1.2 5G標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)組織介紹

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)組織

5G標(biāo)準(zhǔn)制定需要經(jīng)過(guò)一系列正規(guī)的流程，涉及國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）、第3代合作伙伴計(jì)劃（Third Generation Partnership Project，3GPP）、移動(dòng)通信網(wǎng)（Next Generation Mobile Networks，NGMN）以及主要分布在各個(gè)國(guó)家（地區(qū)）的5G推進(jìn)組織。

5G標(biāo)準(zhǔn)制定首先要通過(guò)ITU來(lái)進(jìn)行“頂層設(shè)計(jì)”，ITU提出了5G正式名稱為“IMT-2020”、5G的愿景“為用戶提供光纖般的接入速率，‘零’時(shí)延的使用體驗(yàn)，千億設(shè)備的連接能力”等。ITU是規(guī)則制定者，制定5G的需求和指標(biāo)，組織評(píng)估5G技術(shù)，最后宣布結(jié)果。《IMT愿景：5G架構(gòu)和總體目標(biāo)》《IMT-2020技術(shù)性能指標(biāo)》等一系列“規(guī)矩”就是ITU來(lái)發(fā)布的。

在ITU給出的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)框架下，3GPP制定更加詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范產(chǎn)業(yè)行為，它制定的5G標(biāo)準(zhǔn)最終要通過(guò)ITU的審核才能正式發(fā)布。

在標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，3GPP還會(huì)接受一些主要國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織的需求和技術(shù)提議，并接受評(píng)估。這些組織包括下一代移動(dòng)通信網(wǎng)（Next Generation Mobile Networks，NGMN）、IMT-2020（5G）（國(guó)內(nèi)主導(dǎo)的5G推進(jìn)組）、5G Americas（原來(lái)的4G Americas）、5G PPP（歐盟于2013年宣布成立的5G研究組織）、5G MF（日本的5G論壇）、5G Forum（韓國(guó)的5G論壇）等。5G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織的整體關(guān)系如圖1-2所示。

1.2.1.1 ITU

國(guó)際電信聯(lián)盟是聯(lián)合國(guó)的一個(gè)重要的專門機(jī)構(gòu)，也是聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)中歷史最長(zhǎng)的一個(gè)國(guó)際組織，簡(jiǎn)稱“國(guó)際電聯(lián)”“電聯(lián)”或“ITU”。

國(guó)際電聯(lián)是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)分配和管理全球無(wú)線電頻譜與衛(wèi)星軌道資源，制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)，向發(fā)展中國(guó)家提供電信援助，促進(jìn)全球的電信發(fā)展。

作為世界范圍內(nèi)聯(lián)系各國(guó)政府和私營(yíng)部門的紐帶，國(guó)際電聯(lián)通過(guò)其麾下的無(wú)線電通信、標(biāo)準(zhǔn)化和電信發(fā)展部門開(kāi)展活動(dòng)，同時(shí)它也是信息社會(huì)世界高峰會(huì)議的主辦機(jī)構(gòu)。

ITU的組織結(jié)構(gòu)主要分為無(wú)線電通信部門（ITU-R）、電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）和電信發(fā)展部門（ITU-D）。ITU每年召開(kāi)1次理事會(huì)；每4年召開(kāi)1次全權(quán)代表大會(huì)、世界電信標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)和世界電信發(fā)展大會(huì)；每2年召開(kāi)1次世界無(wú)線電通信大會(huì)。ITU的組織結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介如圖1-3所示。

ITU-R是國(guó)際電信聯(lián)盟的無(wú)線電組織，該組織制定了5G的法定名稱“IMT 2020”，即希望5G在2020年可以實(shí)現(xiàn)商用，并制定了5G的愿景，即5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)三大應(yīng)用場(chǎng)景：第一類是增強(qiáng)型的移動(dòng)寬帶場(chǎng)景（Enhanced Mobile Broadband，eMBB），要求網(wǎng)絡(luò)峰值流速達(dá)到10Gbit/s；第二類是超高可靠超低時(shí)延場(chǎng)景（ultra Reliable Low Latency Communications，uRLLC）；要求網(wǎng)絡(luò)端到端只需1ms時(shí)延；第三類就是海量連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景（Massive Machine Type Communications，mMTC），要求每平方千米有100萬(wàn)個(gè)設(shè)備連接。

1.2.1.2 3GPP

1998年12月，多個(gè)電信標(biāo)準(zhǔn)組織伙伴簽署了《第三代伙伴計(jì)劃協(xié)議》，于是，3GPP組織成立了。隨后，1999年6月，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）也加入了3GPP。3GPP最初的工作是為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)制定全球適用的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)報(bào)告，隨后繼續(xù)負(fù)責(zé)4G、5G標(biāo)準(zhǔn)制定的工作。

