一、UMTS基本概念
    UMTS是通用移動通信系統（Universal Mobile Telecomunication）的簡稱。它是ITU的IMT-2000第三代移動通信系統（3G）的重要組成部分。
    UMTS系統將整個網絡劃分為兩部分，即核心控制部分、無線接入部分。在核心控制部分采用ATM技術及相應的接口技術達到同時支持電路交換、包交換兩種方式的目的。在無線接入部分采用UTRA（UMTS Terrestrial Radio access）作為全球地面無線接入的標準。UTRA接口的基礎為W-CDMA技術，它具有CDMA技術的全部優點。同時，它還可以根據不同話務分布在無線接入中采用不同的調制解調方式：對于話務密度較高的城區可采用TDD方式、郊區則可采用FDD方式，為靈活組網提供了極大的方便。
    UMTS系統除支持現有的話音、數據業務外，還可以為移動用戶提供全新的交互式多媒體業務。它的高容量系統可提供2Mbit/s的數據傳輸速率。目前，英國、德國等部分歐洲國家將陸續開通UMTS的商用網絡。UMTS技術已引起了全球范圍的廣泛關注。
    二、UMTS網絡結構與接口
    1．UMTS網絡結構如圖1所示。可以看到，整體網絡結構分為UTRA網絡和核心網絡兩大部分。其中UTRA網絡中的網元種類較少，主要包括BTS和RNC兩種。BTS與GSM系統中的基站相同，是無線信號收發的基本單元，它可以支持WCDMA的編碼方式。RNC（無線網絡控制器）的功能相當與GSM系統中BSC與GPRS的PCU兩者的結合，它承擔無線資源管理、BTS控制以及切換管理等功能。RNC之間采用ATM方式連接。整個無線接入網絡的主要功能包括：（1）無線資源管理（RRM功能）；（2）無線接續的移動管理（如切換管理功能）；（3）無線接入承載（RAB功能），可以根據核心網絡的不同要求提供不同的接口類型；（4）安全功能管理（如加密等）；（5）位置業務（LCS）管理，從而確定用戶設備的位置信息。
    核心網絡分為電路交換部分、包交換部分兩個層面。電路交換部分中TRAU為編碼變換單元，為UTRA與MSC提供連接。它將RNC側的ATM傳輸方式轉換為TDM，從提供MSC所必需的電路連接。MSC、HLR、VLR功能與GSM網中相應網元的功能一致。包交換部分的結構與GPRS結構相近：SGSN為UE提供移動性管理、路由選擇等服務；GGSN主要是提供與外部數據網的接口；DNS即域名服務器，將域名翻譯成相應的ip地址。從網絡結構可以看出UMTS系統核心網絡部分是基于GSM/GPRS網絡的演進，保持了與GSM/GPRS系統的兼容性，可以提供現有GSM系統的相關服務。核心網絡可以將用戶接入各種外部網絡以及業務平臺，如：電路交換話音網、包交換話音網（IP語音網）、數據網、Internet、Intranet、電子商務、短信中心等。
    2．UMTS系統主要包括以下接口類型：
    （1）B接口：MSC(VLR；（2）D接口：MSC(HLR；（3）E接口：MSC(MSC；（4）Gc接口：GGSN(HLR；（5）Gj接口：GGSN(外部數據網（6）Gn接口：SGSN(GGSN；（7）Gr接口：SGSN(HLR；（8）Gs接口：SGSN(MSC/VLR；（9）Uu接口：UE（用戶設備）(BTS；（10）lub接口：BTS(RNC；（11）lur接口：RNC(RNC；（12）lu接口：RNC與核心網絡之間的接口，lu接口包括lu cs（電路交換lu接口）、lu ps（包交換lu接口）兩種。
    其中Uu接口、lub接口、lur接口、lu接口為UMTS系統的特有接口類型。lub接口、lur接口、lu接口的傳輸協議均為ATM協議，且根據信息的類型采用ATM協議的不同層進行傳輸。
    三、UMTS系統主要協議
    1．UTRA系統的協議平臺
    UTRA系統的通用協議分為兩個平面，即控制面協議、用戶面協議。控制面協議用于控制無線接入承載業務和用戶設備與網絡的連接(包括業務請求,控制不同傳輸源,切換等等)；用戶面協議用于實現無線接入承載業務,例如：載著數據通過接入層等。在UTRA系統中采用了四個新的應用部分信令協議：RANAP、RNSAP、NBAP和ALCAP。
    RANAP（無線接入網絡應用協議）用于RNC與核心網絡的連接，它包括GSM系統BSSMAP協議。該協議的主要功能有：RAB管理、透明傳輸NAS消息流程、尋呼、安全模式控制、位置信息報告等等。
    RNSAP（無線網絡子系統應用協議）用于RNC之間的連接。該協議的主要功能有：無線鏈路管理、物理信道的重新配置、位置更新的實施等等。
    NBAP（結點B應用協議）用于BTS與RNC之間的連接。該協議的主要功能有：扇區配置管理；無線鏈路的監控、管理；普通信道、專用信道的測量；系統信息管理等等。
    ALCAP（接入鏈路控制應用協議）定義了與用戶面建立、釋放傳輸承載的方式。在lub、lur、lu cs接口上，用戶數據通過ATM結構中的AAL2傳送，此時需要建立控制機制，而在lu ps接口上，數據通過AAL5傳送，則不需要建立控制機制。
    2．核心網絡信令協議
    核心網絡中采用了多種協議，具體結構及協議間的關系見圖三。核心網絡基礎的傳輸機制采用了ATM/AAL5協議，ATM的上一層包括MTPS、IP地址兩種協議，整個網絡的各結點間既可以通過MTP3中的信令點進行尋址、又可以通過IP地址進行尋址。SCCP層為上層RANAP協議中的面向連接業務提供支持。
    RANAP協議的功能與UTRA系統中提高的功能相同，它適用于lu cs、lu ps兩種接口。TCAP、CAP/INAP、MAP及用戶部分（包括TUP、ISUP等）的協議與GSM系統中的協議功能相同。
    UDP協議用于控制非面向連接的數據傳輸；GTP協議用于RNC與SGSN之間（lu ps接口）、SGSN與GGSN之間（Gn接口）IP信道的建立、釋放、控制等功能。UDP、GTP協議用于UMTS系統中數據功能的相關業務，它們都建立在IP協議的基礎之上。
    核心網絡的協議體系保證了UMTS系統的高質量話音業務以及高速率數據業務的實現。