ＩＭＴ－２０００网络标准

ＩＭＴ－２０００网络标准 ＩＭＴ－２０００ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ 王亮Wang Liang 陈霞Chen Xia 摘要：ＩＭＴ－２０００是国际电信联盟（ＩＴＵ）对第３代移动通信系统的统称。ＩＴＵ－Ｔ正在对ＩＭＴ－２０００进行标准化。文章简要介绍了ＩＭＴ－２０００网络标准中业务和服务能力、ＩＭＴ－２０００功能结构、信令协议、保密、编号与标识等方面内容。 关键词：业务 智能网 ＩＭＴ－２０００ 网络标准 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的业务和 服务能力       IＭＴ－２０００系统是为提供全球操作而设计的第３代移动通信系统，其业务能力和性能大大增强，支持提供个人移动性的通用个人通信（ＵＰＴ）。其业务包括：声频、视频、话音、数据、多媒体、附加业务、漫游、虚拟内部环境、计费和保密。业务结构也有多种形式：点到点、点到多点、多点到多点等。     由于多媒体通信的高度不对称性，在每个方向上，用户应用都必须通过选址信道，而此信道有其所需的带宽、时延和品质特性。无线接口的参数以“工具箱”形式存在，依据无线信道的瞬态性能、带宽、传输质量和时延，可由电信业务需要来选择、处理、混合及匹配关键的参数。ＩＭＴ－２０００的无线传输和信令系统必须具有高度灵活性，以实现在比现在无线系统更宽广的无线环境中处理更多的多媒体业务。    ＩＭＴ－２０００的主要业务有： （１）话音业务     它是ＩＭＴ－２０００支持的业务混合体中最基本的组成，其电话质量可与固定网相比拟。用户还可使用ＩＭＴ－２０００的无线接入及固定和移动网络的协作功能。 （２）数据业务    包括考虑移动通信特性的附加业务，如定位、寻呼、短信息业务及公路交通管理和控制。ＩＭＴ－２０００在更大的范围内提供这些业务，即使在蜂窝间的越区切换期间，也可确保通信的高质量。 （３）多媒体业务      它是ＩＭＴ－２０００的一个重要目标，在一次通信对话中涉及多个用户和多个连接，可加入和删除资源及参与者。从终端用户角度看，移动多媒体电信业务是用来支持一个特殊多媒体应用的多个ＩＭＴ－２０００电信功能的合并。从ＩＭＴ－２０００提供者角度看，它是两个或更多媒体以某种方式合并成的业务。它包括：移动性业务、会议业务、分配业务、检索业务、会话业务、收集业务和消息业务。 （４）补充业务     ＩＭＴ－２０００提供的许多补充业务可直接从固定网络中得到（如呼叫等待、会议呼叫等），支持不依赖载体能力的业务。 （５）漫游业务     ＩＭＴ－２０００允许在无线覆盖区内移动性不受限制，其全球标准兼容性使国际漫游成为可能，且用户在不同地方可连续使用自己预定的业务。 （６）虚拟环境业务和业务可移植性     这项业务可跨网络边界移植业务，通过适当仿真，用接口表示用户。   ２ ＩＭＴ－２０００的功能结构       根据ＩＭＴ－２０００的业务和特性，需要确定一个合适的功能模型。功能模型是与实现相独立的，它明确基本功能实体（ＦＥ），并指明ＦＥ之间的关系。以功能模型为基础详细描述ＦＥ之间所需的信息流，以支持ＩＭＴ－２０００的具体特性，如：位置登记、鉴权、呼叫建立、呼叫结束和切换。ＩＭＴ－ ２０００的功能结构，采用与开发智能网（ＩＮ）信令协议相同的模型原理，但需要考虑其无线接入方面的问题。     无线接口功能模型分为两个部分，每部分均包含移动和网络两方面；无线接入功能分组应支持灵活的无线接入基础结构物理布局。无线资源管理和控制可由一个与总通信控制过程并行但更独立的过程实施。为此定义两个平面：通信控制平面（ＣＣ）和无线资源控制平面（ＲＲＣ）。无线资源基本管理在ＲＲＣ平面，总载体和连接控制（包括无线信道激活和切换）在ＣＣ平面。两平面间的同步由特殊的平面间相互作用过程实现。     ＲＲＣ平面的功能负责对无线资源的分配和管理，以满足无线子系统的要求，这些功能分布在以下４个功能实体中： （１）无线资源控制（ＲＲＣ）    处理无线资源的整体控制，如无线资源的选择与保留、切换判决等。 （２）移动无线资源控制（ＭＲＲＣ）    处理ＲＲＣ涉及移动通信的各个方面。 （３）无线频率发射与接收（ＲＦＴＲ）    处理无线接口中固定端控制及用户信息的发送／接收。 （４）移动无线电发射与接收（ＭＲＴＲ）    处理无线接口中移动端的控制信息与用户信息的发送／接收。ＲＦＴＲ和ＭＲＴＲ都包括无线信道和差错控制编译码。    ＣＣ平面的功能负责总体接入、业务、呼叫、载体和连接控制的处理： （１）业务数据功能（ＳＤＦ）      处理业务和网络相关数据的存储和接入，并提供一致检验。数据包括业务配置文件和移动多媒体属性等。 （２）业务控制功能（ＳＣＦ）     包含全体业务控制逻辑、处理有关业务进程。 （３）位置登记数据功能（ＬＲＤＦ）     处理用户识别和位置数据的存储和访问，同时提供数据的一致检验。这里的数据包括定位信息、识别数据和活动／非活动状态信息等。 （４）位置登记控制功能（ＬＲＣＦ）    包括位置管理、识别管理、用户鉴权、寻呼控制和提供路由数据。 （５）鉴权数据功能（ＡＤＦ）    处理鉴权数据的存贮和访问，且提供对数据的一致检验。 （６）鉴权控制功能（ＡＣＦ）    为鉴权服务的移动控制逻辑，具体功能包括用户鉴权、鉴权处理、机密控制。 （７）业务交换功能（ＳＳＦ）     与ＣＣＦ联系，提供一系列为ＣＣＦ和ＳＣＦ交互作用的功能。 （８）呼叫控制功能（ＣＣＦ）     是提供呼叫／连接处理控制的，提供访问ＩＮ功能的触发机制，建立、维持和释放网络中载体连接等。 （９）专用资源功能（ＳＲＦ）    提供执行ＩＮ业务和传递多媒体业务及数据包所必需的专用资源。 （１０）业务接入控制功能（ＳＡＣＦ）    提供与非呼叫／非载体有关的处理和控制。 （１１）终端接入控制功能（ＴＡＣＦ）    提供移动终端和网络之间的联系及连接的整体控制，如终端寻呼操作、寻呼响应探测和处理、切换判决操作。 （１２）载体控制功能（ＢＣＦ）    控制载体间互连。 （１３）无线载体控制功能（ＢＣＦｒ）    控制无线载体与相应固定载体间的相互连接和适配。 （１４）移动控制功能（ＭＣＦ）     提供无线接口中总的移动端业务的接入控制逻辑和处理，特别是与非呼叫／非载体业务的网络相互作用。 （１５）呼叫控制媒介功能（ＣＣＡＦ’）    为用户提供业务接入，是用户与网络ＣＣＦ之间的接口。 （１６）终端接入控制媒介功能（ＴＡＣＡＦ）    为移动终端提供接入，包括终端寻呼检测和寻呼响应启动等。 （１７）载体控制媒介功能（ＢＣＡＦ）    控制无线载体与其余移动终端的互连和适配。 （１８）用户识别功能（ＵＩＭＦ）     向网络和／或业务提供者提供识别ＩＭＴ－２０００用户和移动终端的方法，包括存储与用户有关的信息，为用户提供鉴权和生成密码锁等。   ３ ＩＭＴ－２０００的信令与协议        ＩＭＴ－２０００的信令协议分为节点间信令协议和接入信令协议。   ３．１ 节点间信令协议     节点间信令协议应用于网内和网间接口，包括电路相关和非电路相关信令协议。电路相关信令协议可用于建立呼叫路由和建立ＩＭＴ－２０００与固定网络间连接。在目前的第２代移动通信系统中，有３个与局域电路无关的移动应用协议：全球移动通信系统（ＧＳＭ－ＭＡＰ（欧洲））、ＩＳ－４１ ＭＡＰ（北美）以及个人数字通信（ＰＤＣ－ＭＡＰ（日本））。对于ＩＭＴ－２０００的全球移动性，ＩＴＵ正在考虑基于ＩＮ应用的统一电路无关信令协议。   ３．２ 接入信令协议     接入信令协议应用于移动终端和网络之间的无线接口，以及基站（ＢＳ）与移动交换中心（ＭＳＣ）之间的有线接口（其信令协议标准化刚开始）等。移动网络中的接入协议基本上包含无线资源／载体控制、移动性管理以及呼叫／连接建立。图１示出ＩＭＴ－２０００无线接口协议的结构，它分３层：第１层采用无线发送技术（如码分多址、时分多址、频分多址、正交频分复用或组合类型）实现；第２层要实现在低质量无线信道中获得良好性能（目前以专门面向连接协议（ＳＳＣＯＰ）为基础）；第３层具有模块化的结构，由以下协议实体组成：ＲＲＣ、无线承载控制（ＲＢＣ）、终端移动管理（ＭＭ－Ｔ）、个人移动管理（ＭＭ－Ｐ）、呼叫／连接控制（ＣＣ）以及终端联系控制（ＴＡＣ）。      