3GPP3G家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展

1、3GPP 3G家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展1引言隨著全球3G市場(chǎng)的發(fā)展、用戶規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)營(yíng)商對(duì)如何在家庭環(huán)境下低成本提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 提岀了需求，普遍關(guān)注家庭 基站這種新的3G產(chǎn)品。設(shè)備制造商也紛紛抓緊開(kāi)發(fā)家庭基站產(chǎn)品，但尚缺乏 統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。為避免不同設(shè)備制造商非標(biāo)準(zhǔn)的解決方案造成市場(chǎng)分裂，保障家庭基站多廠商供貨環(huán)境，3GPP在2007年 3 月的 TSGRAN#35 次全會(huì)啟動(dòng)了一個(gè)研究項(xiàng)目（ studyitem，SI）: “Studyon Home NodeB/eNodeB，其 目標(biāo)是試圖根據(jù)家庭基站的典型應(yīng)用場(chǎng)景，形成標(biāo)準(zhǔn)解決方案。這個(gè)研究項(xiàng)目由RAN2、RAN3、RAN4三個(gè)工

2、作組承擔(dān)，分別在家庭基站架構(gòu)、移動(dòng)性、訪問(wèn)控制、無(wú)線射頻等方面開(kāi)展可行性研究。經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間，2008年5月TSGRAN#40次全會(huì)正式完成了這個(gè)可行性研究項(xiàng)目，其成果形成了技術(shù)報(bào)告：TR25.820 “3G HomeNodeB Study Item Technical Report （Release 8） ”通過(guò)研究，RAN2、RAN3、 RAN4工作組均認(rèn)為Release 8之前版本（pre-Rel-8 ）的3GPP標(biāo)準(zhǔn)可以支持家庭基站部署，家庭基站可與 遵循Release 8之前版本的UE、核心網(wǎng)互聯(lián)互通；同時(shí)也認(rèn)為，針對(duì)家庭基站在架構(gòu)、移動(dòng)性、訪問(wèn)控制、 射頻指標(biāo)等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化，可

3、改善家庭基站的部署效果，從而也明確了3GPP繼續(xù)開(kāi)展家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化工作的主要方向。3GPPRelease7版本標(biāo)準(zhǔn)在2007年3月的TSG#35次全會(huì)已經(jīng)功能凍結(jié)， 因此3GPP對(duì)3G家庭基站的標(biāo) 準(zhǔn)研究制定工作是從 Release 8版本開(kāi)始的。但需強(qiáng)調(diào)的是，出于盡可能不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)即后向兼容的考慮， 3GPP對(duì)3G家庭基站的標(biāo)準(zhǔn)研究制定中始終強(qiáng)調(diào)家庭基站必須能兼容Release 8之前版本的終端與核心網(wǎng)（尤其是終端），并且對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)UTRAN的影響也應(yīng)盡可能小。2 3G家庭基站的業(yè)務(wù)要求在上述可行性研究進(jìn)行過(guò)程中，3GPP對(duì)3G家庭基站實(shí)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)工作也已啟動(dòng)，2007年12月，TSGSA#

4、38 次全會(huì)啟動(dòng)了家庭基站的Stage1 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目（work item， WI） aRequirements for Home NodeB/eNodeB。該項(xiàng)目由SA1工作組牽頭，在已有研究成果基礎(chǔ)上針對(duì)家庭基站區(qū)別于普通宏基站應(yīng)用上的特殊性，在訪問(wèn) 控制、服務(wù)質(zhì)量、移動(dòng)性、計(jì)費(fèi)等方面提出新的業(yè)務(wù)要求， 這些要求以修訂（CR）形式寫(xiě)入了 3GPP TS 22.011、 22.115等規(guī)范。由于家庭基站面向的是家庭、小企業(yè)等類似應(yīng)用場(chǎng)景，家庭基站設(shè)備可能由用戶擁有，因此自然地要求 家庭基站系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶身份決定是否提供服務(wù)，即具備訪問(wèn)控制功能。舉例而言，某用戶與某運(yùn)營(yíng)商 簽約在自家安裝家庭基站

