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3GPP标准演进总结.doc

3GPP标准演进总结.doc
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到现在为止,我们已经提到了许多蜂窝无线标准和系统,回顾了从第一代模拟语音系统到LTE开发的演进。现在让我们总结一下该演进的每一步所获得的升级和性能改善。由于LTE是由3GPP标准机构提出的,此处我们将只着重介绍3GPP标准演进。3GPP提出的3G标准的第一个版本一般称为3GPP Release 99,当时预定在1999年完成,但实际发布时间是2000年。世界上的几个UMTS网络就建立在这个标准基础上。接下来的每次发布则是以发布号而非发布年份进行区别。每次发布都在一个或几个方面有所升级,包括(1) 无线性能改善,如更高的数据速率、更低的延时和增加了的语音容量;(2) 旨在降低其复杂性、提高传输效率的核心网络变化;(3) 对一键通话、多媒体广播及多播和IP多媒体业务等新应用的支持。表1-6总结了3GPP 的不同发布版本及各自带来的升级。

表1-7总结了无线系统从GSM经由3GPP标准进行演进时它们在峰值数据速率和延时方面的演进。可以很清楚地看到,在最近十年,不管是数据速率还是延时,都有了巨大的进步。早期GPRS系统的峰值数据速率低至40 kbps,而LTE理论上则能达到360 Mbps,增幅近万倍。典型的终端用户的速度从GPRS的10~20 kbps到HSPA /HSPA+的0.5~2 Mbps,而LTE则有望达到2~3 Mbps或更高。技术上的进步使我们已经非常接近信道容量的香农(Shannon)极限,这使得在频谱效率方面获得更高的增益

变得非常有挑战性。协议、帧长度、网络体系结构在这几年内的变化已经使延迟大

大减小。GPRS和EDGE系统的用户面延迟为350~700 ms左右,而HSPA系统将之减小到低于100 ms,LTE系统则将使之降到30 ms。较低的延时能提高VoIP、游戏及

其他互动应用等实时实用的体验质量。

TD-LTE进入R12周期多项热点将写入标准

——后LTE-Advanced面临挑战

作者:时间:2012-12-09 来源:电子信息产业网字号:小中大

关键词:WLAN LTE TD

据估计,移动数据业务每年增长一倍,在后续5年将增长40倍,相对于2009年,移动数据业务到2020年将增长1000倍。

今年年底,3GPP R11标准版本基本做完,增强版本R12的研究已经在3个月前开始,从2012年9月到2014年6月,将是R12标准版本的关键技术研究和标准制定周期,作为主流的4G标准,TD-LTE的R12研究是中国吸引世界通信界关注的焦点。日前,由3GPP、中国通信标准化协会、TD产业联盟共同主办的“3GPP技术标准——中国峰会”的召开,引起了高度重视,来自国际通信组织、政府相关主管部门、运营商、科研院所、TD产业联盟各成员单位、相关媒体等单位和机构的领导和专家超过两百人齐聚一堂。3GPP TSG-SA 组、CT组、TF160组、GERAN组、RAN组等各工作组主席或副主席出席了本次会议,详细介绍各工作组的工作内容和进展,并对本领域下一步标准演进的方向进行分析。中国通信业

的标准专家也介绍了中国移动通信业对标准演进的需求和建议,来自大唐无线移动创新中心的孙韶辉代表CCSA讲述了TD-LTE在R12上的关键技术研究和标准化准备。

后LTE-Advanced面临挑战

多种接入技术和多层网络共同部署带来挑战,需要采用更为智能的网络技术解决方案降低网络部署费用。

随着移动互联网和智能终端的快速增长,移动数据业务在中国正呈现出爆炸性增长的势头。据估计,移动数据业务每年增长一倍,在后续5年将增长40倍,相对于2009年,移动数据业务到2020年将增长1000倍。要满足这种爆发式的增长,对移动通信来说,就需要比目前高5到10倍的频谱资源,同时在频谱效率上增长2到3倍,小区的部署更加密集,大约需要比目前的密集度提高30到100倍。

“到目前为止,大约70%的移动数据业务发生在家庭或办公室的室内环境,在未来这个比例将可能达到90%甚至更高。因此,室内/小小区覆盖的解决方案将成为未来移动通信的核心。”孙韶辉说。

R12版本的应用是LTE-Advanced已经发展到一定时期的增强,在这个“后

LTE-Advanced时代”所面临的挑战目前已经能够大致看出:低频段频谱资源缺乏,大部分适用于移动通信的低频段频谱资源已经被使用(例如:低于3.0GHz频段),为应对未来移动宽带(MBB)业务的发展,使用高频段的频谱资源成为现实的需求。同时海量的机器类型(MTC)终端出现,机器类型终端将在无线通信网络中大量应用;海量机器类型终端对网络设计、部署方式和性能都带来重要影响。

