4G到5G的演进 3GGP都做了些什么？
本文主要聊一聊，这一年来3gpp在4g向5g演进的路上，都忙了些啥？
lte演进 lte与wifi
为了满足不断增长的流量需求，wifi成为流量卸载的重要补充。为此，3gpp定义了两种流量卸载到未授权频谱的选项：
①lte与wifi协同工作
②laa
lte与wifi协同工作
关于lte与wifi协同，在lte标准的第一个版本已经提出，在release 12开始讨论ran层面的两者协同工作。为了进一步满足运营商的需求，在release 13版本里，3gpp定义了一些新的互联功能：
①lte和wlan在pdcp层数据聚合（lwa，lte and wlan aggregation）
●允许聚合lte和wlan下行无线链路
●lwa由lte enb控制；基于ue的测量报告；无需与lte核心网交互；无需wlan专用的核心网络节点
② lte和wlan通过ipsec tunnel的方式聚合（lwip，lte wlan radio level integration with ipsec tunnel ）
●相互协同更紧密，可在两种无线链路间快速切换
●lwip由lte enb控制；基于ue的测量报告
●ue通过enb和 ue之间的ipsec tunnel接入wlan
到了release 14 ，3gpp定义了elwa和elwip，即增强型lwa和增强型lwip：
●elwa：支持上行链路，增强了移动性，并对802.11技术的高数据速率进行了优化
●elwip：流量控制，支持新接口（xw）之上的测量报告
laa
laa的全称是licensed assisted access，即在非授权频段中使用lte网络技术， 基于载波聚合的架构，由授权频段载波作为主小区（pcell），非授权频段载波只能作为辅小区（scell）。同时为了保证和其他在非授权频段工作的技术共存，采用了先听后说（listen-before-talk）的信道竞争接入机制。
主小区传递重要消息和保障qos，而从小区主要功能是提升数据速率。
lte物联网
在release 13中，3gpp定义了3种物联网标准：emtc、nb-iot和ec-gsm-iot。
emtc，即mtc的增强版本，在r12中叫low-cost mtc，有时统称为lte-m，是基于lte演进的物联网技术。
ec-gsm-iot，即扩展覆盖gsm（extended coverage-gsm）物联网。各种lpwa技术的兴起，传统gprs应用于物联网的劣势凸显，ec-gsm是为了让gsm/edge满足新形势下的物联网需求。
nb-iot，即窄带物联网，可直接部署于gsm网络和lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
在r14版本，主要对emtc和nb-iot的一些功能进行了完善，包括组播、移动性增强、新的功率等级和接入/寻呼功能增强（nb-iot）、支持高速率数据传输和volte（emtc）等。
三种物联网标准的技术参数对比：
lte v2x
在r14，3gpp定义了lte支持v2x应用，以推动车联网商机。v2x包括v2v、v2p和v2i，v2v即车辆对车辆，v2p是车辆对行人，v2i则是车辆对基础设施。
v2x包括两种互补的传输模式：
●直接通信
基于lte d2d（device-to-device）技术，并对其在支持高速移动、高可靠的多用户调度和低时延上进行了改善。
●网络通信
v2x服务器可发送广播消息给汽车，同时，汽车也可通过组播方式发送消息给服务器。
在车辆对车辆安全应用上的基本功能已于2016年9月完成，v2x标准将于2017年3月最终完成。
低时延lte
为了提升网络性能和用户体验，扩展lte应用场景，3gpp正致力于缩短lte空口时延，主要目标有两个：缩短处理时延和tti，分别将于2017年3月和6月完成。
5g部分 前面lte工作是为了向5g演进。下面这部分将单独介绍3gpp在5g方面的一些进展。
5g标准时间安排
5g标准制定工作分为两个阶段：
●5g标准第一个版本将于2018年9月完成（release-15），主要为了满足比较急迫的商业需求。
●5g标准第二个版本将于2020年3月完成（release-16），将满足imt 2020提出的目标和所有可识别的用例与需求。
关键需求：5g-nr的设计在核心网应该是先前兼容的，以便于在后期版本中加入新功能。
介绍一下3gpp旗下的两个技术标准群组（technical specification groups， tsa）；其中tsg ran（radio access network）负责制定无线接入部分的功能、需求和接口等。另外一个群组tsg sa（service and system aspects）负责有关整体网络架构和系统服务能力相关工作，具体任务包括制定整体架构、服务框架和系统安全框架等。
