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關于3GPP的性能分析和應用

ELEXCON深圳國際電子展 ? 來源:djl ? 2019-10-23 11:40 ? 次閱讀
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什么是3GPP?3GPP是一個全球性通信技術組織的名字。

這是一個很有意思的組織,我們通信行業(yè)內(nèi)部對它幾乎無人不知無人不曉,而對于行業(yè)外部的普通百姓來說,卻極少有人知道它。

3GPP的全名,叫做3rd Generation Partnership Project,也就是第三代合作伙伴計劃。

是不是覺得怪怪的?別的組織都是叫“XX協(xié)會”、“XX聯(lián)盟”之類的,哪有叫“XX計劃”的組織?呵呵,別急,待會小棗君就會告訴大家原因。

3GPP的LOGO

念法很好記,就是“山雞屁屁”

3GPP的誕生

我們先回到上個世紀末。當時2G技術已經(jīng)在全球各地開花結果,越來越多的人開始享受便捷的手機通信。

但是,隨著時間的深入,人們對移動通信的需求越來越高,2G在功能、容量、效率上都不再能夠滿足要求。

于是,通信行業(yè)開始思考,要提前研究創(chuàng)造一個接班人,未來接替2G的工作。

3GPP,就是在這個背景下成立的。

它的成立目的,就是團結全球通信“伙伴”,合作研究和制定3G(第三代移動通信技術)標準,用來替代2G。這是一個目的性很強、項目驅動的組織,所以就叫作“第三代合作伙伴計劃”。

從本質上來說,3GPP就是一個行業(yè)協(xié)會。

縱觀現(xiàn)代科技潮流發(fā)展,大家會發(fā)現(xiàn),每一個技術的背后都有一個協(xié)會。這個協(xié)會,就是這個技術的靠山。例如WiFi背后的IEEE(前幾天封殺華為刷了不少屏,大家應該都很熟悉,電氣電子工程師協(xié)會),GSM背后的ETSI(歐洲電信標準組織),藍牙背后的SIG(藍牙技術聯(lián)盟)。

為什么要搞這么多協(xié)會?

很簡單,就是為了利益。對外,爭奪利益。對內(nèi),分配利益。

行業(yè)協(xié)會并不是公益組織,它存在的主要目的,就是為了推動自己的技術擁有更高的市場占有率,然后賺大錢,同時,協(xié)調內(nèi)部成員之間的矛盾,制定規(guī)則和契約。

越大越有實力的單位,往往在協(xié)會里就越有話語權和投票權,甚至想辦法讓自己人擔任關鍵職位。

3GPP最后搞出來的技術到底是什么呢?

WCDMA(UMTS)。

這里需要說明一下,3GPP是以歐洲力量為主導的組織。ETSI(歐洲電信標準組織)當年搞出了GSM之后,雖然受到北美CDMA高通為代表)的挑戰(zhàn),但仍占據(jù)領先地位。90年代初,ETSI開始啟動3G的預研,并將3G技術統(tǒng)稱為UMTS(Universal Mobile Telecommunication System,通用移動通信系統(tǒng))。

歐洲人研究3G的時候,采納和吸收了對手(CDMA)的優(yōu)點,WCDMA的意思就是寬帶CDMA。所謂寬帶,指WCDMA的頻點帶寬為5MHz,有別于北美的窄帶CDMA(頻點帶寬1.25MHz)。

在3GPP組織的努力下,這個WCDMA后來發(fā)展成為世界上最成功的的3G標準。(3G標準有好幾個,例如WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。CDMA2000實際上“血統(tǒng)”更純正一些,是高通基于CDMA搞出來的,后面我們會再提到。TD-SCDMA源于西門子,也是有歐洲血統(tǒng),和WCDMA同屬UMTS。)

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,也就是研究如何在GSM基礎上搞出WCDMA。后來,3GPP的工作范圍得到了改進,增加了對UTRA長期演進系統(tǒng)的研究和標準制定。

什么是長期演進系統(tǒng)?就是LTE(Long Term Evolution)啊。。。

簡而言之,3GPP一開始為3G而生,后來越戰(zhàn)越勇,開始搞4G。4G也搞得很成功,于是,正如大家看到的,它又開始搞5G,成為了5G標準的唯一制定者。

3GPP的成員

既然是合作伙伴計劃,那么到底包括哪些合作伙伴呢?

