3G技術與UMTS網(wǎng)絡

前言

　　1991年7月1日，在芬蘭赫爾辛基的一個城市公園中進行了世界上第一次基于公共GSM系統(tǒng)的通話，這是第二代移動通信系統(tǒng)誕生的標志。GSM系統(tǒng)取得了出乎預料的巨大成功。在過去的十年中，GSM已經(jīng)成為真正意義上的全球移動通信系統(tǒng)。目前，蜂窩移動電話在很多國家的持有率已經(jīng)超過了70％，在北歐國家已經(jīng)接近了90％．而且，全球移動用戶的數(shù)量已經(jīng)超過了固定電話用戶的數(shù)量。在不久的將來，移動用戶的數(shù)量將會超過預計的15億。

內(nèi)容概要

　　《3G技術與UMTS網(wǎng)絡(第2版)》是一本全面介紹3G系統(tǒng)特別是通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)網(wǎng)絡的專著?！?G技術與UMTS網(wǎng)絡(第2版)》的一大特色是詳細介紹了WCDMA標準所采用的UMTS網(wǎng)絡，包括UMTS的網(wǎng)絡演化、網(wǎng)絡結構和組成、移動管理和業(yè)務等?！?G技術與UMTS網(wǎng)絡(第2版)》深入闡述了移動通信的發(fā)展和演化、UMTS的系統(tǒng)設計、UMTS網(wǎng)絡架構和協(xié)議組成、UMTS的空中接口技術原理、UMTS核心網(wǎng)技術和UMTS網(wǎng)絡協(xié)議等。

