作為一家國際化標準組織，3GPP由全球七大標準制定組織(SSO)合作形成，自1998年開始，3GPP從事蜂窩技術(shù)標準的制定已經(jīng)超過18年，至今已經(jīng)管理產(chǎn)生12個版本(Release)的標準，產(chǎn)生最終能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)產(chǎn)品化的技術(shù)規(guī)范已經(jīng)超過1200個，來自成員公司的技術(shù)提案已經(jīng)有數(shù)十萬項......電子設(shè)計模塊
作為一家國際化標準組織，3GPP由全球七大標準制定組織(SSO)合作形成，包括日本無線工業(yè)及商貿(mào)聯(lián)合會(ARIB)、中國通信標準化協(xié)會(CCSA)、美國電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS)、日本電信技術(shù)委員會(TTC)、歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)、印度電信標準開發(fā)協(xié)會(TSDSI)以及韓國電信技術(shù)協(xié)會(TTA)。其宗旨非常簡單，就是制定和維護全球無線通信標準，而不是關(guān)注某個局域或某個地區(qū)的需要。
“各組織與3GPP相互合作，包括制定總體政策和策略，以及技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)業(yè)政策等，3GPP則負責準備、批準、增強和維護全球適用的技術(shù)規(guī)格。這是一種非常重要的協(xié)作，只有這樣才會確保最終制定的標準符合行業(yè)需求，保證不同廠商之間實現(xiàn)無縫互操作，也能保證移動通信的全球規(guī)?；?。”3GPP TSG RAN1主席陳萬士博士說。
3GPP的組織架構(gòu)
自1998年開始，3GPP從事蜂窩技術(shù)標準的制定已經(jīng)超過18年，至今已經(jīng)管理產(chǎn)生12個版本(Release)的標準，產(chǎn)生最終能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)產(chǎn)品化的技術(shù)規(guī)范已經(jīng)超過1200個，來自成員公司的技術(shù)提案已經(jīng)有數(shù)十萬項。目前，3GPP共有16個工作組，成員公司超過550家，相關(guān)會議的累積時長超過2000人/年。
陳萬士表示，3GPP定義的是完整的端到端系統(tǒng)規(guī)范，以保證整個系統(tǒng)可以完成通信需求，覆蓋整體網(wǎng)絡(luò)所需要的全部要素。其中無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)是必須的元素，因為這是移動通信最重要的部分之一。RAN負責部署空中接口的無線接入技術(shù)，管理無線鏈路以連接用戶設(shè)備和核心網(wǎng)；服務(wù)也是核心要素之一，它包括面向服務(wù)架構(gòu)、功能、多媒體等框架。核心網(wǎng)(CN)主要管理無線接入網(wǎng)絡(luò)并向外部世界傳輸數(shù)據(jù)。此外還有與消費者切身相關(guān)的用戶設(shè)備(UE)，如講手機性能和用戶體驗提升至更好的水平。
除了無線接入網(wǎng)絡(luò)，3GPP分布式系統(tǒng)級工程架構(gòu)中還包括業(yè)務(wù)與系統(tǒng)、核心網(wǎng)絡(luò)與終端兩部分，具體技術(shù)工作由三大技術(shù)規(guī)范組(TSG)和16個專門的工作組(WG)完成。比如無線接入網(wǎng)絡(luò)TSG下有6個工作組，其中RAN WG1負責物理規(guī)范也就是Layer 1，其它還包括RAN2、RAN3、RAN4、RAN5、RAN6等不同工作組，他們各司其職。同理，業(yè)務(wù)與系統(tǒng)、核心網(wǎng)與終端也都有對應(yīng)的專門工作組。簡而言之，TSG的主要職能就是告訴產(chǎn)業(yè)做什么，而工作組的主要職能就是根據(jù)TSG的要求把需要實現(xiàn)的東西做出來。
