3GPP

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3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作计划)

目录

3GPP的简介[1]

  3GPP即第三代合作计划,是权威的3G技术规范机构,它是由欧洲的ETSI,日本的ARIB和电信技术委员会(Telecommunication Technology Committee,TTC),韩国的电信技术协会(Telecommunication Technical Assembly,TrA)及美国的T1电信标准委员会在1998年底发起成立的,旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准,即WCDMA、TD.SCDMA和EDGE等。CWTS于1999年加入3GPP。

3GPP标准组织[2]

  3GPP标准组织主要包括项目合作组(PCG)和技术规范组(TSG)两类。其中PCG工作组主要负责3GPP总体管理、时间计划、工作的分配等,具体的技术工作则由各TSG工作组完成。目前,3GPP包括4个TSG,分别负责EDGE无线接入网(GERAN)、无线接入网(RAN)、系统和业务方面(SA)、核心网与终端(CT)。每一个TSG进一步分为不同的工作子组,每个工作子组分配具体的任务。例如,SAWGl负责需求制定,SAWG2负责系统架构,SAWG3负责安全,SAWG5负责网络管理,等等。又如,TSGRAN划分为5个工作小组,分别是RAN层1规范组、层2与层3RR规范组、Iubflur/Iu规范与OAM需求规范组、无线性能与协议规范组和终端一致性测试规范组。

3GPP 的标准化[2]

  目前,3GPP已经正式发布R99、R4、R5、R6、R7和R8共6个版本,R8版本于2009年3月正式发布,R9的标准工作也已正式启动。其中,R99~R7版本已基本稳定,R8部分功能特性正在完善过程中。各版本的发布时间和主要功能增强如图所示。

  Image:图3GPP标准演进路线.jpg

  1.R9阶段

  R99阶段是3G标准的第一个阶段。无线接入方面,这一版本主要是定义了新型的空中接口标准,即WCDMA无线接入技术,工作在5MHz频段,采用了3G系统的标志性多址技术——码分多址(CDMA)技术,使分组域(PacketSwitched,PS)空口速率达到2Mbit/s,电路域(CircuitSwitched,CS)空口速率达到384kbit/s。

  核心网方面,R99版本延续了GSMGPRS系统的核心网系统结构,即分为电路域和分组域分别处理语音和数据业务。

  业务方面,R99阶段对GSM网络中的业务进行了进一步增强,除了支持基本的电信业务和承载业务外,还增加了对定位业务、64kbit/s电路数据承载、电路域多媒体业务等的支持。

  2.R4阶段

  与R99相比,R4阶段在无线技术方面的主要变化是将TD.SCDMA纳入到3GPP体系中,融合为3GPPTDD模式的空中接口标准,其他方面没有根本性变化。

  核心网方面,R4版本在R99基础上引入了软交换思想,将MSC的承载与控制功能分离,即呼叫控制与移动性管理功能由MSCServer承担,话音传输承载和媒体转换功能由MGW完成。

  业务方面,R4阶段针对宽带AMR语音、定位业务(LCS)、视频媒体流等业务进行了全面的定义与增强。

  3.R5阶段

  为了满足用户对高速下行数据业务的需求,在无线接入网方面,R5版本定义了HSDPA技术,通过引入多种先进的无线传输技术,将下行数据业务的峰值速率提高到14.4Mbit/s。

  核心网方面,为了能够在IP平台上支持丰富的移动多媒体业务,R5版本引入了基于会话初始协议(SIP)的IP多媒体子系统(IMS)。同时,R5阶段引入了Flex技术,突破了一个RNC只能连接一个MSC或SGSN的限定,即允许一个RNC同时连接至多个MSC或SGSN实体。

  在业务方面,R5版本增加了支持SIP业务的功能,如vom话音、定位、即时消息、在线游戏以及多媒体邮件等。

  4.R6阶段

  为满足高速上行数据业务的用户需求,R6版本在无线接入网方面提出了HSUPA技术,通过引入E—DCH传输信道、自适应调制和编码、快速混合自动重传等技术,将上行数据峰值速率提高至5.76Mbit/s。

  核心网方面,R6版本在系统构架方面没有做大的改变,主要是对IMS技术进行了功能增强,尤其对IMS与其他系统的互操作能力进行了完善,如与外部IP多媒体网络、与CS域之间、与WLAN网络之间的互通等,并引入了策略控制功能(PDF)作为QoS规则控制实体。

  在业务方面,R6版本进一步增强了业务能力:对无线信道、信令以及核心网实体都进行了修改以支持广播多播业务(MBMS);在IMS业务方面,对Presence、多媒体会议、Push、PoC等业务及应用进行了定义和完善。

  5.R7阶段

  R7版本在R6阶段的基础上进行了进一步的功能与性能增强。无线接入网方面,主要进行了HSPA的增强与演进(HSPA+),即通过引入MIMO、高阶调制(上行16QAM、下行64QAM)、连续性分组连接(CPC)、干扰删除、L2增强、高级接收机、发射分集等高级无4线传输技术,将HSPA+系统的峰值数据速率提高至下行42Mbit/s、上行11Mbit/s。

