3GPP

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3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作計劃)

目錄

3GPP的簡介[1]

  3GPP即第三代合作計劃,是權威的3G技術規範機構,它是由歐洲的ETSI,日本的ARIB和電信技術委員會(Telecommunication Technology Committee,TTC),南韓的電信技術協會(Telecommunication Technical Assembly,TrA)及美國的T1電信標準委員會在1998年底發起成立的,旨在研究制定並推廣基於演進的GSM核心網路的3G標準,即WCDMA、TD.SCDMA和EDGE等。CWTS於1999年加入3GPP。

3GPP標準組織[2]

  3GPP標準組織主要包括項目合作組(PCG)和技術規範組(TSG)兩類。其中PCG工作組主要負責3GPP總體管理、時間計劃、工作的分配等,具體的技術工作則由各TSG工作組完成。目前,3GPP包括4個TSG,分別負責EDGE無線接入網(GERAN)、無線接入網(RAN)、系統和業務方面(SA)、核心網與終端(CT)。每一個TSG進一步分為不同的工作子組,每個工作子組分配具體的任務。例如,SAWGl負責需求制定,SAWG2負責系統架構,SAWG3負責安全,SAWG5負責網路管理,等等。又如,TSGRAN劃分為5個工作小組,分別是RAN層1規範組、層2與層3RR規範組、Iubflur/Iu規範與OAM需求規範組、無線性能與協議規範組和終端一致性測試規範組。

3GPP 的標準化[2]

  目前,3GPP已經正式發佈R99、R4、R5、R6、R7和R8共6個版本,R8版本於2009年3月正式發佈,R9的標準工作也已正式啟動。其中,R99~R7版本已基本穩定,R8部分功能特性正在完善過程中。各版本的發佈時間和主要功能增強如圖所示。

  Image:图3GPP标准演进路线.jpg

  1.R9階段

  R99階段是3G標準的第一個階段。無線接入方面,這一版本主要是定義了新型的空中介面標準,即WCDMA無線接入技術,工作在5MHz頻段,採用了3G系統的標誌性多址技術——碼分多址(CDMA)技術,使分組域(PacketSwitched,PS)空口速率達到2Mbit/s,電路域(CircuitSwitched,CS)空口速率達到384kbit/s。

  核心網方面,R99版本延續了GSMGPRS系統的核心網系統結構,即分為電路域和分組域分別處理語音和數據業務。

  業務方面,R99階段對GSM網路中的業務進行了進一步增強,除了支持基本的電信業務和承載業務外,還增加了對定位業務、64kbit/s電路數據承載、電路域多媒體業務等的支持。

  2.R4階段

  與R99相比,R4階段在無線技術方面的主要變化是將TD.SCDMA納入到3GPP體系中,融合為3GPPTDD模式的空中介面標準,其他方面沒有根本性變化。

  核心網方面,R4版本在R99基礎上引入了軟交換思想,將MSC的承載與控制功能分離,即呼叫控制與移動性管理功能由MSCServer承擔,話音傳輸承載和媒體轉換功能由MGW完成。

  業務方面,R4階段針對寬頻AMR語音、定位業務(LCS)、視頻媒體流等業務進行了全面的定義與增強。

  3.R5階段

  為了滿足用戶對高速下行數據業務的需求,在無線接入網方面,R5版本定義了HSDPA技術,通過引入多種先進的無線傳輸技術,將下行數據業務的峰值速率提高到14.4Mbit/s。

  核心網方面,為了能夠在IP平臺上支持豐富的移動多媒體業務,R5版本引入了基於會話初始協議(SIP)的IP多媒體子系統(IMS)。同時,R5階段引入了Flex技術,突破了一個RNC只能連接一個MSC或SGSN的限定,即允許一個RNC同時連接至多個MSC或SGSN實體。

  在業務方面,R5版本增加了支持SIP業務的功能,如vom話音、定位、即時消息、線上游戲以及多媒體郵件等。

  4.R6階段

  為滿足高速上行數據業務的用戶需求,R6版本在無線接入網方面提出了HSUPA技術,通過引入E—DCH傳輸通道、自適應調製和編碼、快速混合自動重傳等技術,將上行數據峰值速率提高至5.76Mbit/s。

  核心網方面,R6版本在系統構架方面沒有做大的改變,主要是對IMS技術進行了功能增強,尤其對IMS與其他系統的互操作能力進行了完善,如與外部IP多媒體網路、與CS域之間、與WLAN網路之間的互通等,並引入了策略控制功能(PDF)作為QoS規則控制實體。

  在業務方面,R6版本進一步增強了業務能力:對無線通道、信令以及核心網實體都進行了修改以支持廣播多播業務(MBMS);在IMS業務方面,對Presence、多媒體會議、Push、PoC等業務及應用進行了定義和完善。

