IP多媒体子系统柜架结构研究

早在上世纪90年代初期，欧洲电信标准协会(ETSI)就开始为3G标准征求技术方案，并将3G技术称为UMTS(通用移动通信系统)。WCDMA(带宽5MHz)建议是多种方案之一。其后，日本的积极参与极大地推动了3G标准的全球化步伐。1998年，日本和欧洲在宽带CDMA建议的关键参数上取得一致，使之正式成为UMTS体系中FDD(频分双工)频段空中接口的入选技术方案，并由此通称为WCDMA。

　　UMTS是IMT-2000家族最主要的三种技术标准之一。作为一个完整的3G移动通信技术标准，UMTS并不仅限于定义空中接口。它的主体包括CDMA接人网络和分组化的核心网络等一系列技术规范和接口协议。从根本上说，UMTS版本的演进过程也是一个技术和业务需求不断提高的过程。UMTS标准经过多年发展，已渐趋成熟，其标准化工作由3GPP组织完成。到目前为止，主要有5个版本，即3GPP R99、3GPP R4、3GPP R5、3GPPR6和3GPPP R7，前4个版本已经完成并终结，目前正在进行R7版本的制定工作。不同版本间的功能划分并不是绝对和清晰的，而是按时间进度和工作完成情况进行灵活划分，不一定某个功能必须在某个版本中完成，在修改版本时应遵守向后兼容的原则，各版本的演进日寸间如图1所示。

　　UMTS体系通过引入IMS来提供基于IP的传统语音业务和其他新型移动多媒体业务。IMS定义了规范的网络结构、完备的安全机制、基于策略的QoS保障机制以支持多媒体业务，并定义了符合智能网架构的业务模型以支持多种移动增值业务。IMS的引入必将对下一代移动网络的发展起到至关重要的作用。

　　1.1 3GPP R99

　　3GPP R99版本功能于2000年3月确定，标准已相当完善，后续版本将都向3GPP R99版兼容。目前在全球已经安装和试开通的WCDMA网络都是基于这个版本的。3GPP R99版本最大的特征是在网络结构上继承了广泛采用的第二代移动通信系统--GSM／GPRS核心网结构。

　　R99版本和以R00为起点的未来版本中UMTS体系结构的业务驱动因素如图2所示。R99版本的业务驱动因素主要包括：与GSM的兼容、接入高速数据业务以及可管理的QoS。CS域提供基于节点MSC(一种演进的GSM网络)的面向电路的业务，而PS域提供移动设备和IP网络(一种演进的GPRS网络)之间的IP连接。

　　1.2 3GPP R00

　　3GPP R00版本目前划分为R4和R5两种。3GPP R5版本功能于2002年6月确定。R5阶段接入网部分采用全IP，核心网部分主要是引人了IMS域，它是基于PS(分组域)之上的多媒体业务平台，也是UMTS核心网络中提供端到端多媒体业务和集群多媒体业务的中心，主要用于提供各种实时／非实时的多媒体业务。

　　中期版本(以R4和R5为起点)在R99版本中增加了IP多媒体特征。业务驱动因素包括：与R99版本的兼容、增加了IP多媒体业务和对无线IP话音业务的高效支持，这些业务主要是为多媒体业务提供服务的，但不一定做到与话音业务及其辅助业务完全兼容。其主要特点包括：CS域提供了与R99版本CS域完全兼容的业务，可通过MSC／MSC服务器和分组骨干网的演进来实现CS域业务；PS域也能够保持和提供IP连接，它可通过升级为IP多媒体业务提供QoS支持。增加的IP多媒体子系统能够提供新的IP多媒体业务，这些业务能够对CS域提供的业务进行有益的补充。但在中期版本中，这些业务不一定与CS域相对应。

　　在UMTS版本5或更高的版本中，新增加了两个全新的具有强大能力的IMS：一是增加类似呼叫状态控制功能(CSCF)的新网络实体来提供基本IP多媒体服务，例如在两个用户间发起的多媒体会话；二是相互兼容已经发展到可以提供一些网络实体能力的阶段，例如开放业务接人(OSA)服务能力，利用基本的IP多媒体服务和网络提供的能力，OSA服务能力的功能能够激励第三方产生新的IP多媒体服务。

　　1.3 远期体系结构

　　当R99演变到R00(R4和R5)后，业界的目标是拥有一个完全基于分组交换系统的集成平台。长期UMTS体系结构版本的驱动因素包括：一些用户转向使用IP多媒体业务，且除了UMTS外，IP多媒体子系统得到了广泛接受。

　　在3GPP R6中，IMS被定义为支持所有IP接入网的多媒体业务核心网，可以支持任何一种移动／固定、有线／无线IP-CAN。近年来，IP多媒体子系统迅猛发展，已经完全可以取代先前的CS域，并提供相关业务，UMTS的远期体系结构将保留PS域，并逐步淘汰CS域，如图3所示。

由于过渡到全IP多媒体业务需要较长时间，因而传统CS移动业务和IP多媒体业务将同时并存。因此，网络必须同时支持传统CS业务和新型PS业务(如包含多种终端设备的多媒体业务)，这些业务引入的目标是提供不断演进的2G网络与优化后的3G网络之间的无缝漫游。这