3GPP (3rd Generation Partnership Project)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 13:09, 7 июня 2019.

3GPP (англ. 3rd Generation Partnership Project) — консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии. Создан в 1998 году.

Основное направление работы — разработка технических спецификаций и технических отчётов в области сетевых технологий и радиодоступа в мобильных системах. Консорциум разработал стандарты: GSM, GPRS, EDGE, WCDMA, HSPA, LTE, LTE Advanced, 5G.[Источник 1]

Штаб-квартира 3GPP (известная как «Центр мобильных компетенций») расположена в штаб-квартире Европейского института телекоммуникационных стандартов в технологическом парке София Антиполис во Франции.

Рисунок 1 – Логотип 3GPP

Позиционирование

3GPP является консорциумом с семью региональными телекоммуникационными ассоциациями в качестве основных членов («организационные партнеры») и целым рядом других организаций в качестве ассоциированных членов («маркетинговые партнеры»). 3GPP организует свою работу в трех разных направлениях: сети радиодоступа, аспекты услуг и систем, а также базовая сеть и терминалы.

Проект был создан в декабре 1998 года с целью разработки спецификации для системы мобильной телефонной связи 3G на основе системы 2G GSM в рамках Международной сети электросвязи-2000 Международного союза электросвязи. Его не следует путать с партнерским проектом 3-го поколения 2 (3GPP2), который разработал конкурирующую систему 3G, CDMA2000.

История

Образование 3GPP

3GPP, или Проект партнерства третьего поколения, был первоначально создан в декабре 1998 года, когда Европейский институт стандартизации электросвязи (ETSI) заключил партнерские отношения с другими организациями по разработке стандартов (SDO) со всего мира для разработки новых технологий (или, более конкретно, технологических спецификаций) для третьего поколениея (3G) сотовых сетей. В 1998 году AT & T Wireless эксплуатировала беспроводную сеть IS-136 (TDMA) в Соединенных Штатах. В 1997 году в центре исследований и разработок Nortel Networks в Ричардсоне, штат Техас, подразделение Bell Northern Research по беспроводным технологиям разработало концепцию беспроводной сети «по всем Интернет-протоколам (IP)», которая получила внутреннее название «Сотовая сеть».[Источник 2]

По мере развития концепции Nortel представила отраслевое видение «Беспроводной Интернет». AT & T Wireless, готовая развивать свою сеть в Соединенных Штатах, проявляла большой интерес к беспроводному Интернету и его обещанию интернет-протокола (с Nortel Networks в качестве потенциального поставщика). В течение 12 месяцев AT & T выступила с глобальной инициативой, которую они назвали «3GIP», беспроводным стандартом третьего поколения, который был «изначально» основан на интернет-протоколе.

Первоначально основными участниками были British Telecom, France Telecom, Telecom Italia и Nortel Networks, но в итоге к ним присоединились NTT DoCoMo, BellSouth, Telenor, Lucent, Ericsson, Motorola, Nokia и другие. Был организован форум по стандартам 3GIP, и стандарты начали разрабатываться. Форум проходил в 2000 году, пока AT & T Wireless и British Telecom не сформировали стратегический «партнерский проект» для содействия «глобальному роумингу» между рынками США и Европы. С этим деловым соглашением, GSM, преобладающий европейский стандарт был принят как основа развития сети AT & T Wireless для Северной Америки. В частности, это включало развертывание возможностей передачи данных GSM, то есть GPRS, EDGE, и его развитие в UMTS.

