本文主要聊一聊，這一年來(lái)3GPP在4G向5G演進(jìn)的路上，都忙了些啥?

LTE演進(jìn)

1 LTE與WiFi

為了滿足不斷增長(zhǎng)的流量需求，WiFi成為流量卸載的重要補(bǔ)充。為此，3GPP定義了兩種流量卸載到未授權(quán)頻譜的選項(xiàng)：

①LTE與WiFi協(xié)同工作

②LAA

LTE與WiFi協(xié)同工作

關(guān)于LTE與WiFi協(xié)同，在LTE標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本已經(jīng)提出，在release 12開(kāi)始討論RAN層面的兩者協(xié)同工作。為了進(jìn)一步滿足運(yùn)營(yíng)商的需求，在Release 13版本里，3GPP定義了一些新的互聯(lián)功能：

①LTE和WLAN在PDCP層數(shù)據(jù)聚合(LWA，LTE and WLAN aggregation)

●允許聚合LTE和WLAN下行無(wú)線鏈路

●LWA由LTE eNB控制;基于UE的測(cè)量報(bào)告;無(wú)需與LTE核心網(wǎng)交互;無(wú)需WLAN專用的核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

② LTE和WLAN通過(guò)IPSec Tunnel的方式聚合(LWIP，LTE WLAN Radio Level Integration with IPsec Tunnel )

●相互協(xié)同更緊密，可在兩種無(wú)線鏈路間快速切換

●LWIP由LTE eNB控制;基于UE的測(cè)量報(bào)告

●UE通過(guò)eNB和 UE之間的IPsec tunnel接入WLAN

到了Release 14 ，3GPP定義了eLWA和eLWIP，即增強(qiáng)型LWA和增強(qiáng)型LWIP：

●eLWA：支持上行鏈路，增強(qiáng)了移動(dòng)性，并對(duì)802.11技術(shù)的高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行了優(yōu)化

●eLWIP：流量控制，支持新接口(Xw)之上的測(cè)量報(bào)告

LAA

LAA的全稱是Licensed Assisted Access，即在非授權(quán)頻段中使用LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 基于載波聚合的架構(gòu)，由授權(quán)頻段載波作為主小區(qū)(PCell)，非授權(quán)頻段載波只能作為輔小區(qū)(SCell)。同時(shí)為了保證和其他在非授權(quán)頻段工作的技術(shù)共存，采用了先聽(tīng)后說(shuō)(Listen-Before-Talk)的信道競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制。

主小區(qū)傳遞重要消息和保障QoS，而從小區(qū)主要功能是提升數(shù)據(jù)速率。

LTE物聯(lián)網(wǎng)

在Release 13中，3GPP定義了3種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：eMTC、NB-IOT和EC-GSM-IoT。

eMTC，即MTC的增強(qiáng)版本，在R12中叫Low-Cost MTC，有時(shí)統(tǒng)稱為L(zhǎng)TE-M，是基于LTE演進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

EC-GSM-IoT，即擴(kuò)展覆蓋GSM(Extended Coverage-GSM)物聯(lián)網(wǎng)。各種LPWA技術(shù)的興起，傳統(tǒng)GPRS應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的劣勢(shì)凸顯，EC-GSM是為了讓GSM/EDGE滿足新形勢(shì)下的物聯(lián)網(wǎng)需求。

NB-IOT，即窄帶物聯(lián)網(wǎng)，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。

在R14版本，主要對(duì)eMTC和NB-IOT的一些功能進(jìn)行了完善，包括組播、移動(dòng)性增強(qiáng)、新的功率等級(jí)和接入/尋呼功能增強(qiáng)(NB-IOT)、支持高速率數(shù)據(jù)傳輸和VoLTE(eMTC)等。

三種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)對(duì)比：

LTE V2X

在R14，3GPP定義了LTE支持V2X應(yīng)用，以推動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)商機(jī)。V2X包括V2V、V2P和V2I，V2V即車(chē)輛對(duì)車(chē)輛，V2P是車(chē)輛對(duì)行人，V2I則是車(chē)輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施。

V2X包括兩種互補(bǔ)的傳輸模式：

●直接通信

基于LTE D2D(Device-to-Device)技術(shù)，并對(duì)其在支持高速移動(dòng)、高可靠的多用戶調(diào)度和低時(shí)延上進(jìn)行了改善。