tsg ran主要工作 1）定义了下一代接入技术的场景和需求
三大场景：
embb （enhanced mobile broadband），增强移动宽带
mmtc （massive machine type communications），大规模物联网
urllc （ultra-reliable and low latency communications），低时延高可靠连接
这三大场景分别对应的频谱分配是：
（5g频谱分为6ghz以下和6ghz以上两类）
embb：6ghz以下和6ghz以上频段
mmtc：6ghz以下频段
urllc ：6ghz以下频段
对应的网络部署场景：
室内点场景：室内高流量和高用户密度。
密集城区：密集城区高流量和高用户密度区域（宏站和小基站联合覆盖，或宏站单独覆盖）
农村：农村大面积连续覆盖（需重点关注高速行驶的汽车）
城区宏站：城区连续覆盖
高速场景：高铁、动车等连续覆盖
超偏僻超远覆盖场景：为低arpu和用户稀少区域提供基本通信服务，包括荒野和公路沿线部署的物联网。
城区大规模连接覆盖场景：主要针对城区大规模物联网实现连续覆盖
公路或高速路场景：对高速行驶的车联网实现覆盖
车联网城区网格场景：密集城区车联网
5g-nr需求：
从省电状态到数据传输状态的控制面时延：10ms
urllc用户面时延：0.5ms
embb用户面时延：4ms
非频发小数据包时延：10s
移动性中断时间：0ms
非频发物联网小数据包流量模式的电池寿命：15年
移动性范围：0km/h到500km/h
无线接入网应该具备最小化回传和信令负荷的能力
2）完成了6ghz以上频段信道模型讨论
由于5g将运行于 6ghz以上的毫米波频段和更复杂的应用场景，比如500公里/小时的高速移动或大规模天线系统，这些使得现在的信道模型不再适用，因此，3gpp讨论了频段从6ghz到100ghz的新一代信道模型和建模方法等，以满足未来5g需求。
其中信道模型的研究场景包括：城区微蜂窝（urband microcell， umi）、室内办公室和购物商城、城区宏蜂窝（urband macrocell， uma）等。
建模方法主要讨论了：随机模型（stochastic model）、基于地图模型（map-based model）、和混合式模型（hybrid model）等。
3）确定nr（new radio）组网方式
定义了两种nr（new radio）组网方式：standalone（独立）和 non-standalone（非独立） nr组网
非独立nr组网就是将nr控制面锚定于现有的lte核心网，而独立nr组网是指nr的用户面和控制面独立部署于5g。
待确定lte和5g-nr（next generation radio）的组网选项
各成员提出了多种组网选项，比如德国电信提出了12种，但哪些选项将被列入标准，将在2016年12月或2017年3月确定。
另外，关于用户面和控制面的分离、c-ran功能分离和前传接口等讨论将在2017年1月完成。
tsg sa主要工作 1）smarter
tsg sa启动了新服务和市场使能技术（smarter，new services and markets technology enablers）研究项目，探讨未来5g的潜在服务、市场、应用场景和可能的使能技术。今年6月份已完成smarter研究，预计标准将于2017年3月完成。
smarter主要归纳了五大应用范围
包括：
●增强型移动宽带（enhanced mobile broadband， embb）：包括增强现实、虚拟现实等需要高速率高容量的网络应用。
●关键通信（critical communications， cric）：包括工业控制、云端机器人、无人机对可靠性要求极高的应用。
●大规模物联网（massive machine type communication， mmtc）：包括智慧城市、智能电表等需要连接大量终端的应用。
●网络运营（network operation， neo）：包括网络切片等需要更加灵活的运维网络。
●增强型车联网（enhancement of vehicle-to-everything， ev2x）：包括车对车、车对人等车联网应用。
2）下一代通信的网络结构和安全
主要包括qos构架、策略管理、对话管理、计费、鉴权、切片管理等等内容。
比如网络切片是一个很热门的话题，其目的就是网络根据不同的场景或服务需求提供不同的切片，因为它可以将不同ue隔离，当这些不同类型的ue连接网络时，彼此不会相互影响，即使当某个切片中的ue断线，或某一个网络切片服务中断，都不会影响到其它网络切片的连接服务。