書籍目錄

第一部分第1章　緒論　21.1　3G的標準化進程　31.2　3G網(wǎng)絡結構介紹　61.2.1　概念化網(wǎng)絡模型　61.2.2　結構化網(wǎng)絡體系　71.2.3　資源管理體系　101.2.4　UMTS承載體系　10第2章　從GSM到UMTS多址接入的演進　122.1　從模擬到數(shù)字　132.2　從數(shù)字到可達性　142.3　向分組和高速發(fā)展　152.4　3GPP R99　172.5　3GPP R4　192.6　3GPP R5　202.7　后3GPP R5的趨勢　22第二部分第3章　移動網(wǎng)絡結構面臨的主要挑戰(zhàn)　243.1　無線通信的限制　243.2　蜂窩無線通信原理　283.3　多址接入技術　313.4　設備移動性　343.5　網(wǎng)絡傳輸　363.6　UMTS中的替代傳送技術　373.6.1　UMTS中的異步傳輸模式　383.6.2　IP傳輸　393.7　網(wǎng)絡管理　403.8　頻譜及其規(guī)范　42第4章　UMTS無線接入技術總述　474.1　WCDMA要素　474.1.1　基本概念　474.1.2　WCDMA無線信道　524.1.3　WCDMA幀結構　584.2　WCDMA增強版——HSDPA　614.2.1　引言　614.2.2　益處和影響　624.2.3　基本概念　624.2.4　自適應調制編碼　644.2.5　混合自動重傳請求　644.2.6　快速調度　654.2.7　無縫小區(qū)切換　654.2.8　基本操作和結構問題　664.3　GSM/EDGE　674.3.1　基本概念　674.3.2　無線信道和幀結構　694.3.3　通用分組無線業(yè)務　734.3.4　改進數(shù)據(jù)速率Global/GSM服務(EDGE)　754.4　WLAN技術　764.4.1　物理層技術　764.4.2　媒體接入控制　774.4.3　網(wǎng)絡構成　79第5章　UMTS無線接入網(wǎng)　815.1　UTRAN結構　825.2　BS　835.2.1　基站結構　835.2.2　調制方式　845.2.3　接收機技術　875.2.4　小區(qū)容量　885.2.5　基站中的控制功能　905.3　無線網(wǎng)絡控制器(RNC)　905.3.1　RRM　915.3.2　UTRAN控制功能　109第6章　UMTS核心網(wǎng)　1176.1　UMTS核心網(wǎng)結構　1186.1.1　域和子系統(tǒng)的通用核心網(wǎng)實體　1206.1.2　電路交換域　1216.1.3　PS域　1236.2　核心網(wǎng)管理任務和控制任務　1256.2.1　移動性管理　1256.2.2　通信管理　1376.3　計費、賬單及結算　1426.3.1　計費和結算　1426.3.2　賬單　1466.4　IP多媒體子系統(tǒng)　1476.5　IP多媒體子系統(tǒng)基本原理　1476.6　IMS實體及功能　1516.6.1　呼叫會話控制功能　1516.6.2　數(shù)據(jù)庫　1546.6.3　互通功能　1546.6.4　業(yè)務相關的功能　1556.6.5　支持功能　1566.6.6　計費功能　157第7章　UMTS終端　1597.1　終端結構　1597.2　終端的差異　1637.3　終端的功能　1657.4　UMTS用戶　1667.5　用戶界面　168第8章　UMTS環(huán)境下的業(yè)務　1698.1　業(yè)務綜述　1698.1.1　用戶真正需要什么　1698.1.2　怎樣從中獲取利潤　1708.1.3　對于復雜系統(tǒng)，最恰當?shù)脑O計原則是什么　1718.1.4　業(yè)務相關因素在移動網(wǎng)和固網(wǎng)中有什么區(qū)別　1728.2　QoS　1728.2.1　業(yè)務類型和QoS屬性　1728.2.2　QoS機制　1768.2.3　RSVP　1778.2.4　區(qū)分服務　1788.2.5　MPLS　1798.3　業(yè)務子系統(tǒng)　1808.3.1　從GSM繼承的業(yè)務　1818.3.2　USAT　1828.3.3　瀏覽工具　1838.3.4　LCS　1858.3.5　IMS業(yè)務機制——短信　2028.3.6　IMS業(yè)務機制——呈現(xiàn)業(yè)務　2038.4　總結　205第9章　UMTS環(huán)境中的安全問題　2069.1　UMTS接入安全　2079.1.1　2G的遺產(chǎn)　2079.1.2　相互鑒權　2089.1.3　鑒權密碼學　2109.1.4　臨時標識碼　2139.1.5　UTRAN加密　2149.1.6　RRC信令的完整性保護　2159.1.7　接入安全總結　2179.2　3GPP R99中的輔加安全特性　2189.2.1　加密指示　2189.2.2　UE識別　2189.2.3　LCS的安全　2189.2.4　用戶到USIM的鑒權　2189.2.5　USIM應用工具箱中的安全特性　2189.3　系統(tǒng)級和網(wǎng)絡級的安全　2199.3.1　典型的安全攻擊　2199.3.2　3GPP網(wǎng)絡域安全概述　2209.3.3　IPSec　2219.3.4　MAPSec　2239.4　應用和服務的保護　2239.4.1　IMS安全　2249.4.2　應用層安全機制實例　2279.4.3　會話層安全　2279.4.4　AAA安全機制　2279.5　合法監(jiān)聽　228第三部分第10章　UMTS協(xié)議　23210.1　3GPP協(xié)議參考結構　23210.1.1　無線接口協(xié)議參考模型　23210.1.2　UTRAN協(xié)議參考模型　23410.1.3　CN協(xié)議參考模型　23510.2　UMTS協(xié)議交互結構　23710.3　傳輸網(wǎng)絡協(xié)議　24010.3.1　傳輸網(wǎng)絡協(xié)議結構　24010.3.2　在Uu接口中的WCDMA物理層　24110.3.3　其他接口中的骨干網(wǎng)　24310.3.4　UMTS傳輸網(wǎng)絡協(xié)議　24910.4　無線網(wǎng)絡協(xié)議　25710.4.1　無線網(wǎng)絡控制平面　25710.4.2　無線網(wǎng)絡用戶平面　26510.5　系統(tǒng)網(wǎng)絡協(xié)議　26810.5.1　非接入層協(xié)議　26810.5.2　CN節(jié)點間的控制平面　27510.5.3　系統(tǒng)網(wǎng)絡的用戶平面　27710.6　UMTS網(wǎng)絡協(xié)議總述　27810.7　IMS協(xié)議總述　279第11章　處理過程實例　28311.1　基本處理過程　28311.1.1　尋呼　28411.1.2　RRC連接建立過程　28511.1.3　事務論證　28711.1.4　鑒權和安全控制　28811.1.5　采用無線接入承載分配的事務建立　28811.1.6　事務　29111.1.7　事務清除和RAB釋放　29111.1.8　RRC連接釋放　29311.2　RRM處理過程實例　29411.2.1　軟切換-鏈路增加和刪除　29411.2.2　SRNS重定位——電路交換　29611.2.3　從UMTS到GSM的系統(tǒng)間切換——電路交換　29811.3　MM處理過程實例　30011.3.1　小區(qū)更新　30011.3.2　URA更新　30111.3.3　CN CS域的位置更新　30211.3.4　CN PS域的路由區(qū)更新　30311.4　CC過程實例　30411.5　分組數(shù)據(jù)實例　30611.6　IMS實例　30811.6.1　IMS注冊實例　30811.6.2　IMS會話實例　310縮略語對照表　314參考文獻　329