5、，該用戶希望家庭基站只對(duì)家庭成員和若干特定來(lái)訪客人等提供服務(wù)。針對(duì)家庭 基站的這種要求，3GPP在Release8版本提出采用CSG （閉合用戶群）的概念進(jìn)行訪問(wèn)控制。CSG指的是允許接入一個(gè)或多個(gè)特定小區(qū)的一群簽約用戶，這里的一個(gè)或多個(gè)小區(qū)接入用戶時(shí)是受限的、有條件的， 而普通蜂窩小區(qū)可允許運(yùn)營(yíng)商的所有合法簽約用戶（和漫游用戶）接入。并且同一用戶可屬于多個(gè)CSG，每個(gè)CSG由一個(gè)CSGID標(biāo)識(shí)，UE維護(hù)一張它所屬 CSG的CSGID列表（允許 CSG ID列表），在這個(gè)列表之外的其他CSG ID所包含的CSG小區(qū)對(duì)該UE而言是不可訪問(wèn)的。并且每個(gè)CSG小區(qū)廣播一個(gè)CSG ID , 這個(gè)CSG

6、 ID所標(biāo)識(shí)的閉合用戶群的成員可以訪問(wèn)該小區(qū)。為了兼容Release 8之前版本的UE，部署家庭基站時(shí)還需采取有別于 Release 8版本CSG概念的訪問(wèn)控制方式，如基于用戶IMS I的訪問(wèn)控制。除訪問(wèn)控制外，從可運(yùn)營(yíng)可管理角度岀發(fā)，對(duì)家庭基站還提岀了如下原則要求:由運(yùn)營(yíng)商控制家庭基站的安裝、識(shí)別和位置管理；用戶通過(guò)家庭基站獲得的服務(wù)應(yīng)與普通蜂窩無(wú)差異（但受家庭基站與網(wǎng)絡(luò)的資源影響），并支持向CSG成員和非CSG成員提供緊急呼叫業(yè)務(wù)；UE駐留于家庭基站時(shí)顯示與家庭基站相關(guān)的某些特定標(biāo)識(shí)，以支持家庭基站覆蓋指示、用戶手動(dòng)選擇 CSG小區(qū)等功能；支持用戶使用家庭基站時(shí)差別計(jì)費(fèi)等。SA1工作組通過(guò)

7、 Stagel標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目“ RequirementsforHome NodeB/eNodeB的研究，明確了 3G家庭基站需 滿足的總體要求，在這些要求的指導(dǎo)下，3GPP其他工作組相繼在各自職責(zé)范圍內(nèi)開(kāi)展 3G家庭基站具體的標(biāo)準(zhǔn)研究制定工作。3 3G家庭基站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2008年3月TSGRAN#39次全會(huì)啟動(dòng)了家庭基站的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，即 RAN2工作組負(fù)責(zé)的“Supportof UTRA HNB 和 RAN4 工作組負(fù)責(zé)的 “FDD Home NodeB RF Requirements; ”008 年 5月 RAN #40 次全會(huì)又 啟動(dòng)了由RAN3工作組負(fù)責(zé)的 “UTRAN Architectu

8、re for 3G HNB 項(xiàng)目。3.13GPP RAN3工作組3G家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展RAN3在“ UTRANArchitecturefor3G HNB項(xiàng)目中主要研究 3G家庭基站無(wú)線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、 功能分布、Iuh接 口協(xié)議等。在3G家庭基站的可行性研究階段，針對(duì)家庭基站的無(wú)線網(wǎng)結(jié)構(gòu)提岀過(guò)多種建議，基本上可分為基于Iub接口和基于Iu接口這兩類方案，即家庭基站通過(guò)基于Iub接口或Iu接口與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連。 與基于Iub 接口的方案相比，基于Iu接口的方案在多廠商環(huán)境下的開(kāi)放性、可擴(kuò)展性、靈活性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)， 也符合網(wǎng)絡(luò)扁平化的發(fā)展趨勢(shì)，因此RAN3確定采用基于Iu接口的方案。而對(duì)于基于

9、Iu接口的方案，在具體實(shí)現(xiàn)上不同企業(yè)又提出了多種建議方式，經(jīng)過(guò)深入研究，RAN3最終確定的3G家庭基站無(wú)線網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。Uu-AG HNB*luh圖1 3G家庭基站無(wú)線網(wǎng)架構(gòu)家庭基站無(wú)線網(wǎng)主要包括家庭基站（ HNB ）、家庭基站網(wǎng)關(guān)（HNBGW ）等設(shè)備實(shí)體。HNBGW通過(guò)標(biāo) 準(zhǔn)Iu接口與3G核心網(wǎng)相連。HNB與HNBGW之間通過(guò)新定義的luh接口相連，HNB具備原來(lái)的NodeB 功能和RNC的大部分功能。HNB、HNB GW還支持一些由于家庭基站特性所引入的諸如 HNB注冊(cè)、UE 注冊(cè)等新功能。HNB管理系統(tǒng)（HMS ）采用TR-069協(xié)議族，完成HNB位置驗(yàn)證、HNB GW發(fā)現(xiàn)、HNB