3GPP2

3GPP с самого начала находился под сильным влиянием существующих стандартов GSM на базе 2G TDMA.[Источник 3] В то же время другая группа в Соединенных Штатах сформировала Проект партнерства 3-го поколения 2 (3GPP2), который предназначен для разработки глобальных спецификаций для систем 3G на основе эволюции стандартов 2G IS-95 CDMA. Было несколько компаний, включая Qualcomm, которые были членами обеих групп, которые конкурировали друг с другом, и стандарты продолжали развиваться параллельно. В конечном итоге, и 3GPP, и 3GPP2 сошлись в использовании технологии CDMA, впервые разработанной Qualcomm, в качестве базовой технологии для стандартов 3G, хотя некоторые различия все же остались. Технологии 3G, разработанные 3GPP, назывались W-CDMA или UMTS. Они использовали полосу пропускания 5 МГц, тогда как технологии 3GPP2 назывались cdma2000 и использовали полосу пропускания 1,5 МГц. Оба были одобрены Международным союзом электросвязи (МСЭ) в качестве стандартов 3G, продолжали развиваться с новыми технологиями, оптимизированными для передачи данных (3GPP2 EV-DO, 3GPP HSPA), и используются во всем мире.

Создание стандартов 4G и 5G

В середине 2000-х годов, когда стало ясно, что сети 3G будут перегружены необходимостью более быстрого доступа в Интернет, началась работа над стандартами 4G. К требованиям, предъявляемым для 4G были не только более быстрые пиковые скорости передачи данных, превышающие 100 Мбит/с, но также, чтобы системы 4G были построены таким образом, чтобы они идеально подходили для передачи данных, что приравнивается к архитектуре с коммутацией пакетов, полностью основанной на IP (Интернет-протокол). Исходя из этих требований, три конкурирующих органа стандартизации работали над потенциальными решениями для 4G. Организация по стандартам 3GPP работала над системой под названием Long Term Evolution (LTE), 3GPP2 начала разработку собственного решения под названием Ultra Mobile Broadband (UMB), а IEEE начала разработку системы под названием WiMAX. После ряда технических проблем и их решений, система LTE, разработанная 3GPP, стала стандартом 4G, наиболее широко используемым и развернутым. С тех пор она стала глобальным стандартом для 4G. В 189 странах мира запущено около 600 сетей LTE.

Приемником 3G и 4G стал стандарт 5G. 5G, пожалуй, является самым амбициозным поколением на сегодняшний день, поскольку оно не только нацелено на обеспечение новых уровней производительности и эффективности для улучшения современных услуг мобильной широкополосной связи, но также расширяет мобильные сети, чтобы стать объединяющей структурой подключения для широкого спектра вариантов использования. 3GPP начал работу в 2016 году по определению глобальных стандартов 5G для новой технологии радиодоступа - 5G NR (Новое радио) - и сетевой архитектуры следующего поколения - 5G NextGen - для удовлетворения этих требований. Параллельно 4G LTE продолжает развиваться, поскольку будет играть существенную роль в сетях 5G следующего поколения. В отличие от предыдущих поколений, больше нет конкурирующих стандартных организаций, работающих над потенциальными решениями для 5G. Ожидается, что огромное влияние, которое 5G окажет на широкий спектр отраслей, делает понимание организации и рабочих процедур 3GPP более важным, чем когда-либо прежде.

Назначение

Целью 3GPP является подготовка, утверждение и ведение глобально применимых технических спецификаций и технических отчетов.[Источник 4] Это необходимо для:

  • Развития мобильной системы третьего поколения на основе развитой базовой сети GSM и универсального наземного радиодоступа (UTRA)
  • ДальнейшеГо развитие радиотехнологий, таких как LTE, в сочетании с развитием элементов базовой сети, таких как Evolved Packet Core (EPC)
  • Продолжения развития сети радиодоступа GSM / EDGE 2-го поколения (GERAN)

Все это делается для дальнейшего преобразования Организационными партнерами в соответствующие результаты (например, стандарты).

