3GPP一直以來在人們心中是一個神秘的組織，很多用戶對于它的理解和認知，說不清，道不明。最近關于5G網絡的諸多報道，都陳述了“5G網絡”的標準是由“3GPP”來規(guī)定的，那么它到底是個怎樣的組織？我也不賣關子了，一同揭曉它神秘的面紗。

　　“3GPP”組織建立的來龍去脈

　　上世紀80年代，電話開始普及使用，人們僅僅使用的是模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，被稱為“第一代移動通訊技術”，也叫“1G”，代表設備是大哥大，只能打電話。

1G網絡時期的手機（圖片引自阿里巴巴咨詢畫報）

　　人們在傳輸數據的過程中發(fā)現，太大的數據信息很難在傳播過程中消耗的時間太多了，歐洲人聰明，把時間分割成了周期性的幀（Frame），每個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號，這種技術叫做時分多址（TDMA），基于這個技術，歐洲人研制出了第二代通訊技術，也叫“GSM（Global System For Mobile Communications）”，俗稱2G，中國在1995年左右開始部署GSM網絡。

2G網絡制程（圖片引自互聯網）

　　到了20世紀中期，當時二代通訊技術已經使用一段時間了，一位美國女子名叫海蒂·拉瑪（她還是著名的影視演員）基于時分多址發(fā)明了新的通訊技術：碼分多址（CDMA），和時分多址有區(qū)別的是，它是靠信息的編碼序列來分割成若干個碼隙向基站發(fā)送信號，被稱為2.5代移動通訊技術。

CDMA（圖片引自互聯網）

　　來到中國，移動及當時的網通選擇了主流的GSM網絡制程，而電信則成為唯一一家支持CDMA制程的通訊公司。一個是分割時間，一個是分割編碼，很難說哪個制程更好，只能說各有千秋。

　　互聯網在2G網絡制程的帶動下，日益壯大，各式各樣的移動設備、臺式電腦等數碼產品霎時間蜂擁而至。消費者感受到了二代移動通訊技術的益處，越來越期待第三代（3G）通訊技術的到來。

　　網絡制程的全球普及，使人們越來越依賴于“無線上網”，理念是：為了定義完整的端到端系統(tǒng)規(guī)范，確保符合行業(yè)需求，不同廠商之間實現無縫互操作以及為移動提供其所必需的全球規(guī)模，并且也為了實現GSM由2G網絡到3G網絡的平滑過渡的需求，從而產生了一個組織，如果將全球無線通訊比作一個村的話，那么這個組織絕對是這個村里的村長，它讓你“耕什么地”你就得耕什么地，它讓你的“莊稼”長多高你的莊稼必須長那么高，否則對不起，你不屬于這代通訊技術的標準，這個組織就是3GPP。（注意，3GPP是實現GSM演進成立的。）

3GPP logo（圖片引自搜狐網）

　　3GPP建立時，各國都在討論誰當“老大”合適，當老大爽啊，有話語權，但是，每一代移動通訊技術的革新并不是某個體公司能完成的，它要設計到基站的建設、匹配制程的芯片制造、從中的技術研發(fā)、采用怎樣的頻率，運用多少的波段等等，畢竟關乎全球用戶無線上網的問題，最后商量了下，全球各國幾個在通訊領域有重要地位或作用的運營商，來做3GPP的成員，先后足足請了七個大佬，它們分別是：日本無線工業(yè)及商貿聯合會（ARIB）、中國通信標準化協(xié)會（CCSA）、美國電信行業(yè)解決方案聯盟（ATIS）、日本電信技術委員會（TTC）、歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）、印度電信標準開發(fā)協(xié)會（TSDSI）、韓國電信技術協(xié)會（TTA）。