3GPP三個(gè)技術(shù)規(guī)范組（TSG）下分為無(wú)線接入網(wǎng)（Radio Access Network，RAN）、業(yè)務(wù)與系統(tǒng)（Service & Systems Aspects，SA）以及核心網(wǎng)和終端（Core Network & Terminals，CT）三大領(lǐng)域。每個(gè)領(lǐng)域下面分為多個(gè)小組，共有16個(gè)小組。其中，RAN負(fù)責(zé)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的內(nèi)容；SA主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)概念等相關(guān)的內(nèi)容；CT負(fù)責(zé)核心網(wǎng)和終端等相關(guān)的內(nèi)容。3GPP技術(shù)規(guī)范組三大領(lǐng)域及小組如圖1-4所示。

3GPP的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)工作是以GSM為基礎(chǔ)進(jìn)行的，成功地實(shí)現(xiàn)了從2G到3G、4G和4.5G的演進(jìn)，對(duì)應(yīng)協(xié)議版本也從R99演進(jìn)到R13、R14。目前，3GPP正在抓緊進(jìn)行5G標(biāo)準(zhǔn)的制定。3GPP的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)如圖1-5所示。

3GPP作為一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)化組織，考慮到之前3G和4G標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一帶來(lái)的各種業(yè)務(wù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題，所以在5G標(biāo)準(zhǔn)制定之初，充分考慮到未來(lái)業(yè)務(wù)全球漫游和規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的益處，3GPP就對(duì)5G提出了全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2017年2月，巴塞羅那展會(huì)上3GPP正式宣布啟動(dòng)5G的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程。目前，側(cè)重eMBB業(yè)務(wù)場(chǎng)景的R15版本已經(jīng)于2018年6月凍結(jié)；側(cè)重于uRLLC和mMTC業(yè)務(wù)場(chǎng)景的R16版本計(jì)劃于2020年3月完成凍結(jié)。

1.2.1.3 其他標(biāo)準(zhǔn)組織

NGMN作為下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，是由全球八大移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商在2006年發(fā)起成立的，對(duì)于5G場(chǎng)景、需求、架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)都有專門的小組研究討論，研究成果以白皮書的形式定期發(fā)布，并且供3GPP等標(biāo)準(zhǔn)化組織參考。它對(duì)5G的愿景是一個(gè)端到端的、全移動(dòng)的、全連接的生態(tài)系統(tǒng)，而且要做到信息隨心至、萬(wàn)物觸手及。

IMT-2020（5G），即我國(guó)的5G標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)組織。我國(guó)于2013年2月成立了IMT-2020（5G）推進(jìn)組，旨在聚合中國(guó)“產(chǎn)、學(xué)、研、用”力量來(lái)推動(dòng)中國(guó)5G技術(shù)研究和開(kāi)展國(guó)際交流與合作的主要平臺(tái)。2017年5月，IMT-2020（5G）推進(jìn)組發(fā)布了《5G愿景與需求白皮書》。2018年5月，IMT-2020（5G）推進(jìn)組發(fā)布了《5G無(wú)線技術(shù)架構(gòu)白皮書》和《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)白皮書》。2018年5月發(fā)布的這兩本白皮書分別從無(wú)線空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)兩個(gè)方面給出了國(guó)內(nèi)公司關(guān)于5G的一些技術(shù)觀點(diǎn)。其中，無(wú)線空口技術(shù)包括大規(guī)模天線、超密集組網(wǎng)、高頻通信以及新型多址等。并且IMT-2020（5G）負(fù)責(zé)我們國(guó)內(nèi)5G的三個(gè)階段的測(cè)試：2016年，第一階段主要針對(duì)5G的單個(gè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試；2017年，第二階段主要針對(duì)5G的系統(tǒng)測(cè)試；2018年2月，第三階段主要是測(cè)試5G的預(yù)商用設(shè)備的系統(tǒng)部署情況。IMT-2020（5G）標(biāo)準(zhǔn)體系如圖1-6所示。

5G Americas由4G Americas演進(jìn)而來(lái)，它是美國(guó)的5G標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)組織。

歐盟于2014年1月正式推出了5G公私合作伙伴關(guān)系（5G Public-Private Partnership，5G PPP）項(xiàng)目，由政府出資管理項(xiàng)目吸引民間企業(yè)和組織參加，計(jì)劃在2014—2020年投資7億歐元，拉動(dòng)企業(yè)投資5~10倍的規(guī)模。這種機(jī)制類似我國(guó)的重大科技專項(xiàng)。5G PPP計(jì)劃發(fā)展800個(gè)成員，包括信息通信技術(shù)（Information and Communication Technology，ICT）的各個(gè)領(lǐng)域：無(wú)線/光通信、物聯(lián)網(wǎng)、IT（虛擬化、SDN、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)）、軟件、安全、終端和智能卡等。

5G MF即第五代移動(dòng)通信促進(jìn)論壇，是日本的5G標(biāo)準(zhǔn)化組織。5G MF的目標(biāo)是進(jìn)行關(guān)于第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)，旨在盡早實(shí)現(xiàn)它們。這些組織都旨在促進(jìn)電信使用的良好發(fā)展。