大量密集的设备带来绿色节能通信的需求。通过节能手段减少对环境的影响已经成为对移动通信网络设计的重要需求,在通信标准制定和各种方案设计过程中需要充分考虑绿色节能的需求。而且网络部署和运营的复杂性能提高,费用不断攀升。多种接入技术和多层网络共同部署带来的挑战,需要采用更为智能的网络技术解决方案降低网络部署费用。

应对上述这些挑战也是R12标准的制定目标。

一方面要研究和制定提升室内、热点场景性能的优化设计方案,应对移动宽带数据业务的爆炸性增长。一是进一步提升频谱效率,特别是提升室内、热点场景下的容量;二是优化异构网络中密集部署低功率节点场景情况的网络性能;三是在移动通信网络中充分利用更高频段的频谱资源(例如3.5GHz频段)。

另一方面要进一步增强现有网络的性能。一是实现更为灵活、智能和高效的网络部署,二是进一步优化、提升网络和终端传输小数据业务和应用的性能(如智能终端和MTC终端的数据传输业务);三是提供支持多种接入技术协作传输的方案,有效提升多网络业务分流的性能;四是进一步增强多天线技术,实现覆盖和容量的提升;五是增强网络在高速移动场景中的性能;六是实现更高效的网络节能技术方案。

多项热点技术拟纳入R12

未来无线移动通信数据业务的爆炸性增长,将进一步提升网络在热点、室内场景下的性能,并成为LTE R12标准化的重要方向。

据有关人士透露,R12涉及的主要方向在本月会初步确定,而多个热点技术会纳入R12标准中。

热点和室内增强技术(LTE-Hi)是热点之一。这也是目前业界讨论比较多的技术。该技术基于LTE/LTE-A标准之上,针对短距离覆盖,实现更高的数据传输和更简化的网络架构设计,其特点是高频段、大带宽、更好的性能,更好地满足室内场景的业务传输。室内部署场景的小覆盖和低移动性使得高频段频谱可用于支撑移动宽带业务发展,而且小覆盖和高频谱穿透性差的特点使得频谱资源重用性更高,LTE-Hi与宏蜂窝的异频段组网将有利于减少系统干扰和提升传输性能,采用高频段频谱可使用200MHz及以上的更大带宽。

LTE-Hi在物理层面、空口高层以及网络架构方面都可以进行增强,例如在空口高层,可以对小基站的信令和过程优化设计,使异构网络移动性增强,还有基于LTE-Hi的SON增强技术。

有源天线形态的多天线技术增强是热点之二。从单流波束赋形到双流波束赋形,再到3D波束赋形,TD在天线技术上的创新还在继续。在R11版本中,对有源天线形态下的3D 波束赋形技术已经进行了初步讨论(3D beamforming),也在R11的RAN4工作组中开展了基于有源天线的基站RF的EMC研究项目。3D beamforming通过终端专用的天线下倾聚焦可有效地提升接收信号的信噪比,进一步减少小区内和小区间的干扰。据初步评估,3D波束赋形在小区平均频谱效率上有11%-18%的增长,在小区边缘频谱效率上,有30%到36%的增长。

机器间通信(MTC)技术增强是热点之三。基于LTE的低成本MTC终端研究工作,将继续R11对减少MTC终端成本技术研究,用于MTC的低传输速率的终端类型研究,对低成本MTC终端的覆盖增强技术研究。在R12中针对MTC应用的网络优化设计。

将移动中继标准化是热点之四。移动中继是针对时速超过200公里的高速铁路提出的,包括中国在内的多个国家也在快速部署高铁,中国的高铁线路很快将超过1万公里,运载旅客量也在急速上升,因此对移动中继提出了潜在的需求。在R10版本的中继标准化工作集中在固定中继类型,R11开展了面向高速移动环境的移动中继技术研究项目,主要的挑战是在高速移动环境中的无缝切换。

LTE-WLAN互操作技术增强是热点之五。基于无线接入网侧的LTE-WLAN互操作增强的可行性方案,进一步优化蜂窝系统业务分流的可行性,提升WLAN网络的使用效率,提升终端用户对移动互联网业务的体验。需要标准化的内容包括:明确LTE-WLAN互操作的应用场景和机制,WLAN的发现机制,网络选择策略,无线资源的优化方案,信令优化设计等。

为了应对未来无线移动通信数据业务的爆炸性增长,进一步提升网络在热点、室内场景下的性能,特别是在高频段频谱中应用的性能,成为LTE R12标准化的重要方向。“3GPP R12

