通用移动通讯系统

通用移动通讯系统（Universal Mobile Telecommunications System，缩写：UMTS）是当前最广泛采用的一种第三代（3G）移动电话技术。它的无线接口使用W-CDMA技术，由3GPP制定，代表欧洲对ITU IMT-2000关于3G蜂窝无线系统需求的回应。
UMTS有时也叫3GSM，强调结合了3G技术而且是GSM标准的后续标准。UMTS封包交换系统是由GPRS系统所演进而来，故系统的架构颇为相像。
特性.
1997年7月，ETSI将UMTS TRA（Terrestrial Radio Access）的备选归纳为：W-CDMA、TDMA／CDMA、OFDMA、ODMA类。1998年1月，ETSI用W-CDMA技术作为UTRA（UMTS Terrestrial Radio Access）的无线接口技术。UMTS支持1920kbps的传输速率，然而在现实高负载系统中典型的最高速率大约只有384Kbps。即使这样数据传输速率已经高出GSM纠错数据信道14.4kbps或者多个14.4 kbps组成的HSCSD信道，真正能够实现价格可接受的移动WWW访问和MMS。
UMTS实现的前提是现在广泛使用GSM移动电话系统，属于3G技术。还有一个叫做GPRS的从2G演进的途径。（可以看作2.5G）GPRS支持更好的数据速率（理论上最大可以到140.8kbps，实际上能实现接近56Kbps），数据封装优于面向连接。GPRS已经在很多GSM网络部署。
今天的UMTS网络未来可能升级成HSDPA，有时也叫3.5G。 它可以实现下行链路大于10Mbps的传输速度。
UMTS在市场运作上强调移动视讯电话会议实现的可能性，尽管实际上这项很有潜力的服务还有很多没有经过测试验证。
UMTS其它可能的应用还有音乐下载和视频电话。
技术.
"注意：UMTS的许多技术特征是所有W-CDMA变种所共同具有的。以下仅讨论UMTS特有的一些技术特征，它们不适用于FOMA或其他W-CDMA变种。"
简单来说，UMTS结合了W-CDMA的空中接口（移动电话和基站的空中通信协议）、GSM系统的移动应用核心部分（MAP，Mobile Application Part）（此协议提供从用户或者到用户的呼叫路由功能），以及GSM的语音编码算法例如自适应多速率（AMR）和加强全速率（EFR）（它们定义了将语音数字化、压缩、编码的方法）。换言之，W-CDMA（依照IMT-2000的定义）只是一个空中接口，而UMTS才是一个用于3G全球移动通讯的完整协议栈，可用来代替GSM。然而，实际上也经常将W-CDMA作为所有采用该空中接口的3G标准族的总称，包括UMTS，FOMA和J-Phone。
与其它W-CDMA变种一样，UMTS使用一对5 MHz信道，上行信道在1900 MHz附近，下行信道在2100 MHz附近。相比之下，CDMA2000则可在每个方向上使用一个或多个1.25 MHz信道，因此UMTS常因为它的高带宽需求而受到批评。
UMTS原先规定的频段为上行1885-2025 MHz，下行2110-2200 MHz。目前的频段分配可参见[http://www.umtsworld.com/technology/frequencies.htm]。
对现有的GSM营运商有一个简单但比较昂贵的升级到UMTS的方案：大部分现有的基础设施可以维持原状，但是获得频段授权和在现有基站塔上完成UMTS覆盖的费用可能极其高昂。
UMTS与GSM的一个主要的差别是由无线接口等构成的通用无线接入网（GRAN），它能够联入不同的骨干网络，如英特网、ISDN、GSM或者UMTS网络。GRAN包含OSI模型的低三层（物理层、数据链路层、网络层）。
网络层（OSI 3）协议包括RRM协议（RRM），它负责管理移动设备与固定网络之间的承载信道，并完成切换功能。
UMTS-FDD.
UMTS-FDD、UTRA-FDD或称宽频码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，常简写为W-CDMA或WCDMA）是一种3G蜂窝网络空中接口，使用的部分协议与2G GSM标准一致。具体一点来说，W-CDMA是一种利用码分多址复用（或者CDMA通用复用技术，不是指CDMA标准）方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。
历史上，欧洲电信标准委员会（ETSI）在GSM之后就开始研究其3G标准，其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的，而日本的第三代研究也是使用宽带分码多工技术的，其后以二者为主导进行融合，在3GPP组织中发展成了第三代移动通信系统UMTS(或称UTRA)，并提交给国际电信联盟（ITU）。
国际电信联盟最终接受UMTS作为IMT-2000 3G标准的一部分。
误解.
