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3GPP大揭秘:5G標準是怎么產生的

2017/10/28 17:56:19 來源:C114中國通信網 作者:樂思 責編:小侃

10月28日消息 有人說,3GPP是一個神秘的組織。這個全球最大的標準化組織向來以嚴謹、專業(yè)著稱,但是除了發(fā)布和制定規(guī)范之外,關于3GPP這個標準化機構本身卻鮮有人知。

日前,進入3GPP工作近兩個月的TSG RAN1主席陳萬士博士在京做了一場“揭秘3GPP”的沙龍,為我們揭開了這個行業(yè)組織的面紗。

據悉,陳萬士博士在3GPP主要負責物理層空中接口(OTA)的標準化工作。他擁有17年的電信行業(yè)從業(yè)經驗,任職于多家電信企業(yè),自2006年加入高通研發(fā)團隊,參與了很多技術的部署和標準化工作。今年8月份,高通公司的陳萬士博士擊敗另一位競選人當選為新一屆RAN1主席。

定義完整端到端系統(tǒng)規(guī)范

不是通信業(yè)內的人對3GPP恐怕不甚了解,其實就算是通信圈里的人對它也是知之甚少。3GPP是The 3rd Generation Partnership Project(第三代合作伙伴計劃)的簡稱,成立于1998年12月,由全球七大標準制定組織(SSO)合作形成,超過550家成員公司,這些公司來自于40多個國家,包含網絡運營商、終端制造商、芯片制造商、基礎制造商以及學術界、研究機構、政府機構。

中國與3GPP結緣是在1999年6月,中國無線通信標準研究組(CWTS)在韓國正式簽字同時加入3GPP。目前,我國的三大運營商以及主流的通信設備商都是其成員。

隨著5G時代的臨近,越來越多的行業(yè)和實體企業(yè)參與到3GPP的生態(tài)系統(tǒng)中,3GPP的影響力日益增強并拓展至傳統(tǒng)移動領域以外。

3GPP規(guī)范和研究是由成員公司、工作組和技術規(guī)范組級共同推動。

3GPP工作組分為RAN、SA以及CT等三大方面,RAN主要負責無線接入網絡相關的內容,SA主要負責業(yè)務和系統(tǒng)概念等相關的內容,CT負責核心網和終端等相關的內容,內部還有16個專門工作組。

據悉,3GPP最初的工作范圍是為第三代移動通信系統(tǒng)制定全球適用技術規(guī)范和技術報告,隨后3GPP的工作范圍得到了改進。目前,所做的項目涉及蜂窩電信網絡技術,包括無線接入、核心傳輸網絡和服務能力,包括編解碼器、安全性、服務質量等工作,從而提供完整的系統(tǒng)規(guī)范。

對于一個標準化組織來說,手里能掌握多少有含量的技術規(guī)范,才能擁有多少話語權。據悉,目前3GPP手里掌握1200個活躍的技術規(guī)范以及數(shù)十萬個技術提案。

3GPP的主要作用是確保行業(yè)需求,不同廠商之間實現(xiàn)無縫互操作,為移動提供其所必須的全球規(guī)模。

工作是協(xié)作式系統(tǒng)級工程

了解了3GPP是一個什么樣的公司之后。下一步,就該分析3GPP的工作覆蓋哪些范疇?具體如何開展?

上文提到3GPP工作組分為RAN、SA以及CT等三大方面,所以3GPP的主要工作就是圍繞這三個方面展開。3GPP內部還有16個專門工作組(WG),對接不同的項目。

需要指出的是,這些技術規(guī)范組和工作組的主席和副主席都來自3GPP的成員公司并通過選舉產生,必須客觀中立,并代表3GPP工作。技術規(guī)范組選舉每兩年一次,最多可任職兩屆。他們的主要職責是負責組內工作的整體管理和進度,根據個體成員提案管理會議日程,確保符合3GPP工作流程和政策。

3GPP的工作是協(xié)作式系統(tǒng)級工程,是分散進行的。3GPP的系統(tǒng)設計工作由多個工作組逐個進行決策,僅少量端到端監(jiān)管,其管理方式類似于其他所有復雜的系統(tǒng)級工程,例如噴氣式飛機。這就需要全部工程工作依賴于各成員的研發(fā)工作、技術發(fā)明和相互協(xié)作。

總體來看,共分為四步:第一,早期研發(fā)及向管理層提交項目提案;第二,將項目細分至專業(yè)領域;第三,進行可行性研究及探索不同技術解決方案;第四,根據議定的工作技術開發(fā)解決方案。

來自于3GPP外部的企業(yè)向3GPP提供概念提案要經過批準階段,然后是技術報告階段,最后進入產品研發(fā)階段。有時,3GPP會提出修改請求。也就是說要經歷五個階段:從愿景和概念到項目提案再到可行性研究項目、開發(fā)工作項目最后到商用部署階段。