3GPP由7個組織協(xié)會組成（圖片引自2017年10月高通媒體沙龍PPT）

　　有了組織就是好辦事兒，在3GPP的帶動下實現了第三代移動通訊技術（3G）的W-CDMA技術、TD-CDMA技術的普及化。

　　第2頁：關于“5G” 3GPP不管不行

　　3GPP是為了實現歐洲人創(chuàng)造的GSM的演化，那個美國美女演員創(chuàng)造的CDMA能善罷甘休？不行，我們北美也要創(chuàng)立一個！第二年1999年，北美公司聯合芯片巨頭高通等創(chuàng)立了個3GPP2，和3GPP有一定的競爭關系，只不過后來高通又放棄了CDMA向4G演進的路線，3GPP2也逐漸邊緣化，倒是3GPP逐漸壯大了。到了LTE（Long Term Evolution，長期演進），也就是4G，各大運營商開發(fā)出了TD-LTE和FDD-LTE兩種制程，“村長”3GPP出來了，說你們這個制程不滿足我的標準，LTE只有3.9G，你們不叫4G，這讓運營商很尷尬，最后四舍五入，3.9G就叫4G吧！就一直按4G叫了，其實未被3GPP認可，國內的4G網只是3GPP的3.9G的標準。

4G定義（圖片引自百度百科）

　　后來運營商無奈，按照3GPP對于4G的標準推出了升級版的LTE Advanced，這才滿足國際電信聯盟對4G的要求，直到后來的LTE-A才叫做4G。

　　時光飛逝，轉眼到了2017年，從1998年成立以來，3GPP不斷擴大、由成員驅動，涉及數百家公司的大量工作和協(xié)作，包括網絡運營商、終端制造商、芯片制造商、基礎設施制造商、學術界、研究機構、政府機構，累積到2017年會議參與者突破6000多人，好家伙，厲害了。

3GPP 增長人數表（圖片引自2017年10月高通媒體沙龍PPT）

　　對于未來的第五代通訊技術（俗稱5G），3GPP提前好打預防針，告訴底下和無線網絡相關的公司，說你們必須按照我的要求制定5G，要不然我還是不承認。底下公司齊聲說“啥要求啊？”3GPP說，5G必須要提高速率和降低時延，并規(guī)定，5G網絡傳輸速率至少需符合100Mbps下載速度、50Mbps上傳速度，網路延遲時間不得超過4毫秒，并且在時速500公里的高速列車上也能維持穩(wěn)定網絡連接。

　　底下眾公司紛紛贊同，并答應必須執(zhí)行到位。

3GPP對眾涉及5G網絡企業(yè)的囑咐（聊天為個人虛構）

　　第四代移動通訊技術，不聽話！不承認標準還出，氣的3GPP不輕，臨近5G時代得好好整改整改你們，3GPP還要求了，5G無線網絡時代不能僅涉及數據服務和語音服務，要拓展移動生態(tài)系統(tǒng)，普及到無線回程、ULL，無人機等關鍵業(yè)務型服務、數字電視廣播、汽車服務、M2M/loT服務等等。

5G涉及的領域（圖片引自2017年10月

　　高通媒體沙龍PPT）

　　并且定義了三大場景：eMBB、mMTC和URLLC，對應了想要涉及的領域。

3GPP定義5G的三大場景

　　3GPP將“5G”視為是一個重大的改革，要具備五大創(chuàng)新！

4G相比5G的技術變革（圖片引自互聯網）

　　眾公司說：“行，你是頭兒，你說咋整就咋整，說吧，哪五大創(chuàng)新�！�

　　第一大創(chuàng)新：mmWave

　　提到網絡速率，必定和頻率、波長、以及光速三者有關，它們的關系是這樣的：

電磁波計算公式

　　接著看下一張圖：

以往不同頻率電波的用途

　　從上方圖片中的綠色字體不難看出，長期以來，我們主要使用中頻到超高頻來實行手機通訊的。經常所說的CDMA 800、GSM 850，就是工作頻段800MHz和850MHz的意思。就目前來說，現如今的4G LTE屬于超高頻和特高頻。