3GPP的工作流程
陳萬士將3GPP的工作流程定義為協(xié)作式系統(tǒng)級工程。也就是說，每個組之間、每個成員公司之間必須要有很好的協(xié)作，需要系統(tǒng)地看問題。如果只有一組做完而另外一組沒做完，那是沒有任何意義的?？傮w而言，全部工作流程可分為四步：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(lǐng)域；第三，進行可行性研究并探索不同技術(shù)解決方案；第四，根據(jù)議定的工作技術(shù)開發(fā)解決方案。
早期研發(fā)
任何成員都可以提出全新特性，但必須獲得至少4位成員支持。會員通常會在多次會議上重申概念，但新的工作必須由技術(shù)規(guī)范組全體會議批準，獲批之后成為研究項目
可行性研究項目
成員提交全部技術(shù)文件(提案)以提出解決方案和技術(shù)，并在3GPP會議中討論。不同于很多人的想象，3GPP的大多數(shù)技術(shù)決策并不經(jīng)過會議投票形成，而是由技術(shù)驅(qū)動，并來自基于共識且向全體成員開放的流程。流程是迭代式且非線性的(許多討論在3GPP外仍在繼續(xù))，技術(shù)報告中的絕大多數(shù)議定概念都在原始提案基礎(chǔ)上進行過改動。經(jīng)過TSG批準的技術(shù)報告可產(chǎn)生相應(yīng)的工作項目——范圍可能比研究項目更窄。
工作項目
同樣的由提案驅(qū)動、基于共識、迭代的流程，明確選定的解決方案，所有的工作項目組成3GPP工作計劃并可在3GPP網(wǎng)站上獲取。每個工作項目都有支持公司和報告人，技術(shù)規(guī)范中明確議定的部署細節(jié)—包括全新或現(xiàn)有規(guī)范。規(guī)范一旦獲批，其變更僅可通過正式的修改請求進行；規(guī)范一旦發(fā)布，業(yè)界開始競相提供符合標準的終端和基礎(chǔ)設(shè)施以支持部署。
技術(shù)規(guī)范
技術(shù)規(guī)范是3GPP工作完成的最終成果。目前有超過1200個活躍3GPP技術(shù)規(guī)范，每個規(guī)范的制定都基于數(shù)百個提交的技術(shù)提案，每個規(guī)范都有一位報告人(編輯者和管理者)，遵循工作組指導(dǎo)，特定的技術(shù)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(jié)。規(guī)范通過5位數(shù)字標識號識別，該標識號將規(guī)范分類至有意義的技術(shù)類別，下游制造商則利用技術(shù)規(guī)范進行產(chǎn)品開發(fā)
全新特性通過不同3GPP Release引入到蜂窩系統(tǒng)中，這跟主流操作系統(tǒng)的不同版本非常類似，當前正在推進的是Release 15。根據(jù)預(yù)期完成的時間，Release到了某個規(guī)定的時間點就會進行凍結(jié)，凍結(jié)后就不大可能再引入新的特性了，但可以進行一些小修小補。以4G LTE為例，該標準從Release 8開始到Release 15一直在持續(xù)演進，多個版本的不同階段工作可并行展開。盡管當前主要是集中推進Release 15，包括LTE和5G技術(shù)的演進，但同時也要考慮Release 14的一些改進請求。此外，在3GPP中，保證后向兼容是非常重要的。也就是說，LTE Rel-10用戶設(shè)備(UE)可在LTE Rel-8基站工作，LTE Rel-8用戶設(shè)備(UE)可在LTE Rel-10基站工作。
提案質(zhì)量遠比數(shù)量重要
“有一些觀點主張根據(jù)提案的數(shù)量來衡量某個成員在3GPP的領(lǐng)導(dǎo)力，我認為這是不科學(xué)的。”在陳萬士看來，并非全部提案在提案推動進程中都具有同等價值，對于3GPP領(lǐng)導(dǎo)力而言，提案質(zhì)量遠比數(shù)量重要。
因為我們最終是要產(chǎn)出一個以技術(shù)為主導(dǎo)的技術(shù)規(guī)范，需要通過技術(shù)的主導(dǎo)作用和領(lǐng)導(dǎo)力來產(chǎn)生一個全球適用的標準。而3GPP的技術(shù)決策和規(guī)范并非通過接受或反對個別提案的直接機制而建立，許多不同類型的提案(包括修改請求)并不包含任何新技術(shù)發(fā)明，所以很難評估任何單一技術(shù)提案的影響力，更何況許多提案還主要集中在一個特性或一項研究的某一部分，因此難以實現(xiàn)標準化。