的标准化应该集中在LTE-Hi、3D波束赋形、机器间通信增强、移动中继、覆盖增强、最小化路测增强、自组织自优化的优化、网络节能和LTE-WLAN互操作增强等领域。”孙韶辉说

关于3GPP标准中基站频谱发射模板和ACLR两个指标的考虑

关于3GPP 标准中频谱发射模板和 ACLR 两个指标的考虑 一. 指标 1. 3GPP 中频谱发射模板的指标要求: Table 6.14: Spectrum emissi on mask values, BS maximum output power P _ 43 dBm Table 6.15: Spectrum emissi on mask values, BS maximum output power

Table 6.16: Spectrum emissi on mask values, BS maximum output power 31 < P < 39 2. 3GPP 中ACLR 的指标要求: Table 6.22: BS ACLR

二.问题的提出: 在WCDMA高功放的测试中发现,在单载波满足ACLR指标要求时,频谱发射模板要求并 不满足,必须将输出功率回退,使其临道ACLR指标达到—48dBc左右,才有可能能满足频谱发射模板要求。为什么同为临近频带的线性指标要求,ACLR能满足指标甚至留有余量 2dB左右,而频谱发射模板指标却过不去? 三.分析 定义分析: 1. 共性:频谱发射模板和ACLR两个指标在3GPP中是同属于“带外发射(out of band emission)”指 标。带外发射的定义是:由调制过程和传输中的非线性产生的紧邻有用信道外的有害发射,不包括杂散发射。 2. 区别:A.适用范围不同。频谱发射模板只是在特定的一些区域需要满足的一个指 标,而在其他某些地域则不一定要求。ACLR指标则是在任何情况都必须满足。 ACLR指标只是针对WCDMA系统自身干扰而言的,也就是不希望对同一系统内工作在其相邻载波 的其他基站造成干扰。而频谱发射模板更多的则是考虑非 WCDMA系统,如和工作在UMTS相邻频段的其他系统共存,或是和工作在PCS 频段的其他系统共存。因此其测量带宽也会和相应的系统对应起来,如30K测量 带宽就是对应PCS系统和卫星系统。B.对载波数要求不同。频谱发射模板指标都是在单载波情况下 定义的,如果是多载波功放,测辐射模板只用单载波。而ACLR 指标则是无论载波数多少,传输模式是什么,都必须满足。 指标分析: 以基站输出功率39 < P < 43 dBm为例,频谱发射模板指标为: Table 6.15: Spectrum emissi on mask values, BS maximum output power 39 _ P < 43 dBm 假设基站输出功率P=40dBm,将每一频段的要求转换成测量带宽为 3.84M的要求:

3GPP技术标准中文版

3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 翻译小组成员 翻译的部分姓名俱乐部ID 电子邮件 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 5-9 孙扬 phaeton yang_sun_80@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 9-11 赵建青 happyqq zjqqcc@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 11-14 周翔babytunny babytunny@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 15-18 马进xma 2003xm@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 15-18 bluesnowing bluesnowing@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 21-24 tonyhunter tonyhunter@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 26-28,37 maggie maggiemail88@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 29-32 caisongjin caisongjin@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 3GPP TS 25.401 V3.10.0 (2002-06) 33-36 陈华安 ny2k3d4c c_huaan@https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html, 关于“移动通信俱乐部3G本土化研究组” 移动通信俱乐部3G本土化研究组 3G Research&Localization Group of Mobile Club,简称3G RLG.MC 由移动通信俱乐部(https://www.sodocs.net/doc/6b11433553.html,)发起成立的。3G RLG.MC致力于3G的本土化研究工作,工作方式是开放式的,非盈利目的的。任何个人、组织均可参与3G RLG.MC。3G RLG.MC最高纲领:成为中国最大的3G 研究社区和中文化团队,推进中国3G通信事业健康发展。3G RLG.MC初级纲领:让每一个社区成员都能参与到3G中文化和学习中来,促进业界交流,营造一个深入探讨学习和交流3G的平台