W-CDMA名字跟CDMA很相近，同时W-CDMA跟CDMA关系也很微妙。两者都基于码分多址技术，都使用了美国高通（Qualcomm）的部分专利技术。一般认为W-CDMA的提出是部分厂商为了绕开专利陷阱而开发的，其方案已经尽可能地避开高通专利。
在移动电话领域，术语CDMA指代属于第二代移动电话的几种相关技术，包括码分多址扩频复用技术，以及美国高通（Qualcomm）开发的包括cdmaOne（IS-95）和CDMA2000（IS-2000）的CDMA标准族。
在Qualcomm为IS-95协议使用它之前，CDMA复用技术已经存在了很长时间。然而，由于采用CDMA复用方法是IS-95协议区别于当时的GSM（采用TDMA）等其它协议的主要特征，现在通常将该协议也称为CDMA。
W-CDMA属于第三代移动电话技术，它也使用CDMA的复用技术而且它跟Qualcomm的标准也很相似。但是W-CDMA不仅仅是复用标准。它是一个详细的定义移动电话怎样跟基站通讯，信号怎样调制，数据帧怎么构建等的完整的规范集。
W-CDMA可以使用非成对或者成对频段，虽然所有当前W-CDMA设备（例如FOMA and UMTS）使用两个5MHz频段，一个用于上行一个用于下行。更多信息请参看扩频。
UMTS-TDD.
UMTS-TDD（Universal Mobile Telecommunications System - Time Division Duplexing）以UMTS 3G移动电话标准，使用TD-CDMA，TD-SCDMA，是美国德州San Bruno一家名为IPWireless的公司所提出。
TD-CDMA.
TD-CDMA是UMTS-TDD主要使用的空中介面（air interface），采用增量5MHz的频谱，每切片分为10ms的帧，包含15时隙（1500每秒）。
TD-CDMA 是 IMT-2000 3G 的 air interface，归纳为 IMT-TD Time-Division，是由 3GPP UMTS定为 UTRA TDD-HCR.
部署.
UMTS-TDD已部署的公共和／或私人网络在至少19个世界的各地国家，如澳大利亚、捷克共和国、法国、德国、日本、新西兰、南非、英国，和美国。
竞争的标准.
各式各样的互联网接入服务系统的存在提供宽带高速接入网络。这些措施包括WiMAX技术和 HiperMAN 。UMTS-TDD的优点是能够使用运营商的现有的UMTS/GSM基础设施，如果它有一个，它包括的UMTS模式优化的电路交换应，例如，运营商希望提供电话服务。UMTS-TDD的表现也更加稳定。但是，UMTS-TDD的deployers往往监管问题，利用一些服务的UMTS兼容性提供。例如，UMTS-TDD的频谱在英国不能用来提供电话服务，但监管机构OFCOM正在讨论的可能性，从而使其在未来的某一时刻。少数经营者考虑的UMTS-TDD的已经现有的UMTS/GSM基础设施。
TD-SCDMA.
时分-同步码分多址（Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access，缩写为：TD-SCDMA），融合后亦称UMTS TDD LCR，是ITU（国际电信联盟）批准的多个3G移动通信标准中的一个。相对于另两个主要3G标准（W-CDMA和CDMA2000），它的起步较晚而且产业链薄弱（2008年中国大陆发放3G牌照时的情况），发展过程较为曲折。
该标准是中国大陆地区制定的3G标准。1998年6月29日，中国大陆地区原邮电部电信科学技术研究院（现大唐电信科技股份有限公司）以信威通信的SCDMA技术为基础，向ITU提出了该标准，并且顺利通过成为IMT2000 3G系统的一个标准。在3GPP R99之后的版本，TD-SCDMA实现了与原西门子所研究的TD-CDMA的高层融合，结合SCDMA的智能天线、上行同步、和软件无线电（SDR, Software Defined Radio）等技术，成功克服了TD-CDMA技术不能用于宏蜂窝组网的缺陷，原因是通过GPS同步和特殊时隙，实现了全网同步解决了切换的问题，虽较TD-CDMA系统的特殊时隙配置固定化，却获得了宏网组网能力。
技术特点.