眾所周知，蜂窩技術(shù)建立在過往3GPP內(nèi)部以及整個產(chǎn)業(yè)所完成的工作基礎(chǔ)之上的，我們熟悉的LTE采用了許多源于2G和3G技術(shù)的技術(shù)概念，包括來自3GPP2的技術(shù)。此外，提案的數(shù)量還可能會受到主觀因素的影響，一些成員公司可能通過向他們駐3GPP的代表提供獎勵，以最大化提案的數(shù)量，導(dǎo)致多個工作組不得已執(zhí)行“每家公司針對每個議程項目僅可提交一個提案”的政策。同時，數(shù)據(jù)庫是為工程師建立的，并不適合進行宏觀分析，也容易出現(xiàn)不同的詮釋，所以說提案數(shù)量到底怎么去理解就會存在爭議。
陳萬士認為，3GPP領(lǐng)導(dǎo)力是驅(qū)動演進的能力，特別在5G時代，怎樣能更好地拓展移動生態(tài)系統(tǒng)是3GPP關(guān)注的重點。從下圖可以看到，5G演進到現(xiàn)階段并不僅僅是增強寬帶這么簡單，它還關(guān)注如何更好地拓展整個移動生態(tài)系統(tǒng)、如何在公司層面上去領(lǐng)導(dǎo)和驅(qū)動這種拓展、以及如何在技術(shù)上更好地前進，這才是衡量3GPP領(lǐng)導(dǎo)力的重要標準。由于3GPP是端到端的標準化組織，所以在引領(lǐng)標準拓展和演進的時候，就必須考慮在端到端方面的技術(shù)和研發(fā)領(lǐng)導(dǎo)力，這是基礎(chǔ)。
另一方面，3GPP整個系統(tǒng)設(shè)計工作由多個工作組逐個進行決策，分散進行，端到端的監(jiān)管比較少。在核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)絡(luò)和用戶設(shè)備等幾個方面，每個工作組都會根據(jù)技術(shù)規(guī)范組的要求進行具體的技術(shù)設(shè)計。因此，盡管3GPP工作是分布式的，但在驅(qū)動工作組的工作時，卻必須要從端到端的角度去進行推動，無論是LAA、免許可LTE、LTE IoT，還是D2D、C-V2X、數(shù)字廣播等技術(shù)都是如此。
高通的兩個小故事
“在業(yè)界看來，Qualcomm最出名的是芯片產(chǎn)品，但從Qualcomm的企業(yè)DNA和發(fā)展歷史角度而言，我們最根本的使命是要解決端到端的系統(tǒng)級設(shè)計問題。”Qualcomm技術(shù)標準副總裁柯詩亞以許可輔助接入(LAA)與NB-IoT為例，講述了Qualcomm如何參與3GPP的工作并做出重要貢獻。
Qualcomm在2009-2010年就開始了關(guān)于LAA的基礎(chǔ)性研究，并隨后向3GPP提交了概念提案。但遺憾的是，該提案引發(fā)了成員公司間的不同意見，未能達成廣泛一致，只有Qualcomm和愛立信選擇支持，在接下來的6個月里，高通花費了大量的時間和努力說服20家公司參與其中，再之后的3個月內(nèi)，3GPP最終通過了LAA的研究項目，前后耗時共9個月。
在研究項目獲批后，就要進入執(zhí)行階段，具體需要多個工作組來完成。在這過程中，Qualcomm提出了很多極為重要的提案，貢獻了很多具體技術(shù)文件，有針對性解決LAA發(fā)展中的技術(shù)障礙。當然，并不是所有的技術(shù)文件都能夠被3GPP接受，重要的是，這些提案所蘊含的觀點和想法卻能繼續(xù)流傳，被行業(yè)接受。
有趣的一點是，在LAA項目中，Qualcomm面臨著LTE如何能與Wi-Fi實現(xiàn)共存的挑戰(zhàn)。Qualcomm開展了大量工作來推動與Wi-Fi行業(yè)之間的合作，例如舉辦研討會，驅(qū)動Wi-Fi與LAA共同向前發(fā)展。除此以外，在進行LAA研究項目時，可能會面臨來自某些國家監(jiān)管要求的挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，Qualcomm又提出了另外一個新的研究項目—USOS，用以解決來自韓國和日本方面的監(jiān)管挑戰(zhàn)。