3GPP规范命名规则解读

学习了解电信技术知识的一个很好的手段是阅读3GPP的规范。但是3GPP有大量的规范,我们可能经常面对这些规范觉得无从下手:应该从那里开始,究竟那些是与我们的工作内容直接相关的,等等。如果能够对3GPP规范的命名规则有所了解的话,可能会有很大的帮助。 3GPP规范的全名由规范编号加版本号构成(例如:3GPP TS 29.329 V6.3.0)。规范编号由被点号(“.”)隔开的4或5个数字构成(例如09.02或29.002),其中点号之前的2个数字是规范的系列号,点号之后的2或3个数字是文档号。 这些信息很好的体现了规范所属的系统、规范的类别、版本等属性。下面分别进行说明。 关于系列号 了解了系列号含义实际上在很大程度上就掌握了3GPP规范的命名含义。系列号的前1个数字体现了规范所属的系统,后1个数字体现了规范的类别(与前1个数字结合)。 3GPP负责两个系统的规范:“3G系统”和“GSM系统”。所谓“3G系统”和“GSM系统”主要根据无线接入部分的不同来区分的。具体而言,"3G系统"是指的是使用UTRAN无线接入网的系统;"GSM系统"指的是使用GERAN 无线接入网的3GPP系统。 如果根据从分配的系列号来看,还可以更为细致的划分为3个系统:“3G系统”、“GSM系统”和“早期GSM系统”。这三个系列之间有着紧密的关联。简单来说,“早期GSM系统”代表的是过去,是后两者的前身,其本身已不再发展了,“3G系统”和“GSM系统”都是在“早期GSM系统”的基础上继承而来的。后二者是并行发展的,它们的区别主要在于无线接入部分。某种程度上“3G系统”的无线接入部分相对与“早期GSM系统”可以认为是一场革命,而“GSM系统”的无线接入部分则是对“早期GSM系统”的改良;对于核心网部分二者基本上是雷同的。 从系列号的命名上,可以很容易区分出这三个系统的规范。一般来说,系列号01~13用于命名“早期GSM系统”;系列号21~35用于“3G系统”;系列号41~55用于命名“GSM系统”。然而,由于“3G系统”和“GSM系统”许多内容(特别是在核心网方面)都是相同的,所以很多规范都是同时适用于“3G系统”和“GSM系统”,这样的规范通常也使用系统号21~35来命名,但是文档号的第1位必须为"0" 指示该规范可适用于两个系统。例如,29.002可以同时适用于“3G系统”和“GSM系统”,而25.101和25.201只适用于“3G系统”。 无论“3G系统”、“GSM系统”还是“早期GSM系统”它们的文档的类别的划分都是基本一致的,都可以基本可划分为:1)需求;2)业务方面;3)技术实现;4)信令协议(用户设备-网络);5)无线方面;6)媒体编码CODECs;7)数据Data;8)信令协议(无线系统-核心网);9)信令协议(核心网内);10)Programme management;11)用户标识模块(SIM / USIM);12)操作和维护O&M;等等若干方面。 规范的所属的类别也同样会体现在其系列号上,例如,09,29,49系列的规范是关于核心网信令协议方面的。 00 01 02 03 04 05 06 07

3GPP标准

Agilent E1963A W-CDMA Mobile Test Application For the E5515C (8960) Wireless Communications Test Set Technical Overview Speed UMTS test plan development and get your devices to market sooner, while ensuring compliance with TS34.121 test standards. The E1963A W-CDMA Mobile Test Application, when used with the Agilent GSM, GPRS, and EGPRS applications, is the industry standard for Universal Mobile Telecommunications (UMTS) mobile test. Agilent’s 8960 (E5515C) test set provides you with a single hardware platform that covers all the UMTS/3GPP (Third Generation Partnership Project) radio formats: W-CDMA, HSPA, GSM, GPRS, and EGPRS. Exceed your calibration test time goals with the E1999A-202 fast device tune measurement. Simultaneously calibrate your device’s transmitter (Tx) output power and receiver (Rx) input level across level and frequency. E1999A-202 is a superset of the discontinued E1999A-201. It not only offers the equivalent capabilities of the E1999A-201, but is also further enhanced to reduce the calibration test times for W-CDMA, cdma2000?, and 1xEV-DO wireless devices with smaller step size support (10 ms step size versus 20 ms step size). Reach your high-volume production goals by moving prototypes quickly into production with this test solution’s fast and repeatable measurements, accurate characterization, and ease of programming. The HSPA, W-CDMA, GSM, GPRS, and EGPRS product combination delivers a complete and integrated UMTS test solution in a single box. FM radio source, a single channel GPS source (E1999A-206) and PESQ measurement (E1999A-301) are also added into the test box for FM radio receiver calibration, GPS receiver calibration and audio quality test without the need of an external audio analyzer. This fast, one-box approach simplifies your production process and increases your production line effectiveness. With the most complete test functionality for 3GPP TS34.121 Section 5 and 6 tests, E1963A Options 403,405 and 413 provide fast, flexible measurements and options in user equipment (UE) connectivity, giving design and manufacturing test engineers more flexibility in creating test plans and the assurance that designs meet technology standards. The option 423 supports 64QAM downlink modulation and RB test mode connection. Key Capabilities ?Fast device calibration across level and frequency simultaneously ?Test HSPA devices as defined in 3GPP TS34.121 ?Switch between HSPA sub-test conditions while on an active connection ?Test all UMTS technologies with one connection maintained throughout ?Test all frequency bands I through XIV ?FM and GPS receiver calibration in one box ?Test vocoder speech quality using the industry standard PESQ algorithm Tx measurements W-CDMA HSDPA HSUPA Thermal power Yes Yes Yes Channel power Yes Yes Yes Adjacent channel leakage ratio Yes Yes Yes Waveform quality Yes Yes Yes Spectrum emission mask Yes Yes Yes Phase discontinuity Yes Yes Yes Inner loop power Yes Occupied bandwidth Yes Yes Yes Code domain power Yes Yes Yes IQ constellation Yes Yes- Yes Tx on/off power Yes Yes Yes Frequency stability Yes Yes Yes Dynamic power analysis Yes Yes Yes Tx dynamic power Yes Spectrum monitor Yes Yes Yes Rx measurements W-CDMA HSDPA HSUPA Loopback BER Yes N/A N/A BLER on DPCH (W-CDMA)Yes N/A N/A HBLER on HS-DPCCH (HSDPA)N/A Yes N/A