5G Forum即5G技術(shù)論壇，是韓國(guó)的5G標(biāo)準(zhǔn)化組織。韓國(guó)從2013年開(kāi)始研發(fā)5G技術(shù)，成立了5G Forum，積極推動(dòng)6GHz以上頻段為未來(lái)IMT頻段，韓國(guó)計(jì)劃以2020年實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商用為目標(biāo)，全面研發(fā)5G移動(dòng)通信核心技術(shù)。

電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）是一個(gè)國(guó)際性的電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師的協(xié)會(huì)，是目前全球最大的非營(yíng)利性專業(yè)技術(shù)學(xué)會(huì)。IEEE致力于電氣、電子、計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)有關(guān)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和研究。在太空、計(jì)算機(jī)、電信、生物醫(yī)學(xué)、電力及消費(fèi)性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，TEEE已制定了900多個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2018年年底，IEEE宣布IEEE 802.1CM-2018《用于（5G）前傳的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)》標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)用于通過(guò)分組網(wǎng)絡(luò)，尤其是通過(guò)IEEE 802.3以太網(wǎng)，將蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線設(shè)備連接到其遠(yuǎn)程控制器的可用IEEE標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

5G的版本主要是R15和R16。R15標(biāo)準(zhǔn)以大帶寬為主，已經(jīng)于2018年9月凍結(jié)。R16標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重低時(shí)延和大連接，計(jì)劃將在2020年3月凍結(jié)。5G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展如圖1-7所示。

R15階段主要側(cè)重eMBB場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)制定，支持增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和低時(shí)延高可靠物聯(lián)網(wǎng)，完成網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議。R15作為第一個(gè)版本的5G標(biāo)準(zhǔn)，主要確定了5G商業(yè)化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，滿足部分5G需求。R15階段又分為兩個(gè)子階段：第一個(gè)子階段5G新空口（New Radio，NR）非獨(dú)立組網(wǎng)特性已于2017年12月完成，于2018年3月凍結(jié)；第二個(gè)子階段5G NR獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已于2018年6月完成，在3GPP第80次TSG RAN全會(huì)上，即2018年9月正式凍結(jié)。

2017年確定的5G NR非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（Non-Stand Alone，NSA），它是R15的一個(gè)階段性成果。所謂非獨(dú)立組網(wǎng)，即以現(xiàn)有的LTE接入以及核心網(wǎng)覆蓋作為錨點(diǎn)，新增加5G無(wú)線組網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)。在這里，5G僅僅是作為補(bǔ)充，大范圍的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用依然是4G，只是在一些熱點(diǎn)地區(qū)，例如，奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)、CBD等局部區(qū)域通過(guò)5G增加熱點(diǎn)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)速度和用戶的感知、體驗(yàn)。5G非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)作為5G標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡方案，主要以提升熱點(diǎn)區(qū)域帶寬為主要目標(biāo)，它沒(méi)有獨(dú)立的信令面，依托4G基站和核心網(wǎng)工作。雖然相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定的進(jìn)展較快，但是5G的性能和能力卻會(huì)大打折扣。它解決的只是小范圍的局部性的熱點(diǎn)覆蓋問(wèn)題，但它滿足了運(yùn)營(yíng)商利用現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)5G NR快速部署的需求。

2018年6月，3GPP確定的5G第一階段標(biāo)準(zhǔn)，完成了有關(guān)5G獨(dú)立組網(wǎng)（Stand Alone，SA）的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定意味著5G整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署標(biāo)準(zhǔn)已趨向完善，這將引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)界實(shí)現(xiàn)5G通信商業(yè)化，并作為核心基礎(chǔ)設(shè)施為未來(lái)第四次產(chǎn)業(yè)革命服務(wù)。R15是5G第一版商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)所有5G的新特征，有利于發(fā)揮5G的全部能力。R15標(biāo)準(zhǔn)將側(cè)重于支持5G三大場(chǎng)景中的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）場(chǎng)景，且R15標(biāo)準(zhǔn)是能夠真正面向商用的5G標(biāo)準(zhǔn)，并將與5G最終版R16標(biāo)準(zhǔn)有一定協(xié)同性。

R16標(biāo)準(zhǔn)是滿足ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）全部要求的完整的5G標(biāo)準(zhǔn)，3GPP計(jì)劃于2019年12月完成，2020年3月凍結(jié)，全面滿足eMBB、uRLLC、mMTC等各種場(chǎng)景的需求。

R16標(biāo)準(zhǔn)是真正意義上的、完整的5G標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是5G最終版標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)階段，3GPP將完成全部標(biāo)準(zhǔn)化工作，并于2020年年初向ITU提交滿足ITU需求的方案，以確保2020年5G標(biāo)準(zhǔn)正式批準(zhǔn)生效。