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3GPP

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[1]  3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴計劃)的目標是實現由2G網絡到3G網絡的平滑過渡,保證未來技術的後向兼容性,支持輕鬆建網及系統間的漫遊和兼容性。 其職能: 3GPP主要是制訂以GSM核心網為基礎,UTRA(FDDW-CDMA技術,TDD為TD-SCDMA技術)為無線接口的第三代技術的規範。
中文名
第三代合作伙伴計劃
外文名
3rd Generation Partnership Project
成立時間
1998年12月
性    質
標準化組織
成    員
歐洲ETSI,美國ATIS,中國CCSA等
發佈標準
WCDMATD-SCDMA,CDMA2000,LTE等
中國加入年份
1999年中國無線通信標準組(CWTS)

3GPP簡介

3GPP成立於1998年12月,多個電信標準組織夥伴共同簽署了《第三代夥伴計劃協議》。3GPP最初的工作範圍是為第三代移動通信系統制定全球適用的技術規範技術報告。第三代移動通信系統基於的是發展的GSM核心網絡和它們所支持的無線接入技術,主要是UMTS。隨後3GPP的工作範圍得到了改進,增加了對UTRA長期演進系統的研究和標準制定。目前有歐洲的ETSI、美國的ATIS、日本的TTCARIB、韓國的TTA、印度的TSDSI以及我國的CCSA作為3GPP的7個組織夥伴(OP)。目前獨立成員超過550多個,此外,3GPP還有TD-SCDMA產業聯盟(TDIA)、TD-SCDMA論壇、CDMA發展組織(CDG)等13個市場夥伴(MRP)。
3GPP組織結構圖 3GPP組織結構圖
3GPP的組織結構中,項目協調組(PCG)是最高管理機構,代表OP負責全面協調工作,如負責3GPP組織架構、時間計劃、工作分配等。技術方面的工作由技術規範組(TSG)完成。目前3GPP共分為3個TSG(之前為5個TSG,後CN和T合併為CT,GERAN被撤銷)分別為TSG RAN(無線接入網)、TSG SA(業務與系統)、TSG CT(核心網與終端)。每一個TSG下面又分為多個工作組(WG),每個WG分別承擔具體的任務,目前共有16個WG。如TSG RAN分為RAN WG1(無線層1)、RAN WG2(無線層2和層3)、RAN WG3(無線網絡架構和接口)、RAN WG4(射頻性能)、RAN WG5(終端一致性測試)和RAN WG6(GERAN無線協議)6個工作組。
3GPP制定的標準規範以Release作為版本進行管理,平均一到兩年就會完成一個版本的制定,從建立之初的R99,之後到R4,目前已經發展到R16。
3GPP對工作的管理和開展以項目的形式,最常見的形式是Study Item和Work Item。3GPP對標準文本採用分系列的方式進行管理,如常見的WCDMA和TD-SCDMA接入網部分標準在25系列中,核心網部分標準在22、23和24等系列中,LTE標準在36系列中等。

3GPP成員

3GPP的會員包括3類:組織夥伴,市場代表夥伴和個體會員。3GPP的組織夥伴包括歐洲的ETSI、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA、美國的ATIS、印度的TSDSI和中國通信標準化協會CCSA七個標準化組織。3GPP市場代表夥伴不是官方的標準化組織,它們是向3GPP提供市場建議和統一意見的機構組織。TD-SCDMA 技術論壇的加入使得3GPP 合作伙伴計劃市場代表夥伴的數量增加到6個,其它包括:GSM 協會,UMTS論壇,IPv6論壇,3G美國(3G Americas),全球移動通信供應商協會(The Global Mobile Suppliers Association)。

3GPP中國與3GPP

中國無線通信標準研究組(CWTS)於1999年6月在韓國正式簽字同時加入3GPP和3GPP2, 成為這兩個當前主要負責第三代夥伴項目的組織夥伴。在此之前,我國是以觀察員的身份參與這兩個夥伴的標準化活動。