关于3GPP标准中基站频谱发射模板和ACLR两个指标的考虑

关于3GPP标准中频谱发射模板和ACLR两个指标的考虑一.指标 1.3GPP中频谱发射模板的指标要求: Table 6.14: Spectrum emission mask values, BS maximum output power P ≥ 43 dBm Table 6.15: Spectrum emission mask values, BS maximum output power 39 ≤ P < 43 dBm

Table 6.16: Spectrum emission mask values, BS maximum output power 31 ≤ P < 39 dBm Table 6.17: Spectrum emission mask values, BS maximum output power P < 31 dBm 2. 3GPP 中ACLR 的指标要求: Table 6.22: BS ACLR

二.问题的提出: 在WCDMA高功放的测试中发现,在单载波满足ACLR指标要求时,频谱发射模板要求并不满足,必须将输出功率回退,使其临道ACLR指标达到-48dBc左右,才有可能能满足频谱发射模板要求。为什么同为临近频带的线性指标要求,ACLR能满足指标甚至留有余量2dB左右,而频谱发射模板指标却过不去? 三.分析 ●定义分析: 1.共性:频谱发射模板和ACLR两个指标在3GPP中是同属于“带外发射(out of band emission)”指标。带外发射的定义是:由调制过程和传输中的非线性产生的紧邻有 用信道外的有害发射,不包括杂散发射。 2.区别:A. 适用范围不同。频谱发射模板只是在特定的一些区域需要满足的一个指 标,而在其他某些地域则不一定要求。ACLR指标则是在任何情况都必须满足。 ACLR指标只是针对WCDMA系统自身干扰而言的,也就是不希望对同一系统内 工作在其相邻载波的其他基站造成干扰。而频谱发射模板更多的则是考虑非 WCDMA系统,如和工作在UMTS相邻频段的其他系统共存,或是和工作在PCS 频段的其他系统共存。因此其测量带宽也会和相应的系统对应起来,如30K测量 带宽就是对应PCS系统和卫星系统。B.对载波数要求不同。频谱发射模板指标都 是在单载波情况下定义的,如果是多载波功放,测辐射模板只用单载波。而ACLR 指标则是无论载波数多少,传输模式是什么,都必须满足。 ●指标分析: 以基站输出功率39 ≤ P < 43 dBm为例,频谱发射模板指标为: Table 6.15: Spectrum emission mask values, BS maximum output power 39 ≤ P < 43 dBm 假设基站输出功率P=40dBm,将每一频段的要求转换成测量带宽为3.84M的要求:

3GPP规范-R15-TS38系列NR38331-f00

3GPP TS 38.331 V15.0.0 (2017-12) Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network NR Radio Resource Control (RRC) protocol specification (Release 15) The present document has been developed within the 3rd Generation Partnership Project (3GPP TM) and may be further elaborated for the purposes of 3GPP.. The present document has not been subject to any approval process by the 3GPP Organizational Partners and shall not be implemented. This Specification is provided for future development work within 3GPP only. The Organizational Partners accept no liability for any use of this Specification. Specifications and Reports for implementation of the 3GPP TM system should be obtained via the 3GPP Organizational Partners' Publications Offices.

