòng)通信特性的附加業(yè)務(wù),如定位、尋呼、短信息業(yè)務(wù)及公路交通管理和控制。IMT-2000在更大的范圍內(nèi)提供這些業(yè)務(wù),即使在蜂窩間的越區(qū)切換期間,也可確保通信的高質(zhì)量。 (3)多媒體業(yè)務(wù) 它是IMT-2000的一個(gè)重要目標(biāo),在一次通信對(duì)話中涉及多個(gè)用戶和多個(gè)連接,可加入和刪除資源及參與者。從終端用戶角度看,移動(dòng)多媒體電信業(yè)務(wù)是用來支持一個(gè)特殊多媒體應(yīng)用的多個(gè)IMT-2000電信功能的合并。從IMT-2000提供者角度看,它是兩個(gè)或更多媒體以某種方式合并成的業(yè)務(wù)。它包括:移動(dòng)性業(yè)務(wù)、會(huì)議業(yè)務(wù)、分配業(yè)務(wù)、檢索業(yè)務(wù)、會(huì)話業(yè)務(wù)、收集業(yè)務(wù)和消息業(yè)務(wù)。 (4)補(bǔ)充業(yè)務(wù) IMT-2000提供的許多補(bǔ)充業(yè)務(wù)可直接從固定網(wǎng)絡(luò)中得到(如呼叫等待、會(huì)議呼叫等),支持不依賴載體能力的業(yè)務(wù)。 (5)漫游業(yè)務(wù) IMT-2000允許在無線覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)性不受限制,其全球標(biāo)準(zhǔn)兼容性使國際漫游成為可能,且用戶在不同地方可連續(xù)使用自己預(yù)定的業(yè)務(wù)。 (6)虛擬環(huán)境業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)可移植性 這項(xiàng)業(yè)務(wù)可跨網(wǎng)絡(luò)邊界移植業(yè)務(wù),通過適當(dāng)仿真,用接口表示用戶。 2 IMT-2000的功能結(jié)構(gòu) 根據(jù)IMT-2000的業(yè)務(wù)和特性,需要確定一個(gè)合適的功能模型。功能模型是與實(shí)現(xiàn)相獨(dú)立的,它明確基本功能實(shí)體(FE),并指明FE之間的關(guān)系。以功能模型為基礎(chǔ)詳細(xì)描述FE之間所需的信息流,以支持IMT-2000的具體特性,如:位置登記、鑒權(quán)、呼叫建立、呼叫結(jié)束和切換。IMT- 2000的功能結(jié)構(gòu),采用與開發(fā)智能網(wǎng)(IN)信令協(xié)議相同的模型原理,但需要考慮其無線接入方面的問題。 無線接口功能模型分為兩個(gè)部分,每部分均包含移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)兩方面;無線接入功能分組應(yīng)支持靈活的無線接入基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物理布局。無線資源管理和控制可由一個(gè)與總通信控制過程并行但更獨(dú)立的過程實(shí)施。為此定義兩個(gè)平面:通信控制平面(CC)和無線資源控制平面(RRC)。無線資源基本管理在RRC平面,總載體和連接控制(包括無線信道激活和切換)在CC平面。兩平面間的同步由特殊的平面間相互作用過程實(shí)現(xiàn)。 RRC平面的功能負(fù)責(zé)對(duì)無線資源的分配和管理,以滿足無線子系統(tǒng)的要求,這些功能分布在以下4個(gè)功能實(shí)體中: (1)無線資源控制(RRC) 處理無線資源的整體控制,如無線資源的選擇與保留、切換判決等。 (2)移動(dòng)無線資源控制(MRRC) 處理RRC涉及移動(dòng)通信的各個(gè)方面。 (3)無線頻率發(fā)射與接收(RFTR) 處理無線接口中固定端控制及用戶信息的發(fā)送/接收。 (4)移動(dòng)無線電發(fā)射與接收(MRTR) 處理無線接口中移動(dòng)端的控制信息與用戶信息的發(fā)送/接收。RFTR和MRTR都包括無線信道和差錯(cuò)控制編譯碼。 CC平面的功能負(fù)責(zé)總體接入、業(yè)務(wù)、呼叫、載體和連接控制的處理: (1)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)功能(SDF) 處理業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和接入,并提供一致檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)包括業(yè)務(wù)配置文件和移動(dòng)多媒體屬性等。 (2)業(yè)務(wù)控制功能(SCF) 包含全體業(yè)務(wù)控制邏輯、處理有關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)程。 (3)位置登記數(shù)據(jù)功能(LRDF) 處理用戶識(shí)別和位置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問,同時(shí)提供數(shù)據(jù)的一致檢驗(yàn)。這里的數(shù)據(jù)包括定位信息、識(shí)別數(shù)據(jù)和活動(dòng)/非活動(dòng)狀態(tài)信息等。 (4)位置登記控制功能(LRCF) 包括位置管理、識(shí)別管理、用戶鑒權(quán)、尋呼控制和提供路由數(shù)據(jù)。 (5)鑒權(quán)數(shù)據(jù)功能(ADF) 處理鑒權(quán)數(shù)據(jù)的存貯和訪問,且提供對(duì)數(shù)據(jù)的一致檢驗(yàn)。 (6)鑒權(quán)控制功能(ACF) 為鑒權(quán)服務(wù)的移動(dòng)控制邏輯,具體功能包括用戶鑒權(quán)、鑒權(quán)處理、機(jī)密控制。 (7)業(yè)務(wù)交換功能(SSF) 與CCF聯(lián)系,提供一系列為CCF和SCF交互作用的功能。 (8)呼叫控制功能(CCF) 是提供呼叫/連接處理控制的,提供訪問IN功能的觸發(fā)機(jī)制,建立、維持和釋放網(wǎng)絡(luò)中載體連接等。 (9)專用資源功能(SRF) 提供執(zhí)行IN業(yè)務(wù)和傳遞多媒體業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)包所必需的專用資源。 (10)業(yè)務(wù)接入控制功能(SACF) 提供與非呼叫/非載體有關(guān)的處理和控制。 (11)終端接入控制功能(TACF) 提供移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系及連接的整體控制,如終端尋呼操作、尋呼響應(yīng)探測(cè)和處理、切換判決操作。 (12)載體控制功能(BCF) 控制載體間互連。 (13)無線載體控制功能(BCFr) 控制無線載體與相應(yīng)固定載體間的相互連接和適配。 (14)移動(dòng)控制功能(MCF) 提供無線接口中總的移動(dòng)端業(yè)務(wù)的接入控制邏輯和處理,特別是與非呼叫/非載體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)相互作用。 (15)呼叫控制媒介功能(CCAF’) 為用戶提供業(yè)務(wù)接入,是用戶與網(wǎng)絡(luò)CCF之間的接口。 (16)終端接入控制媒介功能(TACAF) 為移動(dòng)終端提供接入,包括終端尋呼檢測(cè)和尋呼響應(yīng)啟動(dòng)等。 (17)載體控制媒介功能(BCAF) 控制無線載體與其余移動(dòng)終端的互連和適配。 (18)用戶識(shí)別功能(UIMF) 向網(wǎng)絡(luò)和/或業(yè)務(wù)提供者提供識(shí)別IMT-2000用戶和移動(dòng)終端的方法,包括存儲(chǔ)與用戶有關(guān)的信息,為用戶提供鑒權(quán)和生成密碼鎖等。 3 IMT-2000的信令與協(xié)議 IMT-2000的信令協(xié)議分為節(jié)點(diǎn)間信令協(xié)議和接入信令協(xié)議。 3.1 節(jié)點(diǎn)間信令協(xié)議 節(jié)點(diǎn)間信令協(xié)議應(yīng)用于網(wǎng)內(nèi)和網(wǎng)間接口,包括電路相關(guān)和非電路相關(guān)信令協(xié)議。電路相關(guān)信令協(xié)議可用于建立呼叫路由和建立IMT-2000與固定網(wǎng)絡(luò)間連接。在目前的第2代移動(dòng)通信系統(tǒng)中,有3個(gè)與局域電路無關(guān)的移動(dòng)應(yīng)用協(xié)議:全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM-MAP(歐洲))、IS-41 MAP(北美)以及個(gè)人數(shù)字通信(PDC-MAP(日本))。對(duì)于IMT-2000的全球移動(dòng)性,ITU正在考慮基于IN應(yīng)用的統(tǒng)一電路無關(guān)信令協(xié)議。 