10、 參數(shù)配置等管理功能。目前l(fā)uh接口控制平面的協(xié)議棧已經(jīng)確定，即RANAP/RUA/SCTP/IP 和HNBAP/SCTP/IP。luh接口新引入兩個(gè)協(xié)議：HNBAP和RUA。HNBAP是家庭基站應(yīng)用部分”，它在HNB與HNBGW間完成家庭基站特 定的功能（HNB注冊(cè)、UE注冊(cè)等）。RUA是RANAP協(xié)議用戶適配層，用于在 HNB與HNBGW之間透 明傳送RANAP消息。RAN3工作組在 Release8階段制定了 TS25.467、TS25.468、TS 25.469這三個(gè)與3G家庭基站相關(guān)的技術(shù) 規(guī)范。TS 25.467規(guī)定了 3G家庭基站的無(wú)線網(wǎng)架構(gòu)，分別描述了適合于支持CSG的UE和不

11、支持CSG的UE所需的功能，此外還提出了家庭基站操作維護(hù)的特殊要求。TS25.468、TS 25.469則分別是RUA、HNBAP協(xié)議規(guī)范。2008年12月TSGRAN#42次全會(huì)通過(guò)了上述三個(gè)規(guī)范，并同意結(jié)束該 WI。預(yù)計(jì)對(duì)RUA、HNBAP協(xié)議細(xì)節(jié)的討論還將持續(xù)一段時(shí)間。3.23GPP RAN2工作組3G家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展RAN2工作組負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目“SupportofUTRAHNB”，主要研究針對(duì) Release 8支持CSG的UE與家庭基站相關(guān)的移動(dòng)性問(wèn)題，具體包括如下要求：手動(dòng)選擇CSG小區(qū)；空閑模式、Cell_PCH/URA_PCH 狀態(tài)下從 WCDMA /GSM宏小區(qū)到 WCDMA

12、 CSG小區(qū)的重選；空閑模式、Cell_PCH/URA_PCH狀態(tài)下從 WCDMACSG 小區(qū)到 WCDMA/GSM宏小區(qū)的重選;空閑模式、Cell_PCH/URA_PCH狀態(tài)下 WCDMACSG小區(qū)之間的重選;Cell_DCH狀態(tài)下從 WCDMACSG小區(qū)到 WCDMA 宏小區(qū)/CSG小區(qū)的切換Release8階段暫不要求 Cell_DCH狀態(tài)下從 WCDMA宏小區(qū)到CSG小區(qū)的切換RAN2研究的主要成果包括制定技術(shù)規(guī)范TS25.367，對(duì)原有規(guī)范TS25.331、25.304提出修訂以實(shí)現(xiàn)TS25.367所提出的要求。TS 25.367規(guī)定了與支持 CSG的Release 8 UE相關(guān)的家

13、庭基站移動(dòng)性基本過(guò)程與 要求。對(duì)TS25.331RRC協(xié)議，為改善CSG小區(qū)選擇/重選時(shí)的UE性能，弓I入的主要修訂是在相關(guān)系統(tǒng)信息塊 中增加家庭基站相關(guān)的參數(shù)。UE進(jìn)行CSG小區(qū)重選實(shí)際使用的參數(shù)與Release8之前相比并沒(méi)有變化，但網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)時(shí)可通過(guò) Qoffset、Qhyst等參數(shù)的個(gè)性化設(shè)置，使 UE可優(yōu)先選擇駐留在 CSG小區(qū)。RAN2 研究表明，要實(shí)現(xiàn) Cell_DCH 狀態(tài)下 UE 從 WCDMACSG 小區(qū)到宏小區(qū) /CSG 小區(qū)的切換，采用Release8之前版本3GPP協(xié)議所定義的切換流程即可實(shí)現(xiàn)，因此Release8協(xié)議中無(wú)需額外增強(qiáng)來(lái)支持切換。原計(jì)劃2008年12月完成

14、該 WI，但推遲到2009年3月RAN#43次全會(huì)才完成。需注意的是，RAN2工作組負(fù)責(zé)無(wú)線接口層 2、層3協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，在Release8WI “Supportof UTRA HNB范疇下對(duì)Release 8版本標(biāo)準(zhǔn)的CR要進(jìn)行修訂的部分也就是無(wú)線接口，因此只有遵循 Release 8及Release 8以上標(biāo)準(zhǔn)版本并支持 CSG的UE才能支持這些修訂，因此RAN2組的這些涉及無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)工作并不適 用于Release 8之前版本的UE。為了與Release 8之前版本UE兼容，家庭基站系統(tǒng)必須采用 Release 8版本 之前協(xié)議規(guī)定的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn) UE 與家庭基站相關(guān)的移動(dòng)性。3.33G