我國LTE頻譜劃分（圖片引自人民網）

　　并且我們國家主要使用超高頻。依照第一個圖的公式，頻率越高，速度越快，車道（頻段）也就越寬。

頻率越高，頻段越寬（圖片引自千家綜合布線網）

　　恩，要想速率快，頻率就越大，因為光速是恒定的，頻率大就意味著。。。。。

電磁波計算公式

　　也就意味著波長越小，5G的第一個創(chuàng)新技術就來了，率先使用目前波段較小的mmWave（毫米波），就目前的動態(tài)來看，毫米波段中28GHz頻段和60GHz頻段比較有希望使用在5G的兩個頻段中，使用毫米波頻段，頻譜帶寬比較前代要寬了10倍，傳輸速率自然也得到大幅度提升。

　　第二大創(chuàng)新：Massive MIMO

　　MIMO的英文全稱是Multiple-Input Multiple-Output，意為“多進多出”，說白了就是基站的天線變多了，并且手機的接受能力也變強了，源頭上多根天線發(fā)送，接收對象多根天線接受。

Massive MIMO對比LTE的區(qū)別（圖片引自kejiwang）

　　通過實際圖片看下區(qū)別：以前的基站，天線數量寥寥無幾。

老式基站（圖片引自互聯網）

　　再看看新式Massive MIMO技術基站：

Massive MIMO 5G基站（圖片引自臨汾日報社）

　　是不是有點高大上，充滿“未來科技”的感覺呢。

　　第三大創(chuàng)新：Beam Management

　　Beam Management意為波束賦形，也是第五代移動通訊技術的一大創(chuàng)新，它主要是改變了信號的發(fā)射形式進行的改變。說到基站發(fā)射信號的形式，有些類似于燈泡發(fā)光，它是360度向四面八方發(fā)射的，對于光而言，要想照亮某個區(qū)域或某處物體，大部分散發(fā)出去的光都浪費了。

傳統(tǒng)信號發(fā)射形式（圖片引自互聯網）

　　而波束賦形就比較厲害了，它是一種基于天線陣列的信號預處理技術，通過調整天線陣列中的每個陣元的加權系數產生具有指向性的波束，通俗的將，它可以改變信號的發(fā)射軌跡，實現“點對點”有針對的信號傳播。

波束賦形（圖片引自互聯網）

波束賦形（圖片引自mbcom）

　　硬是給信號發(fā)射形態(tài)“捏”了個長條造型，無不讓人佩服5G通訊技術的前進。

　　第四大創(chuàng)新：LDPC/Polar

　　前面說過，3GPP對應想要涉及的領域，定義了5G的三大場景：eMBB、mMTC和URLLC。

3GPP定義5G的三大場景

　　不知道朋友們記不記得2017年11月下旬，華為公司主推的Polar Code（極化碼）方案拿下5G，作為控制信道的編碼方案，這個方案便是3PGG制定的三個場景之一的eMBB場景，而高通主導的LDPC碼作為數據信道的編碼方案。

　　根據華為的實際測試來看，Polar碼可以同時滿足超高速率、低時延、大連接場景的需求，并且能夠使蜂窩網絡的頻譜提升10%左右，與毫米波結合可以達到27Gbps的速率。

　　對于eMBB場景來說，有了華為這位主力，外加高通的扶持，相信能夠將無線通訊技術提升到新的高度。

　　第五大創(chuàng)新：AS Layer

　　AS Layer是相比較4G網絡的一種新型的架構模式，主要是以正交頻分多任務（OFDM）為基礎的彈性參數物理層（PHY，Layer 1），它可以最多包含5個次載波。該架構可以同時回應更快速的數據與響應速度。

Layer 1（圖片引自52rd）

　　寫到最后

　　不得不承認，從第一代移動通訊技術問世開始，注定了它會牽扯到許多的層面，包括用戶的使用體驗、商家的利益等等，而3GPP的建立并不多余，就像國家需要有政府的支撐、公司要有制度的管理、學校要有老師教育的引領，而3GPP充當的就是這樣的一個角色，立好了一個“規(guī)則”，各類供應商和用戶才能夠在科技中進步。