3.2 接入信令協(xié)議 接入信令協(xié)議應(yīng)用于移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)之間的無線接口,以及基站(BS)與移動(dòng)交換中心(MSC)之間的有線接口(其信令協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化剛開始)等。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的接入?yún)f(xié)議基本上包含無線資源/載體控制、移動(dòng)性管理以及呼叫/連接建立。圖1示出IMT-2000無線接口協(xié)議的結(jié)構(gòu),它分3層:第1層采用無線發(fā)送技術(shù)(如碼分多址、時(shí)分多址、頻分多址、正交頻分復(fù)用或組合類型)實(shí)現(xiàn);第2層要實(shí)現(xiàn)在低質(zhì)量無線信道中獲得良好性能(目前以專門面向連接協(xié)議(SSCOP)為基礎(chǔ));第3層具有模塊化的結(jié)構(gòu),由以下協(xié)議實(shí)體組成:RRC、無線承載控制(RBC)、終端移動(dòng)管理(MM-T)、個(gè)人移動(dòng)管理(MM-P)、呼叫/連接控制(CC)以及終端聯(lián)系控制(TAC)。 RRC處理有關(guān)無線環(huán)境的信息通知,同時(shí)RBC建立無線載體。它們與第1層有關(guān),需具有足夠普遍性的定義以支持不同的無線發(fā)射技術(shù)。由于IMT-2000欲實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信,由MM-T處理終端移動(dòng)管理,MM-P處理個(gè)人移動(dòng)管理,由MM-P與固定網(wǎng)中的協(xié)議一同來支持UPT。 4 IMT-2000的編號(hào)與標(biāo)識(shí) 移動(dòng)通信的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容是編號(hào)與標(biāo)識(shí)。必須采用完善定義的標(biāo)準(zhǔn)化用戶/終端標(biāo)識(shí)才能有效地處理移動(dòng)管理。某些移動(dòng)站設(shè)備也需要標(biāo)識(shí),以防止網(wǎng)絡(luò)中使用非法類型或被竊終端。 ITU-T已推出公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PLMN)編號(hào)與標(biāo)識(shí)的國際標(biāo)準(zhǔn),并增大標(biāo)準(zhǔn)的范圍以納入IMT-2000的各種要求及通用便攜通信(如UPT)或全球移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)(GMSS)。 5 IMT-2000的安全與保密 由于模擬移動(dòng)通信服務(wù)受到盜號(hào)、空中信道被竊聽等嚴(yán)重威脅,所以包含無線接入并允許用戶越過網(wǎng)絡(luò)或國境漫游的IMT-2000 的無線接口和網(wǎng)絡(luò)接口必須采取強(qiáng)有力的安全措施。 5.1 系統(tǒng)要求和安全功能 IMT-2000安全性的系統(tǒng)要求與服務(wù)內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)訪問、無線接口、移動(dòng)終端、用戶標(biāo)識(shí)模塊、網(wǎng)絡(luò)操作及安全管理有關(guān),每個(gè)要求又需要以下的一個(gè)或多個(gè)功能來滿足: (1)用戶及移動(dòng)終端和服務(wù)供應(yīng)者的鑒權(quán);(2)用戶位置和標(biāo)識(shí)的保密;(3)用戶數(shù)據(jù)保密;(4)確保用戶數(shù)據(jù)的完整性;(5)對(duì)用戶和服務(wù)文件及數(shù)據(jù)的訪問實(shí)行鑒權(quán)與控制;(6)拒絕對(duì)特殊服務(wù)的訪問;(7)事件報(bào)告。 5.2 安全機(jī)制 安全功能是指可達(dá)到何種安全性,而安全機(jī)制則是指如何實(shí)現(xiàn)這些要求。IMT-2000安全機(jī)制的要求包括: (1)呼叫建立無明顯增加;(2)最小遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)信令,如避免每次位置更新或漫游呼叫都進(jìn)行國際信令連接;(3)服務(wù)提供者和網(wǎng)絡(luò)操作者間雙邊預(yù)安排最?。