Сфера деятельности и цели

Мобильная система 3-го поколения и ее возможности должны развиваться поэтапно. Первоначально 3GPP должен подготовить, утвердить и поддерживать необходимый набор Технических спецификаций и Технических отчетов для мобильной системы третьего поколения, включая:

  • UTRAN (включая UTRA; в режимах дуплексной связи с частотным разделением (FDD) и дуплексной связи с временным разделением (TDD))
  • Базовая сеть 3GPP (сетевые возможности третьего поколения, развитые из GSM. Эти возможности включают управление мобильностью, глобальный роуминг и использование соответствующих интернет-протоколов)
  • Терминалы для доступа к вышеперечисленному (включая спецификации для UIM)
  • Системные и сервисные аспекты.

3GPP должен подготовить, утвердить и поддерживать необходимый набор Технических спецификаций и Технических отчетов для: Глобальной системы мобильной связи (GSM), включающая усовершенствованные технологии радиодоступа GSM (например, Служба пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS) и расширенные скорости передачи данных для эволюции GSM (EDGE).

Технические спецификации и технические отчеты должны быть разработаны с учетом глобального роуминга и обращения терминалов. Набор Технических спецификаций и Технических отчетов 3GPP для базовой сети 3GPP и спецификаций для базовой сети GSM должен быть в максимально возможной степени общим и не должен излишне отличаться.

Варианты в форме нормативного требования, характерного для одного или нескольких регионов / стран, должны быть включены в спецификации 3GPP. TSG не должны обсуждать включение или отклонение таких вариантов. Результаты работы 3GPP должны составлять основу для вкладов членов в МСЭ в соответствии с существующими процедурами. 3GPP должен учитывать появляющиеся рекомендации МСЭ по взаимодействию между членами семейства IMT-2000. В рамках согласованных отношений Технические спецификации и технические отчеты 3GPP станут основой стандартов или частей стандартов Организационных партнеров.

Партнерство

Организационные партнеры

Организационное партнерство открыто для любой организации, занимающейся разработкой технологических стандартов, независимо от ее географического положения, которая соответсвует данным требованиям:

  • Имеет национальный, региональный или другой официально признанный статус, а также способность и полномочия определять, публиковать и устанавливать стандарты в рамках 3GPP в этой стране или регионе
  • Ведет политикой прав интеллектуальной собственности (ПИС), совместимую с политикой Организационных партнеров
  • Обязалась полностью или частично охватывать 3GPP
  • Подписала Соглашение о партнерском проекте

Данные организации могут подать заявку на получение статуса Организационного партнера, написав письмо любому из существующих Организационных партнеров.

На данный момент уществует всего семь организационных партнеров 3GPP из Азии, Европы и Северной Америки. [Источник 5] Их целью является определение общей политики и стратегии 3GPP и выполнение следующих задач:

  • Утверждение и поддержка области 3GPP;
  • Содержание проекта партнерства;
  • Принятие решения о создании или прекращении деятельности Технических спецификационных групп и утверждение круга их введения;
  • Утверждение требований к финансированию организационного партнера;
  • Распределение людских и финансовых ресурсов, предоставленных организационными партнерами, координационной группе проекта;
  • Выступление в качестве апелляционной инстанции по процедурным вопросам, переданным им на рассмотрение.
Организационные партнеры
Организация Страна/Регион Сайт
Association of Radio Industries and Businesses (ARIB) Япония ARIB
Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS) США ATIS
China Communications Standards Association (CCSA) Китай CCSA
European Telecommunications Standards Institute (ETSI) Европа ETSI
Telecommunications Standards Development Society (TSDSI) Индия TSDSI
Telecommunications Technology Association (TTA) Южная Корея TTA
Telecommunication Technology Committee (TTC) Япония TTC

Маркетинговые партнеры

Организационные партнеры 3GPP могут пригласить партнера по маркетингу принять участие в 3GPP, если он удовлетворяет всем условиям:

  • Имеет возможность предлагать рыночные рекомендации для 3GPP и вносить в 3GPP согласованное представление о рыночных требованиях (например, услугах, функциях и функциональных возможностях), попадающих в область действия 3GPP
  • Не имеет возможности и полномочий определять, публиковать и устанавливать стандарты в рамках 3GPP на национальном или региональном уровне
  • Обязалась полностью или частично охватывать 3GPP
  • Подписал соглашение о партнерском проекте