3GPP的接入安全规范

3GPP的接入安全规范已经成熟,加密算法和完整性算法已经实现标准化。基于IP的网络域的安全也已制定出相应的规范。3GPP的终端安全、网络安全管理规范还有待进一步完善。 3GPP制定的3G安全逻辑结构针对不同的攻击类型,分为五类,即网络接入安全(Ⅰ)、核心网安全(Ⅱ)、用户安全(Ⅲ)、应用安全(Ⅳ)、安全特性可见性及可配置能力(Ⅴ)。 3GPP网络接入安全机制有三种:根据临时身份(IMSI)识别,使用永久身份(IMSI)识别,认证和密钥协商(AKA)。AKA机制完成移动台(MS)和网络的相互认证,并建立新的加密密钥和完整性密钥。AKA机制的执行分为两个阶段:第一阶段是认证向量(AV)从归属环境(HE)到服务网络(SN)的传送;第二阶段是SGSN/VLR和MS执行询问应答程序取得相互认证。HE包括HLR和鉴权中心(AuC)。认证向量含有与认证和密钥分配有关的敏感信息,在网络域的传送使用基于七号信令的MAPsec协议,该协议提供了数据来源认证、数据完整性、抗重放和机密性保护等功能。 3GPP为3G系统定义了10种安全算法:f0、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9、f1*、f5*,应用于不同的安全服务。身份认证与密钥分配方案中移动用户登记和认证参数的调用过程与GSM网络基本相同,不同之处在于3GPP认证向量是5元组,并实现了用户对网络的认证。AKA利用f0至f5*算法,这些算法仅在鉴权中心和用户的用户身份识别模块(USIM)中执行。其中,f0算法仅在鉴权中心中执行,用于产生随机数RAND;f1算法用于产生消息认证码(鉴权中心中为MAC-A,用户身份识别模块中为XMAC-A);f1*是重同步消息认证算法,用于产生MAC-S;f2算法用于产生期望的认证应答(鉴权中心中为XRES,用户身份识别模块中为RES);f3算法用于产生加密密钥CK;f4算法用于产生消息完整性密钥IK;f5算法用于产生匿名密钥AK和对序列号SQN加解密,以防止被位置跟踪;f5*是重同步时的匿名密钥生成算法。AKA由SGSN/VLR发起,在鉴权中心中产生认证向量AV=(RAND,XRES,CK,IK,AUTN)和认证令牌AUTN=SQN [AAK]‖AMF‖MAC-A。VLR发送RAND和AUTN至用户身份识别模块。用户身份识别模块计算XMAC-A=f1K(SQN‖RAND‖AMF),若等于AUTN中的MAC-A,并且SQN在有效范围,则认为对网络鉴权成功,计算RES、CK、IK,发送RES至VLR。VLR 验证RES,若与XRES相符,则认为对MS鉴权成功;否则,拒绝MS接入。当SQN不在有效范围时,用户身份识别模块和鉴权中心利用f1*算法进入重新同步程序,SGSN/VLR向HLR/AuC 请求新的认证向量。 3GPP的数据加密机制将加密保护延长至无线接入控制器(RNC)。数据加密使用f8算法,生成密钥流块KEYSTREAM。对于MS和网络间发送的控制信令信息,使用算法f9来验证信令消息的完整性。对于用户数据和话音不给予完整性保护。MS和网络相互认证成功后,用户身份识别模块和VLR分别将CK和IK传给移动设备和无线网络控制器,在移动设备和无线网络控制器之间建立起保密链路。f8和f9算法都是以分组密码算法KASUMI构造的,KASUMI算法的输入和输出都是64 bit,密钥是128 bit。KASUMI算法在设计上具有对抗差分和线性密码分析的可证明的安全性。

标准协议之3GPP标准协议

标准协议之3GPP标准协议 All 3G and GSM specifications have a 3GPP specification number consisting of 4 or 5 digits. (e.g. 09.02 or 29.002). The first two digits define the series as listed in the table below. They are followed by 2 further digits for the 01 to 13 series or 3 further digits for the 21 to 55 series. The term "3G" means a 3GPP system using a UTRAN radio access network; the term "GSM" means a 3GPP system using a GERAN radio access network. (Thus "GSM" includes GPRS and EDGE features.) A specification in the 21 to 35 series may apply either to 3G only or to GSM and 3G. A clue lies in the third digit, where a "0" indicates that it applies to both systems. For example, 29.002 applies to 3G and GSM systems whereas 25.101 and 25.201 apply only to 3G. Most specs in all other series apply only to GSM systems. However, as the spec numbering space has been used up, this guide is more frequently broken, and it is necessary to examine the information page for each spec (see the table below) or to check the lists in 01.01 / 41.101 (GSM) and 21.101 (3G) for the definitive specification sets for each system and each Release. 所有3G和GSM规范具有一个由4或5位数字组成的3GPP编号。(例如:09.02或29.002)。前两位数字对应下表所列的系列。接着的两位数字对应01-13系列,或3位数字对应21-55系列。词"3G"意味着采用UTRAN无线接入网的3GPP系统,词"GSM" 意味着采用GERAN无线接入网的3GPP系统(因而,"GSM"包括GPRS和EDGE 性能)。

