1.2 5G标准及相关组织介绍

1.2.1 标准组织

5G标准制定需要经过一系列正规的流程，涉及国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）、第3代合作伙伴计划（Third Generation Partnership Project，3GPP）、移动通信网（Next Generation Mobile Networks，NGMN）以及主要分布在各个国家（地区）的5G推进组织。

5G标准制定首先要通过ITU来进行“顶层设计”，ITU提出了5G正式名称为“IMT-2020”、5G的愿景“为用户提供光纤般的接入速率，‘零’时延的使用体验，千亿设备的连接能力”等。ITU是规则制定者，制定5G的需求和指标，组织评估5G技术，最后宣布结果。《IMT愿景：5G架构和总体目标》《IMT-2020技术性能指标》等一系列“规矩”就是ITU来发布的。

在ITU给出的统一的标准框架下，3GPP制定更加详细的技术规范和产业标准，规范产业行为，它制定的5G标准最终要通过ITU的审核才能正式发布。

在标准的制定过程中，3GPP还会接受一些主要国家标准组织的需求和技术提议，并接受评估。这些组织包括下一代移动通信网（Next Generation Mobile Networks，NGMN）、IMT-2020（5G）（国内主导的5G推进组）、5G Americas（原来的4G Americas）、5G PPP（欧盟于2013年宣布成立的5G研究组织）、5G MF（日本的5G论坛）、5G Forum（韩国的5G论坛）等。5G相关标准组织的整体关系如图1-2所示。

1.2.1.1 ITU

国际电信联盟是联合国的一个重要的专门机构，也是联合国机构中历史最长的一个国际组织，简称“国际电联”“电联”或“ITU”。

国际电联是主管信息通信技术事务的联合国机构，负责分配和管理全球无线电频谱与卫星轨道资源，制定全球电信标准，向发展中国家提供电信援助，促进全球的电信发展。

作为世界范围内联系各国政府和私营部门的纽带，国际电联通过其麾下的无线电通信、标准化和电信发展部门开展活动，同时它也是信息社会世界高峰会议的主办机构。

ITU的组织结构主要分为无线电通信部门（ITU-R）、电信标准化部门（ITU-T）和电信发展部门（ITU-D）。ITU每年召开1次理事会；每4年召开1次全权代表大会、世界电信标准大会和世界电信发展大会；每2年召开1次世界无线电通信大会。ITU的组织结构简介如图1-3所示。

ITU-R是国际电信联盟的无线电组织，该组织制定了5G的法定名称“IMT 2020”，即希望5G在2020年可以实现商用，并制定了5G的愿景，即5G网络可以实现三大应用场景：第一类是增强型的移动宽带场景（Enhanced Mobile Broadband，eMBB），要求网络峰值流速达到10Gbit/s；第二类是超高可靠超低时延场景（ultra Reliable Low Latency Communications，uRLLC）；要求网络端到端只需1ms时延；第三类就是海量连接的物联网业务场景（Massive Machine Type Communications，mMTC），要求每平方千米有100万个设备连接。

1.2.1.2 3GPP

1998年12月，多个电信标准组织伙伴签署了《第三代伙伴计划协议》，于是，3GPP组织成立了。随后，1999年6月，中国通信标准化协会（CCSA）也加入了3GPP。3GPP最初的工作是为第三代移动通信系统制定全球适用的技术规范和技术报告，随后继续负责4G、5G标准制定的工作。

3GPP三个技术规范组（TSG）下分为无线接入网（Radio Access Network，RAN）、业务与系统（Service & Systems Aspects，SA）以及核心网和终端（Core Network & Terminals，CT）三大领域。每个领域下面分为多个小组，共有16个小组。其中，RAN负责无线接入网络相关的内容；SA主要负责业务和系统概念等相关的内容；CT负责核心网和终端等相关的内容。3GPP技术规范组三大领域及小组如图1-4所示。

3GPP的标准演进工作是以GSM为基础进行的，成功地实现了从2G到3G、4G和4.5G的演进，对应协议版本也从R99演进到R13、R14。目前，3GPP正在抓紧进行5G标准的制定。3GPP的标准演进如图1-5所示。

3GPP作为一个全球标准化组织，考虑到之前3G和4G标准不统一带来的各种业务和产业发展的问题，所以在5G标准制定之初，充分考虑到未来业务全球漫游和规模经济带来的益处，3GPP就对5G提出了全球统一标准的要求。

2017年2月，巴塞罗那展会上3GPP正式宣布启动5G的标准进程。目前，侧重eMBB业务场景的R15版本已经于2018年6月冻结；侧重于uRLLC和mMTC业务场景的R16版本计划于2020年3月完成冻结。

1.2.1.3 其他标准组织

NGMN作为下一代移动通信网络联盟，是由全球八大移动通信运营商在2006年发起成立的，对于5G场景、需求、架构和关键技术都有专门的小组研究讨论，研究成果以白皮书的形式定期发布，并且供3GPP等标准化组织参考。它对5G的愿景是一个端到端的、全移动的、全连接的生态系统，而且要做到信息随心至、万物触手及。