На данный момент Маркетинговыми партнерами 3GPP являются:

Маркетинговые партнеры
Организация Сайт
4G Americas 4gamericas
5G Automotive Association 5gaa
5G Infrastructure Association 5GIA
Mobility Development Group (бывшая CDMA Development Group) MobilityDG
Cellular Operators Association of India (COAI) coai
CTIA CTIA
Global Certification Forum (GCF) GCF
Global Mobile Suppliers Association (GSA) gsacom
GSM Association (GSMA) gsmworld
IMS Forum imsforum
InfoCommunication Union icu
IPV6 Forum ipv6forum
Next Generation Mobile Networks (NGMN) ngmn
Public Safety Communication Europe (PSCE) Forum PSCE
Small Cell Forum (formerly Femto Forum) smallcellforum
TD-Forum tdscdma
TD SCDMA Industry Alliance tdscdma
TETRA and Critical Communications Association (TCCA) tcca
UMTS Forum umts
Wireless Broadband Alliance WB Alliance

Стандарты

Стандарты 3GPP структурированы как «Выпуски». [Источник 6] Обсуждение 3GPP, таким образом, часто относится к функциональности в том или ином выпуске.

Версия Выпущен Информация
Фаза 1 1992 Особенности GSM
Фаза 2 1995 Особенности GSM, кодек EFR
Выпуск 96 1997 I Особенности GSM, скорость передачи данных пользователя 14,4 кбит / с
Выпуск 97 1998 I Особенности GSM, GPRS
Выпуск 98 1999 I Особенности GSM, кодек AMR, EDGE, GPRS для PCS1900
Выпуск 99 2000 I Определены первые сети 3G UMTS, включающие радиоинтерфейс CDMA
Выпуск 4 2001 II Первоначально назывался «Выпуск 2000» - дополнительные функции, включая базовую сеть, полностью основанную на IP.
Выпуск 5 2002 I Введены IMS и HSDPA
Выпуск 6 2004 IV Интегрированная работа с сетями беспроводной локальной сети и добавляет HSUPA, MBMS, усовершенствования IMS, такие как Push-to-Talk over Cellular (PoC), GAN
Выпуск 7 2007 IV Ориентирован на снижение задержки, улучшение качества обслуживания и приложений реального времени, таких как VoIP. Эта спецификация также фокусируется на HSPA+, SIM высокоскоростном протоколе и бесконтактном интерфейсном интерфейсе Near Field Communication, позволяющем операторам предоставлять бесконтактные услуги, такие как мобильные платежи, EDGE Evolution.
Выпуск 8 2008 IV Первый релиз LTE. All-IP Network (SAE). Новый радиоинтерфейс на основе OFDMA, FDE и MIMO, не совместимый с предыдущими интерфейсами CDMA. Двухэлементный HSDPA. UMTS, HNB.
Выпуск 9 2009 IV Улучшения SAES, совместимость WiMAX и LTE / UMTS. Двухэлементный HSDPA с MIMO, DC-HSUPA. LTE HeNB.
Выпуск 10 2011 I 'LTE Advanced', отвечающий требованиям IMT Advanced 4G. Обратная совместимость с выпуском 8 (LTE). Многоячеистый HSDPA (4 несущих).
Выпуск 11 2012 III Расширенное IP-соединение услуг. Взаимосвязь сервисного уровня между национальными операторами / перевозчиками, а также сторонними поставщиками приложений. Улучшения HetNet, Скоординированная многоточечная работа (CoMP). Сосуществование в устройстве (IDC).
Выпуск 12 2015 I Усовершенствованная Small cell (модуляция более высокого порядка, двойное подключение, обнаружение ячейки, самостоятельная конфигурация), Carrier aggregation (2 несущих восходящей линии связи, 3 несущие нисходящей линии связи, агрегация несущих FDD / TDD), MIMO (моделирование 3D-каналов, формирование диаграммы направленности, массивный MIMO), новый и расширенные услуги (стоимость и диапазон MTC, связь D2D, усовершенствования eMBMS)
Выпуск 13 2016 I LTE-U, усовершенствования LTE для машинной связи. Elevation Beamforming / Полноразмерный MIMO, Внутреннее позиционирование. LTE-Advanced Pro.
Выпуск 14 2017 II Энергоэффективность, услуги определения местоположения (LCS), критически важные данные по LTE, критически важные видео по LTE, гибкое управление мобильными услугами (FMSS), мультимедийное вещательное приложение для системы общественного оповещения (MBSP), расширение для телевизионных услуг, обширный Интернет вещей, Служба сотовой связи (CBS)
Выпуск 15 2018 II Первый релиз 5G NR («Новое радио»). Поддержка службы 5G Vehicle-to-x, подсистемы мультимедийной IP-сети (IMS), будущей системы мобильной связи железной дороги.