但是，这样一来，无线接入网如何识别和选择ue就变成了一大挑战。ue如何接收所属切片的信息？无线接入网如何识别切片并将ue的信息传送到其所属的切片？ue如何连接不同类型的切片？等等，这些都属于这一部分要讨论的内容。
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为了满足不断增长的流量需求，wifi成为流量卸载的重要补充。为此，3gpp定义了两种流量卸载到未授权频谱的选项：
①lte与wifi协同工作
②laa
lte与wifi协同工作
关于lte与wifi协同，在lte标准的第一个版本已经提出，在release 12开始讨论ran层面的两者协同工作。为了进一步满足运营商的需求，在release 13版本里，3gpp定义了一些新的互联功能：
①lte和wlan在pdcp层数据聚合（lwa，lte and wlan aggregation）
●允许聚合lte和wlan下行无线链路
●lwa由lte enb控制；基于ue的测量报告；无需与lte核心网交互；无需wlan专用的核心网络节点
② lte和wlan通过ipsec tunnel的方式聚合（lwip，lte wlan radio level integration with ipsec tunnel ）
●相互协同更紧密，可在两种无线链路间快速切换
●lwip由lte enb控制；基于ue的测量报告
●ue通过enb和 ue之间的ipsec tunnel接入wlan
到了release 14 ，3gpp定义了elwa和elwip，即增强型lwa和增强型lwip：
●elwa：支持上行链路，增强了移动性，并对802.11技术的高数据速率进行了优化
●elwip：流量控制，支持新接口（xw）之上的测量报告
laa
laa的全称是licensed assisted access，即在非授权频段中使用lte网络技术， 基于载波聚合的架构，由授权频段载波作为主小区（pcell），非授权频段载波只能作为辅小区（scell）。同时为了保证和其他在非授权频段工作的技术共存，采用了先听后说（listen-before-talk）的信道竞争接入机制。
主小区传递重要消息和保障qos，而从小区主要功能是提升数据速率。
lte物联网
在release 13中，3gpp定义了3种物联网标准：emtc、nb-iot和ec-gsm-iot。
emtc，即mtc的增强版本，在r12中叫low-cost mtc，有时统称为lte-m，是基于lte演进的物联网技术。
ec-gsm-iot，即扩展覆盖gsm（extended coverage-gsm）物联网。各种lpwa技术的兴起，传统gprs应用于物联网的劣势凸显，ec-gsm是为了让gsm/edge满足新形势下的物联网需求。
nb-iot，即窄带物联网，可直接部署于gsm网络和lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
在r14版本，主要对emtc和nb-iot的一些功能进行了完善，包括组播、移动性增强、新的功率等级和接入/寻呼功能增强（nb-iot）、支持高速率数据传输和volte（emtc）等。
三种物联网标准的技术参数对比：
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在r14，3gpp定义了lte支持v2x应用，以推动车联网商机。v2x包括v2v、v2p和v2i，v2v即车辆对车辆，v2p是车辆对行人，v2i则是车辆对基础设施。
v2x包括两种互补的传输模式：
●直接通信
基于lte d2d（device-to-device）技术，并对其在支持高速移动、高可靠的多用户调度和低时延上进行了改善。
●网络通信
v2x服务器可发送广播消息给汽车，同时，汽车也可通过组播方式发送消息给服务器。
在车辆对车辆安全应用上的基本功能已于2016年9月完成，v2x标准将于2017年3月最终完成。
低时延lte
为了提升网络性能和用户体验，扩展lte应用场景，3gpp正致力于缩短lte空口时延，主要目标有两个：缩短处理时延和tti，分别将于2017年3月和6月完成。
5g部分 前面lte工作是为了向5g演进。下面这部分将单独介绍3gpp在5g方面的一些进展。
5g标准时间安排
5g标准制定工作分为两个阶段：
●5g标准第一个版本将于2018年9月完成（release-15），主要为了满足比较急迫的商业需求。