3GPP標準版本

3GPP3GPP版本

為了滿足新的市場需求,3GPP規範不斷增添新特性來增強自身能力。為了向開發商提供穩定的實施平台並添加新特性,3GPP使用並行版本體制,所有版本如下:
1、99版本
最早出現的各種第三代規範被彙編成最初的99版本,於2000年3月完成,後續版本不再以年份命名。99版本的主要內容為:
  1. 新型WCDMA無線接入。引入了一套新的空中接口標準,運用了新的無線接口技術,即WCDMA技術,引入了適於分組數據傳輸的協議和機制,數據速率可支持144、384Kbit/s及2Mbit/s。
  2. 核心網仍是基於GSM的加以演變的WCDMA核心網。
  3. 3GPP標準為業務的開發提供了三種機制,即針對IP業務的CAMEL功能、開放業務結構(簡稱OSA)和會話啓始協議(簡稱SIP),並在不同的版本中給出了相應的定義。99版本對GSM中的業務有了進一步的增強,傳輸速率、頻率利用率和系統容量都大大提高。99版本在業務方面除了支持基本的電信業務和承載業務外,也可支持所有的補充業務,另外它還支持基於定位的業務(LCS)、號碼攜帶業務(MNP)、64kbit/s電路數據承載、電路域多媒體業務以及開放業務結構等。
2、Release4
目前最新的全套3GPP規範被命名為Release4(R4)。R4規範在2001年3月“凍結”,意為自即日起對R4只允許進行必要的修正而推出修訂版,不再添加新特性。所有R4規範均擁有一個“4.x.y”形式的版本號
R4無線網絡技術規範中沒有網絡結構的改變,而是增加了一些接口協議的增強功能和特性,主要包括:低碼片速率TDD,UTRA FDD直放站,Node B同步,對Iub和Iur上的AAL2連接的QoS優化,Iu上無線接入承載(RAB)的QoS協商,Iur和Iub的無線資源管理(RRM)的優化,增強的RAB支持,Iub、Iur和Iu上傳輸承載的修改過程,WCDMA1800/1900以及軟切換中DSCH功率控制的改進。
R4在核心網上的主要特性為:
  1. 電路域的呼叫與承載分離:將移動交換中心(MSC)分為MSC服務器(MSC Server)和媒體網關(MGW),使呼叫控制和承載完全分開。
  2. 核心網內的七號信令傳輸第三階段(Stage 3):支持七號信令在兩個核心網絡功能實體間以基於不同網絡的方式來傳輸,如基於MTP,IP和ATM網傳輸。
  3. R4在業務上對99版本做了進一步的增強,可以支持電路域的多媒體消息業務,增強緊急呼叫業務、MexE、實時傳真(支持3類傳真業務)以及由運營商決定的阻斷(允許運營商完全或根據要求在分組數據協議建立階段阻斷用户接入)。
3、Release5
如果規範在凍結期後發現需要添加新特性,則制定一個新版本規範。新特性正在添加到Release5(R5)中。第一個R5的版本已在2002年3月凍結,R5形成全套規範之後即可在2002年6月完全凍結。未能及時添加到R5中的新特性將包含在後續版本R6中。所有R5規範均擁有一個“5.x.y”形式的版本號。
3GPP
R5將完成對IP多媒體子系統IMS)的定義,如路由選取以及多媒體會話的主要部分。R5的完成將為轉向全IP網絡的運營商提供一個開始建設的依據。
R5計劃的主要特性有:
  1. UTRAN中的IP傳輸、高速下行分組數據業務的接入(HSDPA)、混合ARQII/III、支持RAB增強功能、對Iub/Iur的無線資源管理的優化、UE定位增強功能、相同域內不同RAN節點與多個核心網節點的連接以及其它原有R5的功能。
  2. R5在核心網方面的主要特性包括:用M3UA(SCCP-User Adaptation)傳輸七號信令、IMS業務實現、緊急呼叫增強功能以及網絡安全性的增強。另外,Rel-5在網絡接口上可支持UTRAN至GERAN的Iu和Iur-g接口,從而實現WCDMA與EDGE的互通。
  3. 在業務應用上,R5主要準備在以下幾方面加強:支持基於IP的多媒體業務、CAMEL Phase4、全球文本電話(GTT)以及Push業務。
由於IP多媒體子系統是R5的一個主要特性,3GPP技術標準組對其進行了多次討論與研究。IMS定位在完成現有電路域未能為運營商提供的多媒體業務,而不是代替現已成熟的電路域業務,從而更好地兼容99版本來完成系統平滑演進的過程。3GPP的標準化進程實際是99版本、R4和R5並行的過程,完善99版本和R4需要佔用大量的時間。為避免重複制定某項標準並考慮與固定網標準的統一,3GPP決定有關IMS的部分標準將直接採用IETF和ITU-T的標準。
4、Release6
R6版本剛剛開始研究,其網絡架構與R5相同,主要進行業務研究以及與其他網絡互通研究。在R6又引入了HSUPA
欲詳細瞭解3GPP技術規範各系統版本的主要內容(包括R7、R8、R9)請進入。
5.Release7
本階段更多的考慮了固定方面的特性要求,加強了對固定、移動融合的標準化制訂。
6.Release8
3GPP在R8階段開始研究qk務控制和由IMS域實現的IMS集中業務。該業務最大的亮點就在於可以為小同接入域(CS域、PS域)的用户提供一致和連續的業務體驗,技術的關鍵點在於如何使cs域接入的用户使用IMS業務
在IMS集中業務的架構中,SCC AS除了作為UE的SIP uA進行IMS會話的建立和控制,最重要的足為被叫用户提供接入域選擇的功能。SCC AS可以根據接入網和UE的能力、IMS註冊狀態、CS狀態、運營商的策略等因素進行域選擇。對於支持12和13接口的MSC Server,則應具備CS信令與IMS SIP互通的增強能力。
7.Release9
3GPP將在R9中完成ICS LIE和SCC AS之間11接r]Stage3的研究工作,包括11接口的協議結構、採用11接Lj的功能實體的動作、ICS UE與SCC AS之間的交互、補充業務的控制流程等。 [2] 