  5.R7階段

  R7版本在R6階段的基礎上進行了進一步的功能與性能增強。無線接入網方面,主要進行了HSPA的增強與演進(HSPA+),即通過引入MIMO、高階調製(上行16QAM、下行64QAM)、連續性分組連接(CPC)、干擾刪除、L2增強、高級接收機、發射分集等高級無4線傳輸技術,將HSPA+系統的峰值數據速率提高至下行42Mbit/s、上行11Mbit/s。

  核心網方面,R7版本繼續對IMS技術進行了增強,提出了語音連續性(VCC)、CS域與IMS域融合業務(CSI)等重要課題,在安全性方面引入了EarlyIMS技術,以解決2G卡接入IMS網路的問題。並將R6版本的PDF與流計費(FBC)相融合,提出了策略控制與計費(PCC)的新架構,完成資源接納控制和業務質量控制功能,但R7版本的PCC是一個不可商用部署的版本。

  在業務方面,R7版本對組播業務、IMS多媒體電話、緊急呼叫等業務進行了嚴格定義,使整個系統的業務能力進一步大大豐富。

  6.R8階段

  迫於WiMAX等移動通信技術的競爭壓力,為繼續保證3GPP系統在未來10年內的競爭優勢,3GPP標準組織在R8階段正式啟動了長期演進(LTE)與系統架構演進(SAE)兩大重要項目的標準制定工作。R8階段重點針對LTE/SAE網路的系統架構、無線傳輸關鍵技術、介面協議與功能、基本消息流程、系統安全等方面均進行了細緻的研究和標準化。在無線接入網方面,將系統的峰值數據速率提高至下行100Mbit/s、上行50Mbit/s;在核心網方面,引入了全新的純分組域核心網系統架構,並支持多種非3GPP接入網技術接入該統一的核心網。

  在完成LTE/SAE網路技術規範制定的同時,R8階段還進行了一系列技術標準的增強和完善工作。

  (1)HsPA+增強與演進:具體包括FDDHSDPA的64QAM與MIMO的合併使用、增強型服務小區改變(E—SCC)、CSoverHSPA、雙載波HSDPA、上行L2增強、增強型上行CELLFACH、語音呼叫連續性(VCC)等子課題。

  (2)家庭基站技術:為解決3G系統的室內覆蓋難題,增強室內用戶的數據傳輸能力,R8階段專門針對3G家庭基站(HomeNodeB)及演進型家庭基站(HomeeNodeB)進行了立項研究。

  (3)IMS技術的增強:主要包括IMS中心化業務(ICS)、單射頻語音呼叫連續性(SR-VCC)、多媒體業務連續性(MMSC)、IMS接入企業網等子課題。

  另外,R8階段還提出了CommonIMS課題,即重點解決3GPP與3GPP2、TISPAN等幾個標準化組織之間IMS技術的融合與統一。

  7.R9階段

  R9階段與R8階段相比,將針對SAE緊急呼叫、增強型MBMS(E-MBMS)、基於控制面的定位業務,以及LTEWiMAX系統之間的單射頻切換優化等課題進行標準化。

  另外,R9版本還將開展一些新課題的研究與標準化工作,包括:公共告警系統(Public Warning System,PWS)、業務管理與遷移(Service Alignmentand Migration,SAM)、個性化回鈴音(CRS)、多PDN接入及P流的移動性、Home(e)NodeB安全性,以及LTE技術的進一步演進與增強(LTE.Advanced)等。

3GPP標準化情況[3]

  1.3GPPR99/R4版本的標準化情況

  從網路結構的角度看,3GPPR99最主要的工作是引入了UTRAN(UMTS無線接入網),通過Iu介面與核心網相連.同GSM相比,R99核心網的各個節點及介面幾乎是相同的.當然,這些節點在功能上是有區別的.R4版本於2001年3月完成,其中最重要的一部分是完成了中國提出的TD-SCDMA標準化工作.同時,將電路域的控制與承載分離,向全IP核心網結構過渡.在R99引入UTRAN後,R4的工作重點便集中到了核心網路對分組技術(ATM/IP)的支持上,其目的是使電路交換域和分組交換域承載在一個公共的分組骨幹網上.

  2.3GPPR5的全IP網路

  3GPP在3G,IP建議的基礎上產生一個全IP的網路體繫結構(3GPPR5).提出這個結構的目的是將IP技術用於3G業務,提供基於IP技術的實時和非實時業務.該結構應該兼容IMT-2000,提供全球漫游.R5版本2002年3月完成第一稿,將IP從核心網擴展到無線接入網,形成全IP的網路結構.使用軟交換技術構造,實現控制、承載、業務三者的分離.同時,在無線傳輸中引入HSDPA(高速下行分組接入)技術,支持高達10Mbps下行分組數據傳輸.

參考文獻

  1. 袁正午.移動通信系統終端射線跟蹤定位理論與方法.電子工業出版社,2007年06月.
  2. 2.0 2.1 黃韜,劉韻潔,張智江.LTE/SAE移動通信網路技術[M].人民郵電出版社,2009.07.
  3. 林德敬,孫德獻,林德清等.3GPP與3GPP2全IP網路和軟交換技術[J].華僑大學學報(自然科學版),2003,24(4):419-424.
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