  核心网方面,R7版本继续对IMS技术进行了增强,提出了语音连续性(VCC)、CS域与IMS域融合业务(CSI)等重要课题,在安全性方面引入了EarlyIMS技术,以解决2G卡接入IMS网络的问题。并将R6版本的PDF与流计费(FBC)相融合,提出了策略控制与计费(PCC)的新架构,完成资源接纳控制和业务质量控制功能,但R7版本的PCC是一个不可商用部署的版本。

  在业务方面,R7版本对组播业务、IMS多媒体电话、紧急呼叫等业务进行了严格定义,使整个系统的业务能力进一步大大丰富。

  6.R8阶段

  迫于WiMAX等移动通信技术的竞争压力,为继续保证3GPP系统在未来10年内的竞争优势,3GPP标准组织在R8阶段正式启动了长期演进(LTE)与系统架构演进(SAE)两大重要项目的标准制定工作。R8阶段重点针对LTE/SAE网络的系统架构、无线传输关键技术、接口协议与功能、基本消息流程、系统安全等方面均进行了细致的研究和标准化。在无线接入网方面,将系统的峰值数据速率提高至下行100Mbit/s、上行50Mbit/s;在核心网方面,引入了全新的纯分组域核心网系统架构,并支持多种非3GPP接入网技术接入该统一的核心网。

  在完成LTE/SAE网络技术规范制定的同时,R8阶段还进行了一系列技术标准的增强和完善工作。

  (1)HsPA+增强与演进:具体包括FDDHSDPA的64QAM与MIMO的合并使用、增强型服务小区改变(E—SCC)、CSoverHSPA、双载波HSDPA、上行L2增强、增强型上行CELLFACH、语音呼叫连续性(VCC)等子课题。

  (2)家庭基站技术:为解决3G系统的室内覆盖难题,增强室内用户的数据传输能力,R8阶段专门针对3G家庭基站(HomeNodeB)及演进型家庭基站(HomeeNodeB)进行了立项研究。

  (3)IMS技术的增强:主要包括IMS中心化业务(ICS)、单射频语音呼叫连续性(SR-VCC)、多媒体业务连续性(MMSC)、IMS接入企业网等子课题。

  另外,R8阶段还提出了CommonIMS课题,即重点解决3GPP与3GPP2、TISPAN等几个标准化组织之间IMS技术的融合与统一。

  7.R9阶段

  R9阶段与R8阶段相比,将针对SAE紧急呼叫、增强型MBMS(E-MBMS)、基于控制面的定位业务,以及LTEWiMAX系统之间的单射频切换优化等课题进行标准化。

  另外,R9版本还将开展一些新课题的研究与标准化工作,包括:公共告警系统(Public Warning System,PWS)、业务管理与迁移(Service Alignmentand Migration,SAM)、个性化回铃音(CRS)、多PDN接入及P流的移动性、Home(e)NodeB安全性,以及LTE技术的进一步演进与增强(LTE.Advanced)等。

3GPP标准化情况[3]

  1.3GPPR99/R4版本的标准化情况

  从网络结构的角度看,3GPPR99最主要的工作是引入了UTRAN(UMTS无线接入网),通过Iu接口与核心网相连.同GSM相比,R99核心网的各个节点及接口几乎是相同的.当然,这些节点在功能上是有区别的.R4版本于2001年3月完成,其中最重要的一部分是完成了中国提出的TD-SCDMA标准化工作.同时,将电路域的控制与承载分离,向全IP核心网结构过渡.在R99引入UTRAN后,R4的工作重点便集中到了核心网络对分组技术(ATM/IP)的支持上,其目的是使电路交换域和分组交换域承载在一个公共的分组骨干网上.

  2.3GPPR5的全IP网络

  3GPP在3G,IP建议的基础上产生一个全IP的网络体系结构(3GPPR5).提出这个结构的目的是将IP技术用于3G业务,提供基于IP技术的实时和非实时业务.该结构应该兼容IMT-2000,提供全球漫游.R5版本2002年3月完成第一稿,将IP从核心网扩展到无线接入网,形成全IP的网络结构.使用软交换技术构造,实现控制、承载、业务三者的分离.同时,在无线传输中引入HSDPA(高速下行分组接入)技术,支持高达10Mbps下行分组数据传输.

参考文献

  1. 袁正午.移动通信系统终端射线跟踪定位理论与方法.电子工业出版社,2007年06月.
  2. 2.0 2.1 黄韬,刘韵洁,张智江.LTE/SAE移动通信网络技术[M].人民邮电出版社,2009.07.
  3. 林德敬,孙德献,林德清等.3GPP与3GPP2全IP网络和软交换技术[J].华侨大学学报(自然科学版),2003,24(4):419-424.
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