TD-SCDMA在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。因此，TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。 TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。 
一般认为，TD-SCDMA由于智能天线和同步CDMA技术的采用，可以大大简化系统的复杂性，适合采用软件无线电技术，因此，设备造价可望更低。
但是，由于时分双工体制自身的缺点，TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。同时由于其相对其他3G系统的窄带宽，导致出现扰码短，并且扰码少，在网络侧基本通过扰码来识别小区成为了理论可能。现以仅仅只能通过9个频点来做小区的区分，每个载波仅1.6M带宽，导致空口速率远低于W-CDMA和CDMA2000。根据实际测试，中国移动部署的TD-SCDMA网在网络速度、稳定性方面较W-CDMA网和CDMA2000网为差。
目前中国移动有以下频段资源可用于TD-SCDMA网：
网络试验和商用概况.
2005年，第一个TD-SCDMA试验网依托重庆邮电大学无线通信研究所，在重庆进行第一次实际入网实验。
2006年，罗马尼亚建成了TD-SCDMA试验网。
2007年，韩国最大的移动通信运营商SK电讯在韩国首都首尔建成了TD-SCDMA试验网。同年，欧洲第二大电信运营商法国电信建成了TD-SCDMA试验网。
2007年3月，中移动对8个城市建设TD－SCDMA商用网络进行招标，预计投资267亿元。
2007年10月，日本电信运营商IP Mobile原本计划建设并运营TD-SCDMA网络，但该公司最终受限于资金困境而破产。
2007年11月，重庆建成了全国第一个TD-SCDMA试验网。
2008年1月，中国移动在北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门、秦皇岛市建成了TD-SCDMA试验网；中国电信集团公司在保定市建成了TD-SCDMA试验网；原中国网络通信集团公司（现中国联合网络通信集团有限公司）在山东青岛市建成了TD-SCDMA试验网。
2008年4月1日，中国移动在北京、上海、天津、沈阳、青岛、广州、深圳、厦门、秦皇岛和保定等10个城市启动TD-SCDMA社会化业务测试和试商用。截止2008年年末，在中国使用TD-SCDMA网络的3G手机用户已达到41.9万人。但是TD-SCDMA手机放号首日即出现诸多问题，如网络建设尚未完善、功能尚未全部开发等，因而不少手机用户仍然持观望态度。
2008年9月，中国普天信息产业集团公司为意大利的一家通信公司MYWAVE建设了TD-SCDMA试验网，该网络于9月12日建成并开通；从建设工程仅为11天推算，应为小型企业网。
2009年1月7日，中国政府正式向中国移动颁发了TD-SCDMA业务的经营许可，中国移动也已经开始在中国的28个直辖市、省会城市和计划单列市进行TD-SCDMA的二期网络建设，预计于2009年6月建成并投入商业化运营。该公司计划到2011年，TD-SCDMA网络能够覆盖中国大陆100%的地市。
2013年3月，中移动在财报中透露其在TD网络投资超过1800亿，终端补贴超过300亿。 
2016年初，中国移动某省关停TDS基站的计划方案在网络上曝出。
2019年3月，福州市无线电管理局发文，同意中国移动福州分公司注销其已停止使用的TD－SCDMA基站6535个的申请。
政治支持.
国务院，发改委，工信部等政府官员在产业论坛，国际会议等各种场合表达了政府对TD技术的支持愿望. TD技术也被列为863项目，发改委“十五”产业化项目等各种政府项目中.同时中国政府为了扶植TD，打压竞争标准，刻意推迟3G牌照发放. 2003年期间，中国政府警告TD相关设备商，运营商在公开场合谈论。 2004年，中国政府向TD联盟划拨7亿元专项资金. 2006年，中国政府出手制止运营商的WCDMA建设，要求运营商"积极建设"TD网.在多个政府工作报告中, TD（"第三代移动通信"）被认作重大自主创新项目. 2008年国务院同意发放3G牌照后，工信部立意对TD的产业化，应用进行"扶持".2009年2月多个部委发布了包括将TD产品纳入《政府采购自主创新产品目录》等“六大扶持政策”。 2005年，温家宝作出行政指示，督促政府发展TD。 2009年，温家宝在考察中兴通讯时将TD技术评价为"创新"，并认为其给"中国企业和中国人民""赢得了尊严". 2008年张德江表示"发展TD是国家意志"。2010年，张德江表示"要坚定不移地支持做大做强TD". 2011年张德江在肯定中移动的TD实践时，同时代表党中央，国务院对TD的进一步发展做出期望. 
3G外置调制解调器.
使用一个3G路由器，PCMCIA卡或者USB卡，用户就可以享用3G波段的服务，而选择那一种类型的电脑（如桌上型电脑或PDA）是没有关系的。调制解调器自己带有软件，所以在短时间内上网对操作者来讲没有任何技术上的要求。
目前有很多手机经具备了3G的能力，和蓝牙2.0技术结合起来，用户可以使用带蓝牙的笔记型电脑与手机相连，再连接到网络。这个时候手机就可以看作是一个路由器，不过和笔记本之间是通过蓝牙协议而不是TCP/IP协议。
互操作性和全球漫游.
