3GPP 3G家庭基站标准化进展

1、.：.；3GPP 3G家庭基站规范化进展1引言 随着全球 HYPERLINK t _blank 3G市场的开展、用户规模的扩展，网络 HYPERLINK t _blank 运营商对如何在家庭环境下低本钱提供高速数据业务提出了需求，普遍关注家庭 HYPERLINK t _blank 基站这种新的3G产品。设备 HYPERLINK t _blank 制造商也纷纷抓紧开发家庭基站产品，但尚缺乏一致、规范的 HYPERLINK t _blank 处理方案。 为防止不同设备制造商非规范的处理方案呵斥市场分裂，保证家庭基站多厂商供货环境，3GPP在2007年3月的TSGRAN#35次全会启动了一个研讨工程

2、studyitem，SI：“Study on Home NodeB/eNodeB，其目的是试图根据家庭基站的典型运用场景，构成规范处理方案。这个研讨工程由RAN2、RAN3、RAN4三个任务组承当，分别在家庭基站架构、 HYPERLINK t _blank 挪动性、访问控制、无线射频等方面开展可行性研讨。 经过一年多时间，2021年5月TSGRAN#40次全会正式完成了这个可行性研讨工程，其成果构成了 HYPERLINK t _blank 技术报告：TR25.820“3G Home NodeB Study Item Technical ReportRelease 8。经过研讨，RAN2、RAN

3、3、RAN4任务组均以为Release 8之前版本pre-Rel-8的3GPP规范可以支持家庭基站部署，家庭基站可与遵照Release 8之前版本的UE、中心网互联互通；同时也以为，针对家庭基站在架构、挪动性、访问控制、射频目的等方面进展规范优化，可改善家庭基站的部署效果，从而也明确了3GPP继续开展家庭基站规范化任务的主要方向。 3GPPRelease7版本规范在2007年3月的TSG#35次全会曾经功能冻结，因此3GPP对3G家庭基站的规范研讨制定任务是从Release 8版本开场的。但需强调的是，出于尽能够不影响现有网络即后向兼容的思索，3GPP对3G家庭基站的规范研讨制定中一直强调家庭

4、基站必需能兼容Release 8之前版本的终端与中心网尤其是终端，并且对无线网络UTRAN的影响也应尽能够小。 2 3G家庭基站的业务要求 在上述可行性研讨进展过程中，3GPP对3G家庭基站本质的规范任务也已启动，2007年12月，TSGSA#38次全会启动了家庭基站的Stage1规范工程work item，WI“Requirements for Home NodeB/eNodeB。该工程由SA1任务组牵头，在已有研讨成果根底上针对家庭基站区别于普通宏基站运用上的特殊性，在访问控制、效力质量、挪动性、计费等方面提出新的业务要求，这些要求以修订CR方式写入了3GPP TS 22.011、22.1

5、15等规范。 由于家庭基站面向的是家庭、小企业等类似运用场景，家庭基站设备能够由用户拥有，因此自然地要求家庭基站系统可以根据用户身份决议能否提供效力，即具备访问控制功能。举例而言，某用户与某运营商签约在自家安装家庭基站，该用户希望家庭基站只对家庭成员和假设干特定来访客人等提供效力。针对家庭基站的这种要求，3GPP在Release8版本提出采用CSG闭合用户群的概念进展访问控制。CSG指的是允许 HYPERLINK t _blank 接入一个或多个特定小区的一群签约用户，这里的一个或多个小区接入用户时是受限的、有条件的，而普通蜂窝小区可允许运营商的一切合法签约用户和 HYPERLINK t _b

6、lank 遨游用户接入。并且同一用户可属于多个CSG，每个CSG由一个CSGID标识，UE维护一张它所属CSG的CSGID列表允许CSG ID列表，在这个列表之外的其他CSG ID所包含的CSG小区对该UE而言是不可访问的。并且每个CSG小区广播一个CSG ID，这个CSG ID所标识的闭合用户群的成员可以访问该小区。为了兼容Release 8之前版本的UE，部署家庭基站时还需采取有别于Release 8版本CSG概念的访问控制方式，如基于用户 HYPERLINK t _blank IMSI的访问控制。 除访问控制外，从可运营可管理角度出发，对家庭基站还提出了如下原那么要求： 由运营商控制家庭