●網(wǎng)絡(luò)通信

V2X服務(wù)器可發(fā)送廣播消息給汽車(chē)，同時(shí)，汽車(chē)也可通過(guò)組播方式發(fā)送消息給服務(wù)器。

在車(chē)輛對(duì)車(chē)輛安全應(yīng)用上的基本功能已于2016年9月完成，V2X標(biāo)準(zhǔn)將于2017年3月最終完成。

低時(shí)延LTE

為了提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗(yàn)，擴(kuò)展LTE應(yīng)用場(chǎng)景，3GPP正致力于縮短LTE空口時(shí)延，主要目標(biāo)有兩個(gè)：縮短處理時(shí)延和TTI，分別將于2017年3月和6月完成。

5G部分

前面LTE工作是為了向5G演進(jìn)。下面這部分將單獨(dú)介紹3GPP在5G方面的一些進(jìn)展。

5G標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間安排

5G標(biāo)準(zhǔn)制定工作分為兩個(gè)階段：

●5G標(biāo)準(zhǔn)第一個(gè)版本將于2018年9月完成(Release-15)，主要為了滿足比較急迫的商業(yè)需求。

●5G標(biāo)準(zhǔn)第二個(gè)版本將于2020年3月完成(Release-16)，將滿足IMT 2020提出的目標(biāo)和所有可識(shí)別的用例與需求。

關(guān)鍵需求：5G-NR的設(shè)計(jì)在核心網(wǎng)應(yīng)該是先前兼容的，以便于在后期版本中加入新功能。

介紹一下3GPP旗下的兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)群組(Technical Specification Groups, TSA);其中TSG RAN(Radio Access Network)負(fù)責(zé)制定無(wú)線接入部分的功能、需求和接口等。另外一個(gè)群組TSG SA(Service and System Aspects)負(fù)責(zé)有關(guān)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和系統(tǒng)服務(wù)能力相關(guān)工作，具體任務(wù)包括制定整體架構(gòu)、服務(wù)框架和系統(tǒng)安全框架等。

TSG RAN主要工作

1)定義了下一代接入技術(shù)的場(chǎng)景和需求

三大場(chǎng)景：

? eMBB (enhanced Mobile Broadband)，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶

? mMTC (massive Machine Type Communications)，大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)

? URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications)，低時(shí)延高可靠連接

這三大場(chǎng)景分別對(duì)應(yīng)的頻譜分配是：

(5G頻譜分為6GHz以下和6GHz以上兩類)

? eMBB：6GHz以下和6GHz以上頻段

? mMTC：6GHz以下頻段

? URLLC ：6GHz以下頻段

對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)部署場(chǎng)景：

?室內(nèi)點(diǎn)場(chǎng)景：室內(nèi)高流量和高用戶密度。

?密集城區(qū)：密集城區(qū)高流量和高用戶密度區(qū)域(宏站和小基站聯(lián)合覆蓋，或宏站單獨(dú)覆蓋)

?農(nóng)村：農(nóng)村大面積連續(xù)覆蓋(需重點(diǎn)關(guān)注高速行駛的汽車(chē))

?城區(qū)宏站：城區(qū)連續(xù)覆蓋

?高速場(chǎng)景：高鐵、動(dòng)車(chē)等連續(xù)覆蓋

?超偏僻超遠(yuǎn)覆蓋場(chǎng)景：為低ARPU和用戶稀少區(qū)域提供基本通信服務(wù)，包括荒野和公路沿線部署的物聯(lián)網(wǎng)。

?城區(qū)大規(guī)模連接覆蓋場(chǎng)景：主要針對(duì)城區(qū)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋

?公路或高速路場(chǎng)景：對(duì)高速行駛的車(chē)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)覆蓋

?車(chē)聯(lián)網(wǎng)城區(qū)網(wǎng)格場(chǎng)景：密集城區(qū)車(chē)聯(lián)網(wǎng)

5G-NR需求：

?從省電狀態(tài)到數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)的控制面時(shí)延：10ms