3GPP最新NB-IoT标准

Javier Gozalvez New 3GPP Standard for IoT Internet of Things major milestone was achieved in the Third-Generation Partner- ship Project’s (3GPP’s) Radio Access Network Plenary Meeting 69 with the decision to standardize the narrow- band (NB) Internet of Things (IoT), a new NB radio technology to address the requirements of the IoT. The new technology will provide improved in- door coverage, support of a massive number of low-throughput devices, low delay sensitivity, ultralow device cost, low device power consump- tion, and optimized network archi- tecture. The technology can be deployed in-band, utilizing resource blocks within a normal long-term evolution (L TE) carrier, or in the un- used resource blocks within an L TE carrier’s guard-band, or stand alone for deployments in dedicated spec- trum. The NB-IoT is also particularly suitable for the refarming of Global System for Mobile Communications (GSM) channels. Ericsson, AT&T, and Altair dem- onstrated over ten years of battery life using LTE power-saving mode (PSM) on a commercial LTE IoT chip set platform. The demonstration runs on Ericsson networks and Al- tair’s FourGee-1160 Cat-1 chip set fea- turing ultralow power consumption. Long-term battery life has become a prerequisite for a vast number of IoT applications. PSM is an Ericsson Evolved Packet Core (EPC) feature based on 3GPP (Release 12) for both GSM and LTE networks. The feature is able to dramatically extend I oT device battery life up to ten years or more for common use cases and traffic profiles. This capability is defined for both LTE and GSM tech- nologies and lets devices enter a new deep-sleep mode—for hours or even days at a time—and only wake up when needed. Ericsson, Sony Mobile, and SK Telecom conducted lab testing of the key functionalities of LTE device Category 0 and Category M (Machine- Type Communication). LTE Category 0 has been standardized in the 3GPP LTE Release 12 and is the first device category specifically target- ing reduced complexity and, thus, reduced cost for the IoT. LTE Category M is a key theme in LTE Release 13, representing further cost savings and improving battery lifetime. Wearable devices and related applications were selected for the user scenarios being tested and trialed. The wearable device test use cases are focused on consumer lifestyle and wellness ap- plications enabled through multiple sensors providing accelerometer, identification, pulse meter, and global positioning system functionality. Orange and Ericsson announced a trial of optimized, low-cost, low- complexity devices and enhanced network capabilities for cellular IoT over GSM and LTE. What the compa- nies claim will be the world’s first ex- tended coverage (EC) GSM trial will be conducted in France using the 900-MHz band, with the aim of en- hancing device reachability by up to 20 dB, or a sevenfold improvement in the range of low-rate applications. This further extends the dominant global coverage of GSM in Europe and Africa to reach challenging lo- cations, such as deep indoor base- ments, where many smart meters are installed, or remote areas in which sensors are deployed for agri- culture or infrastructure monitoring use cases. I n addition, EC-GSM will reduce device complexity and, thus, lower costs, enabling large-scale IoT deployments. In parallel, the compa- nies will carry, in partnership with Sequans, what they believe is the world’s first LTE IoT trial using low- cost, low-complexity devices with one receive antenna (instead of two), and half-duplex frequency division duplex (FDD). This simplifies the device hardware architecture and reduces expensive duplex filters, al- lowing for a 60% cost reduction in comparison with the existing LTE Category 4. Ericsson will also dem- onstrate, together with Sequans, energy efficiency over GSM and LTE networks with the PSM technology. The PSM feature is applicable to both GSM and LTE and supported by EPC. Digital Object Identifier 10.1109/MVT.2015.2512358 Date of publication: 24 February 2016 A

3GPP简介

第三代移动通信标准化的伙伴项目 一、概述 3GPP(第三代伙伴计划)是积极倡导UMTS为主的第三代标准化组织,欧洲ETSI,美国T1,日本TTC,ARIB和韩国TTA以及我国CCSA都作为组织伙伴(OP)积极参与了3GPP的各项活动。 二、3GPP组织结构 图1说明了3GPP的结构。3GPP基本每一年出台一个版本(Release),对于该版本的总体业务功能和网络总体框架由业务和系统结构组(SA)来确定,所以SA组有些象总体组。SA负责确定业务需求,以及实现该业务的总体技术方案,并将此要求映射到系统和终端等各部分,也就是下一层面的核心网(CN)组、无线接入网(RAN)组和终端(T)组。具体的协议是由这三个组来完成的。 图1 - 3GPP 技术委员会组织结构 业务和系统结构 业务和系统结构(SA)它具体负责3GPP所承担工作的技术合作,并且负责系统的整体结构和系统的完整性。应该指出的是,每个TSG都对它所涉及的规范有推进、批准和维护的责任。 SA1:业务需求

