本文主要聊一聊，這一年來3GPP在4G向5G演進的路上，都忙了些啥?

　　LTE演進

　　1 LTE與WiFi

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

　?、貺TE與WiFi協(xié)同工作

　?、贚AA

　　LTE與WiFi協(xié)同工作

　　關(guān)于LTE與WiFi協(xié)同，在LTE標(biāo)準(zhǔn)的第一個版本已經(jīng)提出，在release 12開始討論RAN層面的兩者協(xié)同工作。為了進一步滿足運營商的需求，在Release 13版本里，3GPP定義了一些新的互聯(lián)功能：

　?、貺TE和WLAN在PDCP層數(shù)據(jù)聚合(LWA，LTE and WLAN aggregation)

　　●允許聚合LTE和WLAN下行無線鏈路

　　●LWA由LTE eNB控制;基于UE的測量報告;無需與LTE核心網(wǎng)交互;無需WLAN專用的核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

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

　　●相互協(xié)同更緊密，可在兩種無線鏈路間快速切換

　　●LWIP由LTE eNB控制;基于UE的測量報告

　　●UE通過eNB和 UE之間的IPsec tunnel接入WLAN

　　到了Release 14 ，3GPP定義了eLWA和eLWIP，即增強型LWA和增強型LWIP：

　　●eLWA：支持上行鏈路，增強了移動性，并對802.11技術(shù)的高數(shù)據(jù)速率進行了優(yōu)化

　　●eLWIP：流量控制，支持新接口(Xw)之上的測量報告

　　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，采用了先聽后說(Listen-Before-Talk)的信道競爭接入機制。

　　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的增強版本，在R12中叫Low-Cost MTC，有時統(tǒng)稱為LTE-M，是基于LTE演進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

　　EC-GSM-IoT，即擴展覆蓋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)的劣勢凸顯，EC-GSM是為了讓GSM/EDGE滿足新形勢下的物聯(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、實現(xiàn)平滑升級。

　　在R14版本，主要對eMTC和NB-IOT的一些功能進行了完善，包括組播、移動性增強、新的功率等級和接入/尋呼功能增強(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)對比：

　　LTE V2X

　　在R14，3GPP定義了LTE支持V2X應(yīng)用，以推動車聯(lián)網(wǎng)商機。V2X包括V2V、V2P和V2I，V2V即車輛對車輛，V2P是車輛對行人，V2I則是車輛對基礎(chǔ)設(shè)施。　

　　V2X包括兩種互補的傳輸模式：

　　●直接通信

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

　　●網(wǎng)絡(luò)通信

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

　　在車輛對車輛安全應(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。

　　低時延LTE

　　為了提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗，擴展LTE應(yīng)用場景，3GPP正致力于縮短LTE空口時延，主要目標(biāo)有兩個：縮短處理時延和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。下面這部分將單獨介紹3GPP在5G方面的一些進展。

　　5G標(biāo)準(zhǔn)時間安排

　　5G標(biāo)準(zhǔn)制定工作分為兩個階段：

　　●5G標(biāo)準(zhǔn)第一個版本將于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)和所有可識別的用例與需求。

　　關(guān)鍵需求：5G-NR的設(shè)計在核心網(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旗下的兩個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)群組(Technical Specification Groups, TSA);其中TSG RAN(Radio Access Network)負責(zé)制定無線接入部分的功能、需求和接口等。另外一個群組TSG SA(Service and System Aspects)負責(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)的場景和需求

　　三大場景：

　　? eMBB (enhanced Mobile Broadband)，增強移動寬帶

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

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

　　這三大場景分別對應(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

　　對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)部署場景：

　　?室內(nèi)點場景：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，或宏站單獨覆蓋)

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

　　?城區(qū)宏站：城區(qū)連續(xù)覆蓋

　　?高速場景：高鐵、動車等連續(xù)覆蓋

　　?超偏僻超遠覆蓋場景：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)模連接覆蓋場景：主要針對城區(qū)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)連續(xù)覆蓋

　　?公路或高速路場景：對高速行駛的車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)覆蓋

　　?車聯(lián)網(wǎng)城區(qū)網(wǎng)格場景：密集城區(qū)車聯(lián)網(wǎng)

　　5G-NR需求：

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

　　?URLLC用戶面時延：0.5ms

　　?eMBB用戶面時延：4ms

　　?非頻發(fā)小數(shù)據(jù)包時延：10s

　　?移動性中斷時間：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

　　?移動性范圍：0km/h到500km/h

　　?無線接入網(wǎng)應(yīng)該具備最小化回傳和信令負荷的能力

　　2)完成了6GHz以上頻段信道模型討論

　　由于5G將運行于 6GHz以上的毫米波頻段和更復(fù)雜的應(yīng)用場景，比如500公里/小時的高速移動或大規(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5G需求。

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

　　建模方法主要討論了：隨機模型(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(獨立)和 Non-Standalone(非獨立) NR組網(wǎng)

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

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

　　各成員提出了多種組網(wǎng)選項，比如德國電信提出了12種，但哪些選項將被列入標(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啟動了新服務(wù)和市場使能技術(shù)(SMARTER，New Services and Markets Technology Enablers)研究項目，探討未來5G的潛在服務(wù)、市場、應(yīng)用場景和可能的使能技術(shù)。今年6月份已完成SMARTER研究，預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)將于2017年3月完成。

　　SMARTER主要歸納了五大應(yīng)用范圍　

　　包括：

　　●增強型移動寬帶(Enhanced Mobile Broadband, eMBB)：包括增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實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、云端機器人、無人機對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)運營(Network Operation, NEO)：包括網(wǎng)絡(luò)切片等需要更加靈活的運維網(wǎng)絡(luò)。

　　●增強型車聯(lián)網(wǎng)(Enhancement of Vehicle-to-Everything, eV2X)：包括車對車、車對人等車聯(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、對話管理、計費、鑒權(quán)、切片管理等等內(nèi)容。

　　比如網(wǎng)絡(luò)切片是一個很熱門的話題，其目的就是網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的場景或服務(wù)需求提供不同的切片，因為它可以將不同UE隔離，當(dāng)這些不同類型的UE連接網(wǎng)絡(luò)時，彼此不會相互影響，即使當(dāng)某個切片中的UE斷線，或某一個網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)中斷，都不會影響到其它網(wǎng)絡(luò)切片的連接服務(wù)。

　　但是，這樣一來，無線接入網(wǎng)如何識別和選擇UE就變成了一大挑戰(zhàn)。UE如何接收所屬切片的信息?無線接入網(wǎng)如何識別切片并將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。