15、PP CT1工作組3G家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展2008 年 9月 TSGCT#41 次全會(huì)啟動(dòng)了 CT1 工作組負(fù)責(zé)的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 “CSGand Idle Mode Mobility for 3G Home NodeB，針對(duì)Release 8引入CSG功能后，在盡可能重用原有流程以保障與Release 8版本之前UE后向兼容的原則上，對(duì)核心網(wǎng)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行擴(kuò)展以支持 CSG 概念，并支持 UE 空閑模式下進(jìn)入 /離開(kāi) CSG 小區(qū)的移動(dòng)性管理。目前 CT1 工作組已起草了一個(gè)新的技術(shù)規(guī)范 TS24.285 “ AllowedClosedSubscriber Group (CSG) List Manage

16、ment Object ( MO )的初稿，規(guī)定允許 CSG列表管理對(duì)象(allowed CSG list MO )，以支持通過(guò) OMA設(shè)備管理(OMA DM )技術(shù)對(duì)終端的允許 CSG列表進(jìn)行管理。CT1的這個(gè)項(xiàng)目還涉及對(duì) TS24.008、TS23.122的修訂。對(duì)TS24.008引入Release 8的修訂CR，主要是 針對(duì)位置更新、路由區(qū)更新等過(guò)程增加 UE 被網(wǎng)絡(luò)拒絕的原因值： “#25：Not authorized for this CSG ；對(duì) TS 23.122則增加了與CSG選擇相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容。4 3G 家庭基站的無(wú)線射頻特性RAN4工作組負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目“FDDHomeNode

17、BRF Requirements，主要研究家庭基站射頻特性，制定家庭基站射頻指標(biāo)規(guī)范，以滿足家庭基站部署要求。經(jīng)過(guò)2008年3月至2009年12月的研究，RAN4已基本完成家庭基站全套射頻指標(biāo)制定工作，將家庭基站作為一種新的基站類型引入 3GPPTS25.104、TS25.141 等規(guī)范。5 3G 家庭基站的管理維護(hù)3GPPSA5 工作組對(duì) 3G 家庭基站在操作維護(hù)管理（ OAM ）方面的研究進(jìn)展情況如下。與普通的宏蜂窩基站相比，家庭基站數(shù)目眾多，而且本質(zhì)上家庭基站與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)、家庭基站與家庭基 站間是無(wú)協(xié)調(diào)的，家庭基站雖然是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但從用戶使用角度看又具備用戶端設(shè)備的性質(zhì)，用戶使 用家

18、庭基站的時(shí)間、地點(diǎn)等是任意的，因此對(duì)家庭基站的操作維護(hù)管理與普通宏基站必然要求不同?；趯?duì)家庭基站這些特性的認(rèn)識(shí)， SA5 工作組在研究項(xiàng)目 “StudyofSel-fOrganisingNetworks（SON）Related OAM for Home NodeB ”中，明確從自組織網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)研究家庭基站的操作維護(hù)管理，提出家庭基站完全 自動(dòng)配置（或者說(shuō)用戶 “零配置 ”）這一基本要求，并進(jìn)一步從配置管理、性能管理、故障管理、安全管理 等方面詳細(xì)分析家庭基站的特殊要求，比較家庭基站與普通宏基站在OAM 要求上的差異。這些研究成果將納入技術(shù)報(bào)告 TR 32.821 “Study of Sel

19、f-Organising N etworks（ SON ）Related OAM for Home NodeB （ Release 8） ”。目前 TR 32.821 還在起草階段，隨著研究深入將逐步完善。RAN3 也在家庭基站自主配置、 HNB 注冊(cè)等方面開(kāi)展了研究，并已明確將采用 TR-069 協(xié)議來(lái)進(jìn)行家庭 基站的配置管理。而 TR-069協(xié)議族是由BroadbandForum（ BBF）制定的，因此家庭基站管理方面的標(biāo)準(zhǔn) 化涉及到3GPPRAN3、SA5和BBF這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織，如何合理分工、協(xié)調(diào)工作將影響到家庭基站管理標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展。因此在 2008年11月的SA5#62次會(huì)議上，討論了