?URLLC用戶面時(shí)延：0.5ms

?eMBB用戶面時(shí)延：4ms

?非頻發(fā)小數(shù)據(jù)包時(shí)延：10s

?移動(dòng)性中斷時(shí)間：0ms

?非頻發(fā)物聯(lián)網(wǎng)小數(shù)據(jù)包流量模式的電池壽命：15年

?移動(dòng)性范圍：0km/h到500km/h

?無(wú)線接入網(wǎng)應(yīng)該具備最小化回傳和信令負(fù)荷的能力

2)完成了6GHz以上頻段信道模型討論

由于5G將運(yùn)行于 6GHz以上的毫米波頻段和更復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景，比如500公里/小時(shí)的高速移動(dòng)或大規(guī)模天線系統(tǒng)，這些使得現(xiàn)在的信道模型不再適用，因此，3GPP討論了頻段從6GHz到100GHz的新一代信道模型和建模方法等，以滿足未來(lái)5G需求。

其中信道模型的研究場(chǎng)景包括：城區(qū)微蜂窩(Urband Microcell, UMi)、室內(nèi)辦公室和購(gòu)物商城、城區(qū)宏蜂窩(Urband Macrocell, Uma)等。

建模方法主要討論了：隨機(jī)模型(Stochastic model)、基于地圖模型(Map-based model)、和混合式模型(Hybrid model)等。

3)確定NR(New Radio)組網(wǎng)方式

?定義了兩種NR(New Radio)組網(wǎng)方式：Standalone(獨(dú)立)和 Non-Standalone(非獨(dú)立) NR組網(wǎng)

非獨(dú)立NR組網(wǎng)就是將NR控制面錨定于現(xiàn)有的LTE核心網(wǎng)，而獨(dú)立NR組網(wǎng)是指NR的用戶面和控制面獨(dú)立部署于5G。

?待確定LTE和5G-NR(Next Generation Radio)的組網(wǎng)選項(xiàng)

各成員提出了多種組網(wǎng)選項(xiàng)，比如德國(guó)電信提出了12種，但哪些選項(xiàng)將被列入標(biāo)準(zhǔn)，將在2016年12月或2017年3月確定。

另外，關(guān)于用戶面和控制面的分離、C-RAN功能分離和前傳接口等討論將在2017年1月完成。

TSG SA主要工作

1)SMARTER

TSG SA啟動(dòng)了新服務(wù)和市場(chǎng)使能技術(shù)(SMARTER，New Services and Markets Technology Enablers)研究項(xiàng)目，探討未來(lái)5G的潛在服務(wù)、市場(chǎng)、應(yīng)用場(chǎng)景和可能的使能技術(shù)。今年6月份已完成SMARTER研究，預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將于2017年3月完成。

SMARTER主要?dú)w納了五大應(yīng)用范圍

包括：

●增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(Enhanced Mobile Broadband, eMBB)：包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等需要高速率高容量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

●關(guān)鍵通信(Critical Communications, CriC)：包括工業(yè)控制、云端機(jī)器人、無(wú)人機(jī)對(duì)可靠性要求極高的應(yīng)用。

●大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(Massive Machine Type Communication, mMTC)：包括智慧城市、智能電表等需要連接大量終端的應(yīng)用。

●網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)(Network Operation, NEO)：包括網(wǎng)絡(luò)切片等需要更加靈活的運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)。

●增強(qiáng)型車(chē)聯(lián)網(wǎng)(Enhancement of Vehicle-to-Everything, eV2X)：包括車(chē)對(duì)車(chē)、車(chē)對(duì)人等車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2)下一代通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和安全

主要包括QoS構(gòu)架、策略管理、對(duì)話管理、計(jì)費(fèi)、鑒權(quán)、切片管理等等內(nèi)容。

比如網(wǎng)絡(luò)切片是一個(gè)很熱門(mén)的話題，其目的就是網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的場(chǎng)景或服務(wù)需求提供不同的切片，因?yàn)樗梢詫⒉煌琔E隔離，當(dāng)這些不同類型的UE連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，彼此不會(huì)相互影響，即使當(dāng)某個(gè)切片中的UE斷線，或某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)中斷，都不會(huì)影響到其它網(wǎng)絡(luò)切片的連接服務(wù)。

但是，這樣一來(lái)，無(wú)線接入網(wǎng)如何識(shí)別和選擇UE就變成了一大挑戰(zhàn)。UE如何接收所屬切片的信息?無(wú)線接入網(wǎng)如何識(shí)別切片并將UE的信息傳送到其所屬的切片?UE如何連接不同類型的切片?等等，這些都屬于這一部分要討論的內(nèi)容。

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