ＲＲＣ处理有关无线环境的信息通知，同时ＲＢＣ建立无线载体。它们与第１层有关，需具有足够普遍性的定义以支持不同的无线发射技术。由于ＩＭＴ－２０００欲实现全球移动通信，由ＭＭ－Ｔ处理终端移动管理，ＭＭ－Ｐ处理个人移动管理，由ＭＭ－Ｐ与固定网中的协议一同来支持ＵＰＴ。   ４ ＩＭＴ－２０００的编号与标识       移动通信的一个关键内容是编号与标识。必须采用完善定义的标准化用户／终端标识才能有效地处理移动管理。某些移动站设备也需要标识，以防止网络中使用非法类型或被窃终端。    ＩＴＵ－Ｔ已推出公众陆地移动网络（ＰＬＭＮ）编号与标识的国际标准，并增大标准的范围以纳入ＩＭＴ－２０００的各种要求及通用便携通信（如ＵＰＴ）或全球移动卫星服务（ＧＭＳＳ）。   ５ ＩＭＴ－２０００的安全与保密       由于模拟移动通信服务受到盗号、空中信道被窃听等严重威胁，所以包含无线接入并允许用户越过网络或国境漫游的ＩＭＴ－２０００ 的无线接口和网络接口必须采取强有力的安全措施。   ５．１ 系统要求和安全功能     ＩＭＴ－２０００安全性的系统要求与服务内容、网络与业务访问、无线接口、移动终端、用户标识模块、网络操作及安全管理有关，每个要求又需要以下的一个或多个功能来满足： （１）用户及移动终端和服务供应者的鉴权；（２）用户位置和标识的保密；（３）用户数据保密；（４）确保用户数据的完整性；（５）对用户和服务文件及数据的访问实行鉴权与控制；（６）拒绝对特殊服务的访问；（７）事件报告。   ５．２ 安全机制     安全功能是指可达到何种安全性，而安全机制则是指如何实现这些要求。ＩＭＴ－２０００安全机制的要求包括： （１）呼叫建立无明显增加；（２）最小远程实时信令，如避免每次位置更新或漫游呼叫都进行国际信令连接；（３）服务提供者和网络操作者间双边预安排最小；（４）管理服务提供者和网络操作者间交换图形密钥的方法；（５）密钥易于分配和改变；（６）只对互操作性和漫游功能的额外需求标准化；（７）支持版本控制管理，允许升级和修订；（８）满足政府合法需求，如出境控制和合法拦截；（９）允许独立控制有关用户和终端的安全功能，支持用户移动性和终端移动性。   ６ 性能及业务质量       通常服务质量用与业务质量（ＱＯＳ）和业务等级（ＧＯＳ）相关的多种参数来衡量，这些参数与呼叫建立、信息传送和决定连接控制特征的释放有关。 （１）ＱＯＳ话音业务要求     随着移动业务的渗入，新的业务和业务功能不断涌现，这就增加了ＱＯＳ的具体内容。各种业务间有着很大差异，对信源／信道编码、传输控制等技术的依赖性也不断发展，相关的ＱＯＳ也只能以一般形式来表达。 （２）ＱＯＳ概念和分配原则    目前，各种第３代系统（如ＩＭＴ－２０００和ＵＭＴＳ）正在定义中，也有初期商用系统如个人通信系统（ＰＣＳ）。包括移动网络连接段的系统业务等级目标分配原则与固定网络相似。要求先设端到端的ＧＯＳ，再分配到网络各段。从逻辑观点来看，可用移动网络段代替连接中相应的固定部分。特别是用无线访问和陆地移动终端与本地（或经过的）交换机间的有线基础设施代替固定网络中的用户环路。由移动段和固定网络段组成的连接中，固定网络段的ＧＯＳ分配应与端到端固定连接中的分配一样。移动／固定网络的互连对固定网络既不会有额外要求，也不会造成对正常运行的任何限制。   ７ 结束语      目前，第３代移动通信正在蓬勃发展，中国通信科研部门和通信产业界应抓住时机，紧跟国际技术潮流，结合实际，研究制订相应的标准并开发相应的产品，在通信技术发展的这一关键时期赶上国际先进水平。   参考文献 １ 第三代移动通信高级研讨会资料汇编。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） 作者简介： 王亮，北方交通大学现代通信研究所硕士研究生，研究方向为个人通信、码分多址技术。陈霞，北方交通大学现代通信研究所硕士研究生，研究方向为个人通信、码分多址技术。