IMT-2020（5G），即我国的5G标准推进组织。我国于2013年2月成立了IMT-2020（5G）推进组，旨在聚合中国“产、学、研、用”力量来推动中国5G技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。2017年5月，IMT-2020（5G）推进组发布了《5G愿景与需求白皮书》。2018年5月，IMT-2020（5G）推进组发布了《5G无线技术架构白皮书》和《5G网络技术架构白皮书》。2018年5月发布的这两本白皮书分别从无线空口技术和网络架构两个方面给出了国内公司关于5G的一些技术观点。其中，无线空口技术包括大规模天线、超密集组网、高频通信以及新型多址等。并且IMT-2020（5G）负责我们国内5G的三个阶段的测试：2016年，第一阶段主要针对5G的单个技术进行测试；2017年，第二阶段主要针对5G的系统测试；2018年2月，第三阶段主要是测试5G的预商用设备的系统部署情况。IMT-2020（5G）标准体系如图1-6所示。

5G Americas由4G Americas演进而来，它是美国的5G标准推进组织。

欧盟于2014年1月正式推出了5G公私合作伙伴关系（5G Public-Private Partnership，5G PPP）项目，由政府出资管理项目吸引民间企业和组织参加，计划在2014—2020年投资7亿欧元，拉动企业投资5~10倍的规模。这种机制类似我国的重大科技专项。5G PPP计划发展800个成员，包括信息通信技术（Information and Communication Technology，ICT）的各个领域：无线/光通信、物联网、IT（虚拟化、SDN、云计算、大数据）、软件、安全、终端和智能卡等。

5G MF即第五代移动通信促进论坛，是日本的5G标准化组织。5G MF的目标是进行关于第五代移动通信系统的研究和开发，旨在尽早实现它们。这些组织都旨在促进电信使用的良好发展。

5G Forum即5G技术论坛，是韩国的5G标准化组织。韩国从2013年开始研发5G技术，成立了5G Forum，积极推动6GHz以上频段为未来IMT频段，韩国计划以2020年实现该技术的商用为目标，全面研发5G移动通信核心技术。

电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，是目前全球最大的非营利性专业技术学会。IEEE致力于电气、电子、计算机工程与科学有关领域的开发和研究。在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域，TEEE已制定了900多个行业标准。2018年年底，IEEE宣布IEEE 802.1CM-2018《用于（5G）前传的时间敏感网络》标准正式发布。该标准是第一个用于通过分组网络，尤其是通过IEEE 802.3以太网，将蜂窝网络的无线设备连接到其远程控制器的可用IEEE标准。

1.2.2 5G标准发展

5G的版本主要是R15和R16。R15标准以大带宽为主，已经于2018年9月冻结。R16标准侧重低时延和大连接，计划将在2020年3月冻结。5G标准进展如图1-7所示。

R15阶段主要侧重eMBB场景标准制定，支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网，完成网络接口协议。R15作为第一个版本的5G标准，主要确定了5G商业化的相关标准技术，满足部分5G需求。R15阶段又分为两个子阶段：第一个子阶段5G新空口（New Radio，NR）非独立组网特性已于2017年12月完成，于2018年3月冻结；第二个子阶段5G NR独立组网标准已于2018年6月完成，在3GPP第80次TSG RAN全会上，即2018年9月正式冻结。

2017年确定的5G NR非独立组网标准（Non-Stand Alone，NSA），它是R15的一个阶段性成果。所谓非独立组网，即以现有的LTE接入以及核心网覆盖作为锚点，新增加5G无线组网接入标准。在这里，5G仅仅是作为补充，大范围的网络应用依然是4G，只是在一些热点地区，例如，奥运会赛场、CBD等局部区域通过5G增加热点来提升网络速度和用户的感知、体验。5G非独立组网标准作为5G标准的过渡方案，主要以提升热点区域带宽为主要目标，它没有独立的信令面，依托4G基站和核心网工作。虽然相对标准制定的进展较快，但是5G的性能和能力却会大打折扣。它解决的只是小范围的局部性的热点覆盖问题，但它满足了运营商利用现有LTE网络资源，实现5G NR快速部署的需求。

2018年6月，3GPP确定的5G第一阶段标准，完成了有关5G独立组网（Stand Alone，SA）的标准技术。独立组网标准的制定意味着5G整个网络的部署标准已趋向完善，这将引领产业界实现5G通信商业化，并作为核心基础设施为未来第四次产业革命服务。R15是5G第一版商业化标准，能实现所有5G的新特征，有利于发挥5G的全部能力。R15标准将侧重于支持5G三大场景中的增强型移动宽带（eMBB）场景，且R15标准是能够真正面向商用的5G标准，并将与5G最终版R16标准有一定协同性。

R16标准是满足ITU（国际电信联盟）全部要求的完整的5G标准，3GPP计划于2019年12月完成，2020年3月冻结，全面满足eMBB、uRLLC、mMTC等各种场景的需求。

R16标准是真正意义上的、完整的5G标准，同时也是5G最终版标准。在这个阶段，3GPP将完成全部标准化工作，并于2020年年初向ITU提交满足ITU需求的方案，以确保2020年5G标准正式批准生效。