1.SA1:业务能力 a.业务和特征要求的定义 b.业务能力和蜂窝、固定、无绳应用的业务结构的发展 2.SA2:结构 a.整个结构的定义、演进和维护,包括对一些特别子系统(UTRAN,GERAN,核心网,终端,SIM/USIM)的功能分配,关键信息流的识别 b.在和其它TSG的合作中,定义所要求的业务,业务能力和由不同子系统提供的承载能力,包括使用分组和电路交换网的业务质量(QoS) 3.SA3:安全框架的定义,整个系统安全方面的评论 4.SA4:CODEC 方面 a.定义端到端传输的原则 b.相关规范的定义、推进和维护 5.SA5网管:网管结构以及具体的信息模型 核心网 TSG核心网(TSG-CN)负责基于3GPP规范系统的核心网络部分的规范。 具体来说,它负责以下几方面的工作: CN1:无线接口层三信令:用户设备-核心网层间无线接口的层三协议(呼叫控制,会话管理,移动性管理) CN2与CN4目前将合并:智能网以及核心网络信令协议合并为一组 CN3:与其他网络之间的互通业务 终端

3GPP协议编号-标准协议之3GPP标准协议

标准协议之3GPP标准协议 所有3G和GSM规范具有一个由4或5位数字组成的3GPP编号。(例如:09.02或29.002)。前两位数字对应下表所列的系列。接着的两位数字对应01-13系列,或3位数字对应21-55系列。词"3G"意味着采用UTRAN无线接入网 的3GPP系统,词"GSM" 意味着采用GERAN无线接入网 的3GPP系统(因而,"GSM"包括GPRS和EDGE性能)。 21-35系列规范只用于3G或既用于GSM也用 于3G。第三位数字为"0"表示用于两个系统,例如29.002用于3G和GSM系统,而25.101和25.201仅用于3G。其它系列的大多数规范仅用于GSM系统。然而当规范编号用完后,须查看每个规范的信息页面(见下表)或查看01.01 / 41.101 (GSM) 和21.101 (3G) 中的目录。

The 3GPP Specifications are stored on the file server as zipped MS-Word files. The filenames have the following structure: SM[-P[-Q]]-V.zip where the character fields have the following significance ... S = series number - 2 characters (see the table above) M = mantissa (the part of the spec number after the series number) - 2 or 3 characters (see above) P = optional part number - 1 or 2 digits if present Q = optional sub-part number - 1 or 2 digits if present V = version number, without separating dots - 3 digits

3GPP规范查询指引-Important

审核人:检查人:潘少安日期: 2013-12-6版本: V1.0 页码: 1 / 44 3GPP规范目录索引

目录 1:3GPP编号规则 (3) 2:GERAN协议目录 (3) 2.1:部分数据业务常用协议目录 (3) 2.2:GERAN总目录 (5) 3:UTRAN协议目录 (5) 3.1:部分数据业务常用协议目录 (5) 3.2 UTRAN总目录 (8)

3GPP规范目录索引 1:3GPP编号规则 所有 3G 和 GSM 规范具有一个由 4 或 5 位数字组成的 3GPP 编号。(例如: 09.02 或 29.002 )。前两位数字对应下表所列的系列。接着的两位数字对应 01-13 系列,或 3 位数字对应 21-55 系列。词 "3G" 意味着采用 UTRAN 无线接入网的 3GPP 系统,词 "GSM" 意味着采用 GERAN 无线接入网的 3GPP 系统(因而, "GSM" 包括 GPRS 和 EDGE 性能)。 21-35 系列规范只用于 3G 或既用于 GSM 也用于 3G 。第三位数字为 "0" 表示用于两个系统,例如 29.002 用于 3G 和 GSM 系统,而 25.101 和 25.201 仅用于 3G 。其它系列的大多数规范仅用于 GSM 系统。然而当规范编号用完后,须查看每个规范的信息页面(见下表)或查看 01.01 / 41.101 (GSM) 和 21.101 (3G) 中的目录。 2:GERAN协议目录 本目录摘自3GPP TS 41.101 2.1:部分数据业务常用协议目录

2.2:GERAN总目录 由于3GPP的规范很多如果全部列举出来相对繁琐,上述只列举了一些常用的规范的。如果想要查找更多的3GPP规范可以查看TS 41.101,这个规范包含了所有的2G中的规范。 41101-b00.doc 3:UTRAN协议目录 本目录摘自3GPP规范TS 21.101 3.1:部分数据业务常用协议目录

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