Каждый выпуск включает в себя сотни отдельных стандартных документов, каждый из которых, возможно, прошел через множество пересмотров. Текущие стандарты 3GPP включают в себя последнюю версию стандартов GSM.

Документы предоставляются бесплатно на веб-сайте 3GPP. Стандарты охватывают не только радиосвязь («Радиоинтерфейс») и базовую сеть, но также выставляют счета и кодируют речь до уровня исходного кода. Криптографические аспекты (такие как аутентификация, конфиденциальность) также указываются. 3GPP2 предлагает аналогичную информацию о своей системе.

Группы спецификаций

Работа над спецификацией 3GPP выполняется в группах технических спецификаций (ГТС) и рабочих группах (РГ). [Источник 7]

Существует три группы технических спецификаций, каждая из которых состоит из нескольких рабочих групп:

  • RAN (сеть радиодоступа): RAN определяет UTRAN и E-UTRAN. RAN состоит из шести рабочих групп.
WG Shorthand Scope
RAN WG1 RAN1 Спецификация Radio Layer 1
RAN WG2 RAN2 Спецификации Radio Layer 2 и Radio Layer 3 RR
RAN WG3 RAN3 Спецификация Iub Iur and Iu – требования UTRAN O&M
RAN WG4 RAN4 Характеристики радиосвязи и аспекты протокола (системы) - параметры РЧ и соответствие БС
RAN WG5 RAN5 Тестирование соответствия мобильного терминала
RAN WG6 RAN6 GERAN радио и протокол
  • SA (Сервис и аспекты системы): SA определяет требования к сервису и общую архитектуру системы 3GPP. Он также отвечает за координацию проекта. СА состоит из шести рабочих групп.
WG Shorthand Scope
SA WG1 SA1 Сервисы
SA WG2 SA2 Архитектура
SA WG3 SA3 Безопасность
SA WG4 SA4 Кодер-декодер
SA WG5 SA5 Телеком Менеджмент
SA WG6 SA6 Критически важные приложения
  • CT (Базовая сеть и терминалы): CT определяет базовую сеть и терминальные части 3GPP. Включает в себя базовую сеть - протоколы терминального уровня 3. Cостоит из пяти рабочих групп.
WG Shorthand Scope
CT WG1 CT1 MM/CC/SM (lu)
CT WG2 CT2 Закрыт
CT WG3 CT3 Взаимодействие с внешними сетями
CT WG4 CT4 MAP/GTP / BCH/SS
CT WG5 CT5 OSA (Сейчас переведено в OMA)
CT WG6 CT6 Аспекты применения смарт-карт
  • GERAN (сеть радиодоступа GSM / EDGE): О закрытии GERAN было объявлено в январе 2016 года. Работа над спецификацией устаревшей системы GSM / EDGE была перенесена в новую RAN WG, RAN6.