3GPP版本變化

對於3GPP2來講,版本也比較多,目前有Release 0、A和B三個版本,且這些版本也一直在不斷更新。基於全IP的Release C也在研究中。
進行商用化準備的標準主要基於Release 0和Release A兩個版本。這兩個版本在2000年底和2001年初已經穩定。由於基於cdmaOne的現有標準和IETF的技術規範,標準成熟性較3GPP好。
但由於3GPP2在標準的一致性和開放性方面較3GPP弱,所以運營商和製造商對CDMA2000整個系統的版本的選擇,也並不完全一致,給設備之間的互通和不同網絡之間的漫遊帶來一些困難。
3GPP2從2000年開始研究cdma2000-1X的增強型技術1X/EV。2000年9月3GPP2完成了可支持峯值速率為2.4Mbps的cdma2000-1X的增強型技術1X/EV-DO(Data Only)的標準化。進而研究了支持5Mbps以上速率的1X/EV-DV(Data and Voice)標準。
3GPP2 Release
C是面向全IP的標準,與3GPP類似,3GPP2由於主要精力在完善現有的版本,Release C的進展緩慢。
3G peer protocol
是基於3G移動通信網絡上的一種創建、傳輸、回放多媒體的標準。這種標準是基於MPEG-4編碼技術的。市面上眾多的MPEG-4標準只要支持3GPP這個標準都可以用於3G移動通信設備上。

3GPP3GPP與5G

作為目前全球最大最重要的國際通信標準組織,3GPP在5G技術標準的制定及5G商業化的推進過程中功不可沒。
R15是5G標準的第1個版本,於2018年9月凍結,是目前全球運營商5G建網廣泛採用的基礎版本,定義了非獨立組網(NSA)和獨立組網(SA)2個階段,支持增強移動寬帶eMBB)和部分超高可靠低時延通信(uRLLC)功能特性,滿足市場最緊急的應用需求。
2020年7月,3GPP針對5G標準的第2個增強版本R16正式發佈,R16標準完善了R15標準的基礎能力,支撐了國際電信聯盟(ITU)明確的5G三大應用場景的eMBB、uRLLC、海量機器類通信(mMTC全業務場景,並特別針對垂直行業的需求進行了大量的能力拓展。 [3] 
2022年3 月下旬,全球 5G 標準的第三個版本 ——3GPP R17 完成第三階段的功能性凍結(即完成系統設計)。2019 年 12 月,3GPP 批准了 Release 17 的研究範疇。儘管受疫情影響,從 2020 年 1 月下旬開始,3GPP 一直通過線上協作方式開展工作,但 Release 17 的絕大部分既定項目得到完成。Release 17 的完成不僅標誌着 5G 技術演進第一階段的圓滿結束,而且證明了移動生態系統具有強大韌性,且致力於推動 5G 向前發展。 [4] 
參考資料