不同于很多人的想象,3GPP的大多數(shù)技術決策并不經過會議投票形成,它的決策是由技術推動,并來自基于共識且向全體成員開放的流程。

3GPP成員通過“提案”提出不同的解決方案和技術,接著提案在3GPP會議上進行公開討論。然后,任何成員可在任何時候對一項提案提出反對(也就是說可以在3GPP會議之外繼續(xù)對一項提案及替代性提案進行討論)。最后,在3GPP的技術報告和技術規(guī)范中,絕大部分內容是3GPP成員在原始提案基礎上做出改動的成果,過程中充滿討論和協(xié)商。

據悉,3GPP的提案有不同的類型,比如有概念提案、修改請求等等。對于3GPP來說,提案的質量比數(shù)量要重要的多,因為不是所有的提案都具有同等的價值。3GPP技術決策和規(guī)范并不是通過接受或反對個別提案的直接機制而建立,而是通過對具體核心概念的漸進式協(xié)作完善來完成。再者,難以評估單一技術提案的影響力,許多提案主要集中在一個特性或者一項研究的某一部分,因此難以實現(xiàn)標準化。

在3GPP看來,技術提案按數(shù)量算并不科學。因為蜂窩技術建立在過往3GPP內部以及整個產業(yè)所完成的工作技術之上。還有可能出現(xiàn)另一種情況,成員公司會向其駐3GPP代表提出獎勵以最大化提案數(shù)量。另外,數(shù)據庫是為工程師建立的,并不適合進行宏觀分析,容易出現(xiàn)不同詮釋。

技術規(guī)范是3GPP工作完成的最終成果

目前,3GPP有超過1200個活躍的3GPP技術規(guī)范,每個規(guī)范的制定都是基于數(shù)百個提交的提案,每個提案都至少有一位報告人(編輯者和管理者),遵循工作組的指導,制定的技術規(guī)范組負責在季度會議上對功能穩(wěn)定的規(guī)范進行凍結,下游制造商再利用技術規(guī)范進行產品開發(fā)。

規(guī)范通過5位數(shù)字標識,該識別號將規(guī)范分類至有意義的技術類別。

3GPP通過Release(版本)將最新的技術特性引入到蜂窩系統(tǒng),跟主流操作系統(tǒng)的不同版本類似,全新特性通過不同3GPP Release(版本)引入,例如4GLTE在超過8個不同版本中持續(xù)演進。

3GPP規(guī)范通過高度迭代的方式演進,但是構建在之前版本的基礎之上以支持后向兼容。例如,LTE Rel-10用戶設備可在LTE Rel-8基站工作。反之,LTE Rel-8用戶設備也可在LTE Rel-10基站工作。

總之,無線通信技術的全新特性可通過不同3GPP Rel引入。包括:

  • 衡量實際進程:新特性功能性凍結,可投入部署;

  • 自適應:基于某個版本中的一組凍結規(guī)范即可構建系統(tǒng);

  • 交錯推進:3GPP多個版本的不同階段工作可并行展開;

  • 迭代:版本中不止包含新完成的特性,各個版本都構建在之前版本的基礎之上。

企業(yè)與標準化組織相輔相成

目前,3GPP正在驅動5G的發(fā)展,所有組織成員都積極投身于下一代無線通信技術中去。標準化組織內不乏通信巨頭的身影。很多比較有影響力行業(yè)巨頭,比如高通、華為、中興等都在積極地推動5G的發(fā)展。

標準制定向來都是通信業(yè)企業(yè)的必爭之地。目前,5G時代的的空口標準尚未有定論。3GPP正在加緊制定5G新空口標準,接下來圍繞5G新空口標準,各個設備商必將有一番爭奪。

高通搶得先機,已經完成首個基于3GPP 5G新空口(5G NR)標準工作的5G連接。業(yè)界普遍認為,高通引領的5G新空口有望成為全球5G標準。據悉,該5G連接采用了高通的6GHz以下5G新空口原型系統(tǒng)完成,展示了利用5G新空口技術可高效實現(xiàn)每秒數(shù)千兆比特數(shù)據速率,并較當今4G LTE網絡顯著降低時延。該5G新空口原型系統(tǒng)可基于3.3GHz至5.0GHz的中頻頻段運行,連接的成功完成是5G新空口技術大規(guī)??焖衮炞C和商用進程中的一個重要里程碑。

同時,高通還發(fā)展多項關鍵的5G技術。在千兆級LTE、信道編碼、獨立子幀、毫米波移動化、大規(guī)模MIMO等5G關鍵技術上都有相應的研究和部署,和網絡運營商聯(lián)合進行具有影響力的試驗和早期部署。此外還發(fā)布了全球首個5G NR多模調制解調器X50,為5G的商用奠定了基礎。

在5G標準、技術和研發(fā)方面,高通始終保持著領導地位。據悉,高通為5G付出的研發(fā)投入已經高達460億美元。高通在接下來的工作當中計劃同時進行5G新空口非獨立模式(NSA Mode)和5G新空口獨立模式(SA Mode),計劃要在2017年底R15中完成NSA Mode的部署,這被高通視為中期里程碑,并且計劃在2018年年中R15末前完成SA Mode的標準規(guī)范。

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