3GPP的會員主要包括3類:

第一類,是組織伙伴(OP,Organizational Partner),包括:

歐洲的ETSI(European Telecommunications Standards Institute,歐洲電信標準化委員會)

日本的ARIB(Association of Radio Industries and Business,無線行業(yè)企業(yè)協(xié)會)和TTC(Telecommunications Technology Committee,電信技術委員會)

中國的CCSA(China Communications Standards Association,中國通信標準化協(xié)會)

韓國的TTA(Telecommunications Technology Association,電信技術協(xié)會)

北美的ATIS(The Alliance for Telecommunications Industry Solution,世界無線通訊解決方案聯(lián)盟)

印度的TSDSI(Telecommunications Standards Development Society, India,電信標準開發(fā)協(xié)會)

不知道為啥,在百度百科和國內(nèi)大部分網(wǎng)站上,都把印度TSDSI給bypass了。。。

組織伙伴里面這七個組織,我們通常也叫作SDO(Standards Development Organization,標準開發(fā)組織)。

SDO是3GPP最重要的成員,共同決定3GPP的整體政策和策略。

3GPP受SDO委托制定通用的技術規(guī)范,而各個SDO可能會制定國家和地區(qū)性的標準,在此過程中需要參考3GPP相關標準規(guī)范。

各個SDO相對于3GPP來說法律地位相同。但ETSI(又雙叒出現(xiàn)了)和3GPP關系更密切一些,所以負責了日常3GPP的維護工作。

3GPP組織的第二類成員,是市場代表伙伴(MRP,Market Representation Partners)。

他們被邀請參與3GPP以提供建議,并對3GPP中的一些新項目提出市場需求(如業(yè)務和功能需求等)的合作伙伴。

MRP成員包括: 3G Americas/Femto 論壇/FMCA/Global UMTS TDD Alliance/GSA/GSM Association/IMS Forum/InfoCommunication Union/IPV6 論壇/MobileIGNITE/TDIA/TD-SCDMA 論壇/UMTS 論壇等13個。

3GPP組織的第三類成員,是個體會員(也稱獨立會員,IM,Individual Members)。

他們是注冊加入3GPP的獨立成員,擁有和組織伙伴成員相同的參與權利。

各個希望參與3GPP標準制定工作的實體(包括設備商和運營商)均需首先注冊為任一SDO中的成員,從而成為3GPP的individual number,才具有相應的3GPP決定權以及投票權。

全球各大知名設備商、運營商均具有3GPP的IM席位,共同參與標準規(guī)范討論制定。例如:

運營商:VDF,Orange,NTT,AT&T,Verizon,CMCC等.
設備商:Ericsson,NSN&Nokia,Huawei,ZTE等.

除了組織伙伴、市場代表伙伴、個體會員之外,3GPP其實還包括一些打醬油的“成員”:

--ITU Representatives ITU代表
--Observers 觀察員
--Guests 看客3GPP的組織架構

接下來小棗君介紹一下3GPP的組織架構(點擊圖片可查看大圖):

從圖中可以看出,3GPP組織包括

項目合作組(PCG,Project Cooperation Group)

技術規(guī)范組(TSG,Technology Standards Group)

PCG主要負責3GPP總的管理、時間計劃、工作分配、事務協(xié)調等。TSG主要負責技術方面的工作。每一個TSG下面又分為多個工作組(WG,Work Group)。TSG可以根據(jù)工作需要,新建工作組。工作組就是真正負責干活的了,承擔具體的任務。

3GPP技術規(guī)范的制定流程

3GPP的文檔編碼規(guī)則

3GPP工作組并不制定標準,而是提供技術規(guī)范(TS)和技術報告(TR),并由TSG批準,一旦TSG批準了,就會提交到組織的成員,在進行各自的標準化處理流程。

學習3GPP,其實就是學習3GPP的規(guī)范內(nèi)容(主要是學TS,TR一般不學)。所以,大家需要掌握3GPP的文檔編碼規(guī)則。

3GPP文檔的編碼規(guī)則見下圖:

例如,3GPP TS23.228 V5.8.0表示TS23.228的R5版本。

3GPP制定的標準規(guī)范以Release作為版本進行管理(大家通常聽說的R99,R4,R5,這個R就是這里Release的R),平均一到兩年就會完成一個版本的制定。從建立之初的R99,之后到R4,目前已經(jīng)發(fā)展到R16。R16也就是5G標準的第二階段。R15是5G標準的第一階段,去年已經(jīng)完成。

3GPP對工作的管理和開展以項目的形式,最常見的形式是Study Item和Work Item。3GPP對標準文本采用分系列的方式進行管理,如常見的WCDMA和TD-SCDMA接入網(wǎng)部分標準在25系列中,核心網(wǎng)部分標準在22、23和24等系列中,LTE標準在36系列中等。

關于系列和內(nèi)容的對應關系:

00-13系列:GSM only(before Rel-4)
21-36系列:3G/GSM R99 and later

41-55系列:GSM only (Rel-4 and later)

如今IMS/HSDPA/HSUPA/LTE/SAE/MBMS等比較熱門的概念,都是參考21-36系列的標準。

更具體的內(nèi)容,大家可以去3gpp的官網(wǎng)查閱哈(可以直接訪問,不用自帶梯子):

如果查看和下載5G標準,可以看這里:

超簡單!學習5G的正確姿勢!

這里要多嘮叨一下:其實好多童鞋都不太敢直接去看國外的網(wǎng)站,覺得對自己的英語沒有信心。但小棗君覺得,這更多是耐心的問題。只要你能沉下心,摒棄浮躁,很多英文文檔都能看得懂。老外的文檔寫得都非常淺顯易懂(比我們寫得簡單),更何況,我們還有翻譯軟件。學通信,還是要看原版協(xié)議和文檔滴。

3GPP的標準是由諸多“Release”構成的,因此我們頻繁地談到R99、R4、R5。每個R,都代表了一個階段,代表了這個階段的新技術新概念。

下面這個圖(來自維基百科),簡要地說明了各個R的顯著特點(點擊可看大圖):

現(xiàn)在大家明白為什么R99突然數(shù)字反而變小成了R4了吧!沒錯,這個數(shù)字和年代數(shù)字,有微妙的聯(lián)系。

Tips:何為“凍結”?

通常,我們會有這么一個說法:R4規(guī)范在2001年3月“凍結”?!皟鼋Y”的意思就是自即日起對該Release只允許進行必要的修正而推出修訂版,不再添加新特性。一個版本的“凍結”,往往意味著吹響投入商用的號角。

3GPP的對手們

相信小伙伴們?nèi)绻犨^3GPP,就一定也聽過3GPP2。

這里簡單普及一下3GPP2的知識哈。

3GPP2,就是3rd Generation Partnership Project 2,也就是第三代合作伙伴計劃2。

是不是很有意思?沒錯,3GPP2也是研究3G的。

3GPP2誕生于1999年1月,僅僅比3GPP晚了1個月。它的主要成員,是TIA(北美)、中國通信標準化協(xié)會(中國)、ARIB/TTC(日本)和TTA(韓國)。

雖然3GPP2和3GPP名字很像,但他們倆是完全不同的兩個組織?;ハ嘀g沒有歸屬關系,也沒有繼承關系。

3GPP2是從2G的CDMA One或者IS-95發(fā)展而來的CDMA2000標準體系的標準化機構,它的背后靠山,是擁有多項CDMA關鍵技術專利的高通公司。嚴格意義上來說,CDMA2000是CDMA的正統(tǒng)繼承人。

說白了,3GPP為UMTS而戰(zhàn),3GPP2為CDMA而戰(zhàn)。兩家是競爭關系。

兩家PK的結果,大家現(xiàn)在都知道了,3GPP獲勝,3GPP2失敗。CDMA2000最終被打入冷宮。

話說,其實CDMA2000是一個很不錯的標準。無奈高通太貪心,專利收費太貴,引起眾怒,最終眾叛親離,難逃悲慘的命運,真是“成也高通,敗也高通”......

當然,并不是只有3GPP2挑戰(zhàn)過3GPP的地位。以WiMAX為殺手锏的IEEE,也曾經(jīng)發(fā)起過對3GPP的挑戰(zhàn),并且一度吸引了很不錯的人氣。

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