在空中接口层，UMTS兼容GSM。尽管市场上现在的UMTS手机都是UMTS/GSM双模手机，但是他们都能在纯GSM的网络中很好的工作。如果一个UMTS用户漫游到没有UMTS覆盖的地方，他的手机会自动切换到GSM模式。如果用户在通话中漫游出了UMTS覆盖范围，那么电话将会切换到有GSM覆盖的区域去。普通GSM手机不能在UMTS网络使用。
沃达丰－日本（前身 J-Phone）有一个使用W-CDMA并兼容UMTS的3G网络。这使得UMTS成为真正的全球无线标准。当前的全球无线标准，GSM适用于除了日本和韩国以外多数国家。
NTT DoCoMo的3G网络，FOMA，同样使用W-CDMA。然而NTT DoCoMo拥有AT&T无线实验室18的股份原来还持有3UK20的股份。这些在国外的资本为未来的全球漫游解决方案提供一个测试平台。（到2004年12月）
所有UMTS/GSM双模电话都应当兼容现存GSM标准SIM卡。有时你可以在同一个运营商网络里使用SIM卡在UMTS网络漫游。
在美国，由于现存的对频率使用的限制只是运营商AT&T无线的网络只能在1900 MHz频段。 为美国市场设计的UMTS手机跟其他区域的有所区别，这也反映了当前美国的GSM手机和GSM网络使用不同与其他国家的状况。尽管联邦通讯委员会（FCC）已经决议允许附加2100 MHz频段给UMTS，但是大多数获得UMTS授权的运营商好像打算放弃承担保证实现全球漫游的责任。
尽管欧亚手机可以实现漫游，但是到2004年12月在美国实现与欧亚漫游可能性还不大。
频谱分配.
超过120份许可证已经颁发给全世界的运营商（截至2004年），特别是基于GSM的无线访问技术W-CDMA。由于技术还在不断的完善中，所以政客过于仓促的卖出许可，成百上千亿美元的许可证费用流入公共预算。 仅仅在德国，许可证费用就高达508亿欧元。运营商被期望在2005年开始从这些许可盈利。
在北美ITU已经为UMTS分配了频段。1900 MHz范围应用于2G（PCS）服务，2100 MHz范围用于卫星通讯。尽管在北美UMTS将要不得不与现存2G服务共享1900 MHz频段，但是国际上正试图为3G服务分配2100 MHz频段。2G GSM服务因使用900 MHz和1800 MHz，因此不再共享任何UMTS服务的频段。
到为3G分配新的特定频段之前，北美还没有厂商回答UMTS使用那些频率。AT&T Wireless 2004年底已经确定在美国确定为UMTS服务启用了为2GPCS服务使用的1900 MHz频段。最初在加拿大展示的UMTS服务也使用1900 MHz频段。
实际运营情况.
世界上第一个UMTS网路2001年在马恩岛由"Manx Telecom"投入运营。下一个网路简称行动运营商3，2003年在英国启动。
3是一个从3G网路成长起来的原属于和记黄埔（现在是合作伙伴）的运营商。它很快就要在全球启动其他UMTS网路（2004年12月）包括 澳大利亚、奥地利、丹麦、香港、以色列、义大利、葡萄牙、爱尔兰共和国和瑞典。大多数西欧GSM运营商均升级到UMTS，因为它比较接近于GSM2G标准。
2001年，日本NTT DoCoMo公司的FOMA是世界上第一个商业运营W-CDMA服务。J-Phone日本电话（现软件银行）已经继推出基于W-CDMA服务后，声称“沃达丰全球标准”兼容UMTS（尽管2004年时还有争议）。2003年初，和记黄埔逐步在全球运营他们的UMTS网络（简称3）。
2003年12月，T-Mobile启动了他的奥地利UMTS网路，英国和德国的网路也在调试中。
2004年2月，沃达丰开始在包括英国德国荷兰瑞典在内的几个欧洲市场大范围部署UMTS。在葡萄牙，UMTS已经先于Euro 2004运营。
TeliaSonera于2004年10月13日开始在芬兰提供384kbps速率的W-CDMA服务。服务只是在主要城市可用。通讯费率大约2美元每兆字节。
大多数欧洲GSM运营商计划未来某个时间推出UMTS服务，尽管有几个已经把此服务提到日程上来，有一些甚至从2003年底就开始运营UMTS网络。沃达丰于2004年2月在欧洲多个UMTS网络投入运行。沃达丰还打算在其他国家（包括澳大利亚及新西兰）建设UMTS网络。AT&T无线（现被Cingular收购，并沿用AT&T品牌）在一些城市开通了UMTS。尽管因为公司兼并使得网络建设进度被延迟，但Cingular已宣布计划在2005年与HSDPA一起部署W-CDMA。