●5g标准第二个版本将于2020年3月完成（release-16），将满足imt 2020提出的目标和所有可识别的用例与需求。
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三大场景：
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（5g频谱分为6ghz以下和6ghz以上两类）
embb：6ghz以下和6ghz以上频段
mmtc：6ghz以下频段
urllc ：6ghz以下频段
对应的网络部署场景：
室内点场景：室内高流量和高用户密度。
密集城区：密集城区高流量和高用户密度区域（宏站和小基站联合覆盖，或宏站单独覆盖）
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高速场景：高铁、动车等连续覆盖
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urllc用户面时延：0.5ms
embb用户面时延：4ms
非频发小数据包时延：10s
移动性中断时间：0ms
非频发物联网小数据包流量模式的电池寿命：15年
移动性范围：0km/h到500km/h
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2）完成了6ghz以上频段信道模型讨论
由于5g将运行于 6ghz以上的毫米波频段和更复杂的应用场景，比如500公里/小时的高速移动或大规模天线系统，这些使得现在的信道模型不再适用，因此，3gpp讨论了频段从6ghz到100ghz的新一代信道模型和建模方法等，以满足未来5g需求。
其中信道模型的研究场景包括：城区微蜂窝（urband microcell， umi）、室内办公室和购物商城、城区宏蜂窝（urband macrocell， uma）等。
建模方法主要讨论了：随机模型（stochastic model）、基于地图模型（map-based model）、和混合式模型（hybrid model）等。
3）确定nr（new radio）组网方式
定义了两种nr（new radio）组网方式：standalone（独立）和 non-standalone（非独立） nr组网
非独立nr组网就是将nr控制面锚定于现有的lte核心网，而独立nr组网是指nr的用户面和控制面独立部署于5g。
待确定lte和5g-nr（next generation radio）的组网选项
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另外，关于用户面和控制面的分离、c-ran功能分离和前传接口等讨论将在2017年1月完成。
tsg sa主要工作 1）smarter
tsg sa启动了新服务和市场使能技术（smarter，new services and markets technology enablers）研究项目，探讨未来5g的潜在服务、市场、应用场景和可能的使能技术。今年6月份已完成smarter研究，预计标准将于2017年3月完成。
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●关键通信（critical communications， cric）：包括工业控制、云端机器人、无人机对可靠性要求极高的应用。
●大规模物联网（massive machine type communication， mmtc）：包括智慧城市、智能电表等需要连接大量终端的应用。
●网络运营（network operation， neo）：包括网络切片等需要更加灵活的运维网络。
●增强型车联网（enhancement of vehicle-to-everything， ev2x）：包括车对车、车对人等车联网应用。
2）下一代通信的网络结构和安全
主要包括qos构架、策略管理、对话管理、计费、鉴权、切片管理等等内容。
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但是，这样一来，无线接入网如何识别和选择ue就变成了一大挑战。ue如何接收所属切片的信息？无线接入网如何识别切片并将ue的信息传送到其所属的切片？ue如何连接不同类型的切片？等等，这些都属于这一部分要讨论的内容。
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4G到5G的演进 3GGP都做了些什么？
低频信号发生器介绍_低频信号发生器设计
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