20、 SA5、RAN3、BBF這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織間如何協(xié) 調(diào)推進(jìn) HNB 管理的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，并提出了詳細(xì)的分工、合作建議。具體來(lái)說(shuō)，2008年到 2009年3月由SA5基于RAN3、SA5、BBF的輸入，制定家庭基站與網(wǎng)元管理系統(tǒng)（ EMS）間的接口標(biāo)準(zhǔn)（3GPP稱為 Type 1 OAM 接口，也即南向接口）；由 BBF 在2008年11 月至 2009年3月制定 HNB 數(shù)據(jù)模型。而 HNB 的Type 2 OAM接口（網(wǎng)元管理（EM ）與網(wǎng)絡(luò)管理（NM ）之間的接口，也即北向接口）和HNB GW 的OAM 接口將在 Release 9版本進(jìn)行規(guī)范。截至 2009年 3月， SA5 已經(jīng)制定了家庭

21、基站與家庭基站管理系統(tǒng)間 Type1OAM 接口的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： TS32.581 （概念與要求）、 TS 32.582（信息模型）和 TS 32.583（程序流）、 Type 1 OAM 接口的其他相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)也可在近期內(nèi)完成制定工作。家庭基站網(wǎng)絡(luò)管理參考模型如圖 2所示。圖2家庭基站網(wǎng)絡(luò)管理參考模型6 3G家庭基站的其他標(biāo)準(zhǔn)化工作6.1家庭基站業(yè)務(wù)需求的進(jìn)一步增強(qiáng)由于標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間以及 3GPP版本控制上的原因，在 Release8版本3GPP制定的家庭基站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)僅支 持基本的功能?；谙Ｍ麑?lái)家庭基站提供更豐富業(yè)務(wù)，進(jìn)一步改善用戶體驗(yàn)的目標(biāo)，3GPP繼續(xù)開(kāi)展增強(qiáng)家庭基站的標(biāo)準(zhǔn)研究。2008

22、 年 6 月 TSGSA#40 次全會(huì)啟動(dòng)了一個(gè) Release9 WI “ Enhanced Home NodeB / eNodeB延續(xù) Release 8 階段所做的研究，對(duì)家庭基站提岀諸如支持IMS、支持開(kāi)放與混合接入等更多新的業(yè)務(wù)需求。這些需求將納入技術(shù)規(guī)范 TS 22.220 “Service Requirements for Home NodeBs and HomeeNodeBs( Release 9) ”中，從而將 確定Release 9階段家庭基站標(biāo)準(zhǔn)研究的總體目標(biāo)。6.2家庭基站整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究在Release8研究階段RAN3工作組對(duì)家庭基站無(wú)線接入部分的架構(gòu)進(jìn)行了研究與標(biāo)

23、準(zhǔn)化，確定了家庭基站與家庭基站網(wǎng)關(guān)間采用luh接口、家庭基站網(wǎng)關(guān)與核心網(wǎng)間采用標(biāo)準(zhǔn)Iu接口這種無(wú)線網(wǎng)架構(gòu)，但Release8階段對(duì)包括3G核心網(wǎng)在內(nèi)的家庭基站整體系統(tǒng)架構(gòu)并沒(méi)有深入研究與標(biāo)準(zhǔn)化。為了支持SA1工作組提岀的上述家庭基站新的業(yè)務(wù)需求并解決安全、移動(dòng)性等其他一些問(wèn)題，2008年9月TSGSA #41次全會(huì)啟動(dòng)了由SA2工作組負(fù)責(zé)的 WI aArchitecture Aspects of Home NodeB/eNodeB，対家庭基站涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的如下 問(wèn)題開(kāi)展研究：支持家庭基站的相關(guān)功能如何在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)劃分；如何從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上支持家庭基站的安全、認(rèn)證與發(fā)現(xiàn)過(guò)程;如何從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上支持 CSG概念與功能;如何從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上支持家庭基站相關(guān)的移動(dòng)性與訪問(wèn)控制等。SA2工作組對(duì)這個(gè) WI計(jì)劃分兩個(gè)階段研究，第一階段主要是將3GPP其他工作組Release8階段開(kāi)展的家庭基站標(biāo)準(zhǔn)工作涉及到的架構(gòu)方面問(wèn)題進(jìn)行梳理，明確架構(gòu)方面存在的主要問(wèn)題，并進(jìn)而確定家庭基站 的架構(gòu)要求；第二階段將在此基礎(chǔ)上根據(jù) SA1 工作組的需求考慮家庭基站整體架構(gòu)的增強(qiáng)。到 2008 年 12 月 TSGSA#42 次全會(huì)，第一階段工作成果主要是起草了技術(shù)報(bào)告 TR 23.820 的框架，明確了研究的范圍。