非洲第一个UMTS网路于2004年11月在毛里求斯投入运行，由中国的华为提供全网设备，紧随其后的Vodacom于2004年12月在南非推出3G服务。
在NTT DoCoMo事先授权下，美国AMPS／TDMA／GSM运营商AT&T Wireless在2004年底以前必须在四个主要的城市建-{}-立和运营UMTS网路。CTIA 2004年会上，AT&T Wireless声明他们的UMTS网路在1900 MHz频段独立运行，已经计划2004年底启动UMTS服务。2004年7月，AT&T Wireless（现在属于）在西雅图（华盛顿）、三藩市（加利福尼亚州）、底特律（密歇根州）、菲尼克斯（亚里桑那州）、圣地牙哥 (加利福尼亚州)（加利福尼亚州）和达拉斯（德克萨斯）成功启动UMTS服务。
2005年第一季度德国行动运营商沃达丰D2，O2－de相继推出UMTS服务。
与AT&T Wireless合并之后，Cingular已经声明计划2005年开始部署使用HSDPA技术的UMTS网路。 区别于AT&T开发的 UMTS, Cingular拓展了UMTS的频率范围到1900 MHz和850 MHz两个频段。
T-Mobile USA计划到2007年开始部署UMTS。
中华民国的3G服务从2005年第四季开始，除了亚太电信采用CDMA2000外，中华电信、台湾大哥大、远传电信及威宝电信均使用UMTS系统。
2009年，中国联通于10月1日在国内285个城市正式提供UMTS服务，中国联通的网络将直接支持HSUPA。
在香港，CSL于2010年推出使用UMTS 900 MHz频段的HSPA网路。
运营商开始销售整合3G和Wi-Fi服务的流动互联网产品。笔记本电脑用户可以买到他们提供的UMTS Modem，还有用户端软体用于自动探测网路状态，以便在有Wi-Fi讯号时自动从3G网路切换。起初Wi-FI被认为是3G的一个竞争对手，但是现在不得不承认，运营商为了提供比单纯UMTS更有竞争力的产品，他们必须拥有或者租用别人的Wi-Fi网路。
其他竞争标准.
除UMTS还有其他的3G标准，例如CDMA2000和专有系统包括Arraycom的iBurst， Flarion and W-CDMA-TDD（无线IP）。
CDMA2000，W-CDMA，EDGE，WiMAX和中国自有3G标准TD-SCDMA是ITU认可的IMT-20003G标准族成员。
CDMA2000改良升级自cdmaOne，不需要新的频段分配，可以稳定运行在现有PCS频段。
UMTS现在是全球使用率最高的3G移动通讯标准。
多数北美GSM运营商已接受EDGE作为过渡至3G的临时解决方案。 AT&T无线2003年本国范围内开始运行EDGE，Cingular 也在本国内运行，T-Mobile美国 计划全美范围提供EDGE。Rogers Wireless在2003年晚期开始在加拿大范围内投入运行EDGE服务。EDGE的好处是它有效利用现有GSM频段而且兼容现有GSM手机，并提供相对于UMTS更好的信号覆盖能力，作为W-CDMA网络的有益补充。EDGE为GSM运营商与CDMA2000竞争提供了一个短期的升级途经。
WiMAX是主要针对于数据业务，其最新的802.16m标准是未来4G标准的后选方案。
标准.
UMTS通过以3GPP发布releases的方式演进，每一个release都改进了现有的标准并引进了新的特性，详见3GPP。
问题.
早期运营商面对的问题：
手机耗电量随着新器件的开发得到缓解。而且随着越来越多用户的使用，已经能接受3G手机2天左右的待机时间，并且年轻人对于3G业务的需求增多，特别是在线视频等业务，客观上缓解了3G业务需求不足的冲击；反而是需要Wi-Fi来缓解3G频宽供不应求的问题。由于UMTS升级到HSPA+或者将来的LTE业务，以及WIMAX向4G发展，早期版本的WIMAX业务（主要是IEEE 802.16e）在大多数区域并未对UMTS造成冲击。