唬ǎ矗┕芾矸?wù)提供者和網(wǎng)絡(luò)操作者間交換圖形密鑰的方法;(5)密鑰易于分配和改變;(6)只對(duì)互操作性和漫游功能的額外需求標(biāo)準(zhǔn)化;(7)支持版本控制管理,允許升級(jí)和修訂;(8)滿足政府合法需求,如出境控制和合法攔截;(9)允許獨(dú)立控制有關(guān)用戶和終端的安全功能,支持用戶移動(dòng)性和終端移動(dòng)性。 6 性能及業(yè)務(wù)質(zhì)量 通常服務(wù)質(zhì)量用與業(yè)務(wù)質(zhì)量(QOS)和業(yè)務(wù)等級(jí)(GOS)相關(guān)的多種參數(shù)來衡量,這些參數(shù)與呼叫建立、信息傳送和決定連接控制特征的釋放有關(guān)。 (1)QOS話音業(yè)務(wù)要求 隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的滲入,新的業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)功能不斷涌現(xiàn),這就增加了QOS的具體內(nèi)容。各種業(yè)務(wù)間有著很大差異,對(duì)信源/信道編碼、傳輸控制等技術(shù)的依賴性也不斷發(fā)展,相關(guān)的QOS也只能以一般形式來表達(dá)。 (2)QOS概念和分配原則 目前,各種第3代系統(tǒng)(如IMT-2000和UMTS)正在定義中,也有初期商用系統(tǒng)如個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)。包括移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接段的系統(tǒng)業(yè)務(wù)等級(jí)目標(biāo)分配原則與固定網(wǎng)絡(luò)相似。要求先設(shè)端到端的GOS,再分配到網(wǎng)絡(luò)各段。從邏輯觀點(diǎn)來看,可用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)段代替連接中相應(yīng)的固定部分。特別是用無線訪問和陸地移動(dòng)終端與本地(或經(jīng)過的)交換機(jī)間的有線基礎(chǔ)設(shè)施代替固定網(wǎng)絡(luò)中的用戶環(huán)路。由移動(dòng)段和固定網(wǎng)絡(luò)段組成的連接中,固定網(wǎng)絡(luò)段的GOS分配應(yīng)與端到端固定連接中的分配一樣。移動(dòng)/固定網(wǎng)絡(luò)的互連對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)既不會(huì)有額外要求,也不會(huì)造成對(duì)正常運(yùn)行的任何限制。 7 結(jié)束語 目前,第3代移動(dòng)通信正在蓬勃發(fā)展,中國通信科研部門和通信產(chǎn)業(yè)界應(yīng)抓住時(shí)機(jī),緊跟國際技術(shù)潮流,結(jié)合實(shí)際,研究制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)并開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品,在通信技術(shù)發(fā)展的這一關(guān)鍵時(shí)期趕上國際先進(jìn)水平。 參考文獻(xiàn) 1 第三代移動(dòng)通信高級(jí)研討會(huì)資料匯編。1998,北京 2 R Pandya.Numbers and Identities for Emerging Wire-less/Pcs Networks.IEEE Pers Commun,1997,4(3) 3 T Magedanz.Integration and Evolution of Existing Mo-bile Telecommuncation Systems Toward UMTS.IEEE Communications Magzine,1996(9):90~96 4 D Grillo et al.IMT-2000 Standards:Network As-pects.IEEE Pers Commun,1997,4(4) (收稿日期:1998-10-05) |
作者簡介: 王亮,北方交通大學(xué)現(xiàn)代通信研究所碩士研究生,研究方向?yàn)閭€(gè)人通信、碼分多址技術(shù)。陳霞,北方交通大學(xué)現(xiàn)代通信研究所碩士研究生,研究方向?yàn)閭€(gè)人通信、碼分多址技術(shù)。 |
聯(lián)系客服