一、3GPP标准各个版本的介绍
3GPP(第三代合作伙伴计划)是通信领域最具影响力的国际标准化组织,其制定的标准构成了从3G到5G乃至未来通信技术的基石。
| 版本/发布周期 | 技术代际 | 冻结时间 | 核心特性与标志性技术 |
|---|---|---|---|
| R99 / R4 | 3G | 2000-2001年 | 基础3G能力:W-CDMA、TD-SCDMA空口;核心网分为电路域和分组域。R4实现呼叫控制与承载分离,引入MSC Server和MGW。 |
| R5 / R6 / R7 | 3G增强 | 2002-2007年 | 向全IP演进:R5引入IP多媒体子系统(IMS)和HSDPA;R6引入HSUPA;R7具备4G某些特征,如MIMO和64QAM。 |
| R8 / R9 | 4G (LTE) | 2009-2010年 | 4G奠基:R8是LTE首个版本,采用OFDMA多址,简化网络架构,取消CS域和RNC节点,实现全IP。R9增强MIMO,引入SON、LTE定位。 |
| R10 - R12 | 4G (LTE-A) | 2011-2015年 | 4G性能飞跃:R10引入载波聚合(CA)、更高级MIMO(8x8),正式称为LTE-Advanced。R12增强小小区(Small Cell),支持TDD与FDD载波聚合。 |
| R13 / R14 | 4.5G (LTE-A Pro) | 2016-2017年 | 5G过渡:R13引入256QAM、更多载波聚合。R14支持NB-IoT定位及V2V,标志进入4.5G(LTE-A Pro)时代。 |
| R15 - R17 | 5G | 2018-2022年 | 5G系统确立与增强:R15确立5G NR空口,支持NSA和SA两种组网,聚焦eMBB。R16完善uRLLC,引入网络切片、IAB,侧重垂直行业。R17增强mMTC,引入NR卫星通信、终端节能等。 |
| R18 (进行中) | 5G-Advanced | 预计2024年 | 5G演进:R18是5G-Advanced首个版本,在基础通信能力上持续增强,并探索更多应用场景。 |
二、深入理解3GPP
要更深入地理解3GPP及其标准,可以从以下几个方面把握:
组织结构与工作流程:3GPP由全球七大区域性标准制定组织(如欧洲的ETSI、中国的CCSA、美国的ATIS等)作为组织伙伴联合成立。其技术工作由三个主要的技术规范组(TSG)负责:
TSG RAN(无线接入网):负责与无线空口相关的技术规范。
TSG SA(业务与系统):负责整体系统架构、业务需求和管理。
TSG CT(核心网与终端):负责核心网和终端的技术规范。
其标准制定遵循严谨的流程:从成员公司的早期研发、提出概念,到可行性研究,最终形成具体的工作项目并产出技术规范。
技术演进脉络 :纵观3GPP的版本迭代,可以看到几条清晰的技术发展主线:
网络架构IP化与云化:从R4的电路域与控制分离,到R5引入IMS,再到R8的纯IP核心网,最终走向基于服务的架构(SBA)。
空口技术革新:多址技术从3G的CDMA演进到4G/5G的OFDMA;调制方式从QPSK一路提升到5G的1024QAM。
天线技术飞跃:MIMO技术从R7的2x2,发展到4G时代的8x8,再到5G R15支持的Massive MIMO(大规模天线阵列)。
频谱利用高效化:通过载波聚合(CA) 技术,将多个载波捆绑使用,有效提升传输带宽。
三、LTE 4G标准的主要版本

(1)Release8 2006-01-23 2009-03-12
LTE的第一版协议,但其实此版本LTE的指标并未达到ITU-R规定的4G性能指标,所以此版本也称为3.9G。LTE相比3G网络有了以下特征:高峰值吞吐率,高频谱效率,简化网络架构和全IP网络架构等。
(2)Release9 2008-03-06 2010-03-25
Release9在Release8的基础上增加了部分功能,此时的LTE系统还是只能称为3.9G。主要增加了以下功能:公共预警系统,Femto Cell,波束赋形和多媒体广播等。
(3)Release10 2009-01-202011-06-08
进一步增强后的Release10已经达到了ITU-R提出的4G性能指标(IMT-Advanced),可以真正的称为4G系统。为了体现这一点,3GPP把LTE Release10之后的LTE系统更名为LTE-Advanced,简称LTE-A。此版本主要添加以下功能:进一步增加MIMO天线数,中继节点,增强型小区间干扰协调,载波聚合和异构网络等。对性能提升较大的是MIMO天线数的增加和载波聚合。
(4)Release11 2010-01-22 2013-03-06
Release11在Release10的基础上进一步晚上。主要完善以下方面:增强型载波聚合,协作多点传输(CoMP),ePDCCH以及基于网络的定位等。
(5)Release12 2011-06-26 2015-03-13
相对上一个版本主要有以下改进:增强型small cell,增强型载波聚合,机器通信(MTC),WiFi与LTE融合和LTE-U等。
(6)Release13 2012-09-30 2016-03-11
主要对载波聚合,机器通信,LTE-U,室内定位,MIMO和多用户叠加编码等进行增强。Release13在后来也被称为LTE-A Pro,俗称4.5G,即向5G过度的意义。
(7)Release14 2014-09-17 2017-06-09
对LTE-A Pro做进一步的完善。主要包括多用户叠加传输技术(MUST),V2V,对FD-MIMO,CoMP,LAA和LWA(LTE WLAN Aggregation)的进一步增强等。
(8)Release15

Release15阶段在进一步演进LTE系统的同时,也开始了5G系统标准化的工作。
LTE的工作重点包括:
- 1024QAM高阶调制方式
- 3.5GHz CBRS LAA/eLAA技术
- 进一步增强LTE在未授权频谱的性能
- 增强型V2X
四、NR 5G标准的主要版本

Release15
- 5G的新空口NR (这是5G首要解决的问题)
- 5G系统 phase1:非独立组网、独立组网
- 海量IoT
- Vx2
- 增强移动宽带eMMB与海量机器类通信mMTC
- 非授权频谱
- 网络切片
- 基于服务的架构SBA

Release16
- 5G系统phase2
- Vx2 Phase3
- 工业IoT
- URLLC
- 基于NR的非授权频谱
- 5G的能效
- 5G中的卫星访问

Release17

- 5R xMIMO
- 微波通信
- 动态频谱共享
- 工业IoT与URLLC
- 网络切片
**从"对人"通信到"对物"通信:**5G标准的设计初衷已超越个人移动宽带,致力于支撑增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)、海量机器类通信(mMTC) 三大场景。从R15到R17,3GPP逐步完善了对垂直行业应用(如工业物联网、车联网)的支持。