В структуру 3GPP также входит Координационная группа проекта, которая является высшим органом, принимающим решения. В его задачи входит управление общими сроками и ходом работ.

Процесс стандартизации

Работа по стандартизации 3GPP основана на вкладах отдельных компаний. Компании («отдельные члены») участвуют через своих членов в организационном партнере 3GPP.

Работа над спецификацией выполняется на уровне РГ и на уровне ГТС:

  • РГ 3GPP проводят несколько встреч в год. Они готовят и обсуждают запросы на изменения в соответствии со спецификациями 3GPP. Запрос на изменение, принятый на уровне РГ, называется «согласованный».
  • 3GPP ГТС проводят пленарные заседания ежеквартально. ГТС могут «утверждать» запросы на изменения, которые были согласованы на уровне РГ. Некоторые спецификации находятся под прямой ответственностью ГТС, и поэтому запросы на изменение могут также обрабатываться на уровне ГТС. Утвержденные запросы на изменение впоследствии включаются в спецификации 3GPP.


3GPP следует трехэтапной методологии, определенной в Рекомендации МСЭ-Т I.130:

  • Спецификации этапа 1 определяют требования к обслуживанию с точки зрения пользователя.
  • Спецификации этапа 2 определяют архитектуру для поддержки требований к обслуживанию.
  • Спецификации этапа 3 определяют реализацию архитектуры путем подробного указания протоколов.

Спецификации испытаний иногда определяются как этап 4, так как они соответствуют этапу 3.

Спецификации сгруппированы в выпуски. Выпуск состоит из набора внутренне согласованного набора функций и спецификаций.

Сроки определяются для каждого выпуска, указав даты замораживания. После замораживания Выпуска допускаются только существенные исправления (то есть добавление и изменение функций запрещено). Даты замораживания определяются для каждого этапа.

Спецификации 3GPP транспонируются в конечные результаты организационными партнерами.

Развертывание

Системы 3GPP развернуты на большей части рынка GSM. В основном это системы 6-го Выпуска, но с 2010 года растущий интерес к HSPA + и LTE стимулирует принятие 7-го Выпуска и его преемников. С 2005 года системы 3GPP находились на тех же рынках, что и системы 3GPP2 (например, в Северной Америке). С LTE, официальным преемником систем CDMA 3GPP2, системы на базе 3GPP в конечном итоге станут единым глобальным стандартом мобильной связи.

Ссылки

Официальный сайт 3GPP - https://www.3gpp.org/

Список выпусков - https://www.3gpp.org/specifications/67-releases

Источники

  1. 3GPP // Wikipedia.[2019]. Дата обновления: 06.05.2019. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/3GPP (дата обращения: 21.05.2019).
  2. About 3GPP // 3GPP Site.[2019]. Дата обновления: 08.04.2018. URL: https://www.3gpp.org/about-3gpp (дата обращения: 21.05.2019).
  3. Understanding 3GPP – starting with the basics // Qualcomm Site.[2019]. Дата обновления: 02.08.2017. URL: https://www.qualcomm.com/news/onq/2017/08/02/understanding-3gpp-starting-basics (дата обращения: 04.06.2019).
  4. Third Generation Partnership Project 3GPP Working Procedures // 3GPP Site. [2019]. Дата обновления: 20.10.2016. URL: https://www.3gpp.org/ftp/Information/Working_Procedures/3GPP_WP.pdf (дата обращения: 05.04.2019).
  5. Partners // 3GPP Site. [2019]. Дата обновления: 12.09.2017. URL: https://www.3gpp.org/about-3gpp/partners (дата обращения: 21.05.2019).
  6. Releases // 3GPP Site. [2019]. Дата обновления: 12.05.2019. URL: https://www.3gpp.org/specifications/releases (дата обращения: 21.05.2019).
  7. Specifications Groups // 3GPP Site. [2019]. Дата обновления: 18.03.2019. URL: https://www.3gpp.org/specifications-groups (дата обращения: 21.05.2019).