目前，LAA技術(shù)已經(jīng)在多個國家開展部署，而且有多款支持這一功能的智能手機上市。這項技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的過程，同時還需要具備很強的適應(yīng)能力，應(yīng)對一些從沒想過的新問題。
關(guān)于NB-IoT，據(jù)柯詩亞介紹，當時存在GERAM蜂窩IoT和NB-LTE兩個相互競爭的提案標準，各有其一套理論和支持者。在這樣的時間節(jié)點上，Qualcomm提出了自己的提案，意在融合兩個標準以避免出現(xiàn)標準的分裂。Qualcomm的做法是將兩種技術(shù)路線中最基本的優(yōu)點提取出來進行融合，從而形成單一路線，命名為NB-IoT。最終，提案獲得了業(yè)界的認同，提案中所蘊含的基礎(chǔ)性觀點最后被行業(yè)所接受，成為標準的一部分。
柯詩亞認為，提案是否被接受其實不重要，重要的是這些提案的內(nèi)容得以流傳，它們超越規(guī)范的范疇成為標準的一部分。“一家企業(yè)要從基礎(chǔ)性研究開始，然后在3GPP提出概念提案，在概念提案提出后的漫長時間里，一方面要說服各方接受這個概念和想法，與此同時還要解決從來沒有預(yù)想過的新問題。最終，所有問題都得到了解決才能形成標準，Qualcomm在這方面起到了帶頭的作用。”
5G新空口的發(fā)展
3GPP當前正在制定5G新空口標準。從部署的時間表來看，2019年將成為重要分水嶺，此前為研究項目階段(study item)和2017年開始的工作項目階段(work item)，之后進入5G NR階段部署階段。預(yù)計第一個版本的5G工作項目階段應(yīng)該會在2018年之前完成。
2016年，高通分別在世界移動大會(MWC)與MWC上海展期間展示了28GHz和6GHz以下5G NR原型系統(tǒng)和試驗平臺。2017年，高通宣布與中興通訊和中國移動在下半年合作開展基于5G新空口規(guī)范的互操作性測試和OTA外場試驗，試驗將基于中國移動的5G指導(dǎo)建議書要求，使用高通的終端原型和中興通訊的基站解決方案，模擬真實場景并支持廣泛的5G新空口用例和部署場景。
考慮到未來3.5GHz將會是中國移動部署頻段的一個重要資源，因此高通在5G NR原型系統(tǒng)第一階段所做的實驗也是專門針對3.5GHz來實現(xiàn)的。據(jù)悉，試驗將使用多項先進的3GPP 5G新空口技術(shù)，包括大規(guī)模多入多輸出(MIMO)天線技術(shù)、自適應(yīng)獨立TDD、多項波束技術(shù)、基于OFDM的可擴展波形以支持更大帶寬、先進編碼與調(diào)制方案以及基于低時延時隙結(jié)構(gòu)的全新靈活設(shè)計。而在MWC2017上，中國移動和Qualcomm展臺還將共同演示Qualcomm首個基于3GPP 5G 新空口標準工作的5G連接。
從端到端的原型系統(tǒng)來看，除了28GHz和6GHz以下5G NR原型系統(tǒng)和試驗平臺外，對頻譜共享原型系統(tǒng)的測試也非常重要。為此，MWC2017期間，高通還展示了首個MulteFire OTA無縫移動性，以及面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的私有LTE/MulteFire網(wǎng)絡(luò)，將LTE優(yōu)勢帶入更廣闊的生態(tài)系統(tǒng)中。
同時，高通還發(fā)展多項關(guān)鍵的5G技術(shù)，包括千兆級LTE、可擴展OFDM參數(shù)、先進LDPC信道編碼、獨立TDD子幀、毫米波移動化、大規(guī)模MIMO等。“5G工作絕不會停在此時此刻，不會止步于Release 15，也不會止步于我們推出的首款調(diào)制解調(diào)器。”柯詩亞表示，2018年3GPP要開展的工作將包括5G NR(5G新空口)在免許可頻譜運行、5G NR URLLC(高可靠低時延通信)、5G在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用(C-V2X)、5G NR回程技術(shù)以及面向衛(wèi)星系統(tǒng)的5G NR。