章節(jié)摘錄

　　第一部分　　第1章　緒論　　今天，三代不同的、已經(jīng)實現(xiàn)了的移動通信已廣為人知（如圖1．1所示）。第一代（1G）是20世紀80年代中期建立的模擬或半模擬（模擬無線信道，但是采用數(shù)字交換）移動網(wǎng)絡，例如NM7（北歐移動電話）系統(tǒng)和AMPS（美國移動電話系統(tǒng)）。這些網(wǎng)絡為用戶提供基本業(yè)務，主要是話音及和話音相關的業(yè)務。1G網(wǎng)絡僅僅是以一國為范圍而開發(fā)的，經(jīng)常出現(xiàn)的情形是政府的電信運營商和國內(nèi)行業(yè)就主要技術要求達成一致，并不在更大范圍內(nèi)發(fā)行標準。由于是國家性的標準，不同的1G網(wǎng)絡彼此互不兼容，而且在當時，移動通信被認為是一種新奇的事物，是固網(wǎng)上的增值業(yè)務?！　∫苿油ㄐ判枨蟮脑鲩L產(chǎn)生了對更為全球化的移動通信系統(tǒng)的需求。國際性的標準化組織開始具體指定2G（第二代）應該是什么樣子。2G的重點著眼于兼容性和國際透明度，系統(tǒng)應當是區(qū)域性的（例如歐洲范圍）或是半全球性的，用戶基本上應該能在這個范圍內(nèi)的任何地點接人系統(tǒng)。從終端用戶的角度看，2G網(wǎng)絡是一個更具吸引力的“套餐”，除了傳統(tǒng)的語音業(yè)務外，它還能提供一些數(shù)據(jù)業(yè)務和高級的補充業(yè)務。標準化的區(qū)域特性使全球化這個概念沒有完全實現(xiàn)，市場上并存著多種2G系統(tǒng)。其中GSM（全球移動通信系統(tǒng)）以其改進系統(tǒng)成為商業(yè)成功的神話，無論是技術方面還是商業(yè)方面，它都超越了人們的種種預想?！　∪藗兤谕?c（第三代）能夠完成移動通信的全球化進程。但不同國家和區(qū)域的利益沖突仍然存在，其難度也是可想而知的。不過大勢所趨的是，3G將主要基于GSM的技術解決方案，其原因有以下兩點：GSM技術主導著市場，對GSM的巨大投資應當盡可能地利用。鑒于此，標準化組織提出了未來10年中移動通信將如何發(fā)展的愿景。在這個愿景中，對3G的一些要求簡列如下?！　。?）系統(tǒng)必須完全規(guī)范化（如GSM），主要接口應當是標準化的和開放的。所形成的標準必須在全球范圍內(nèi)有效?！　。?）系統(tǒng)相對于GSM在各個方面都要有明顯的增值。但在初期，系統(tǒng)至少應后向兼容GSM和ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）。　?。?）在整個系統(tǒng)中，多媒體及其所有的組成部分都必須獲得支持?！　。?）3G的無線接人必須能提供寬帶容量，這個容量應具有足夠的一般性以適用于全世界。寬帶（wideband）這個詞反映了它的容量要求介于2G的窄帶容量和固定通信介質的廣帶（broadband）容量之間。

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