7、基站的安装、识别和位置管理； 用户经过家庭基站获得的效力应与普通蜂窝无差别但受家庭基站与网络的资源影响，并支持向CSG成员和非CSG成员提供紧急呼叫业务； UE驻留于家庭基站时显示与家庭基站相关的某些特定标识，以支持家庭基站覆盖指示、用户手动选择CSG小区等功能； 支持用户运用家庭基站时差别计费等。 SA1任务组经过Stage1规范工程“RequirementsforHome NodeB/eNodeB的研讨，明确了3G家庭基站需满足的总体要求，在这些要求的指点下，3GPP其他任务组相继在各自职责范围内开展3G家庭基站详细的规范研讨制定任务。 3 3G家庭基站的网络架构 2021年3月TSGRA

8、N#39次全会启动了家庭基站的两个规范工程，即RAN2任务组担任的“Supportof UTRA HNB和RAN4任务组担任的“FDD Home NodeB RF Requirements；2021年5月RAN #40次全会又启动了由RAN3任务组担任的“UTRAN Architecture for 3G HNB工程。 3.13GPP RAN3任务组3G家庭基站规范化进展 RAN3在“UTRANArchitecturefor3G HNB工程中主要研讨3G家庭基站无线网的构造、功能分布、 HYPERLINK t _blank Iuh接口协议等。 在3G家庭基站的可行性研讨阶段，针对家庭基站的无线

9、网构造提出过多种建议，根本上可分为基于 HYPERLINK t _blank Iub接口和基于Iu接口这两类方案，即家庭基站经过基于Iub接口或Iu接口与上一级网络设备相连。与基于Iub接口的方案相比，基于Iu接口的方案在多厂商环境下的开放性、可扩展性、灵敏性等方面具有明显优势，也符合网络扁平化的开展趋势，因此RAN3确定采用基于Iu接口的方案。而对于基于Iu接口的方案，在详细实现上不同企业又提出了多种建议方式，经过深化研讨，RAN3最终确定的3G家庭基站无线网架构如图1所示。图1 3G家庭基站无线网架构 家庭基站无线网主要包括家庭基站HNB、家庭基站网关HNBGW等设备实体。HNBGW经过规

10、范Iu接口与3G中心网相连。HNB与HNBGW之间经过新定义的Iuh接口相连，HNB具备原来的NodeB功能和 HYPERLINK t _blank RNC的大部分功能。HNB、HNB GW还支持一些由于家庭基站特性所引入的诸如HNB注册、UE注册等新功能。HNB管理系统HMS采用TR-069协议族，完成HNB位置验证、HNB GW发现、HNB参数配置等管理功能。 目前Iuh接口控制平面的协议栈曾经确定，即RANAP/RUA/SCTP/IP和HNBAP/SCTP/IP。Iuh接口新引入两个协议：HNBAP和RUA。HNBAP是“家庭基站运用部分，它在HNB与HNBGW间完成家庭基站特定的功能H

11、NB注册、UE注册等。RUA是RANAP协议用户适配层，用于在HNB与HNBGW之间透明传送RANAP音讯。 RAN3任务组在Release8阶段制定了TS25.467、TS25.468、TS 25.469这三个与3G家庭基站相关的技术规范。TS 25.467规定了3G家庭基站的无线网架构，分别描画了适宜于支持CSG的UE和不支持CSG的UE所需的功能，此外还提出了家庭基站操作维护的特殊要求。TS25.468、TS 25.469那么分别是RUA、HNBAP协议规范。 2021年12月TSGRAN#42次全会经过了上述三个规范，并赞同终了该WI。估计对RUA、HNBAP协议细节的讨论还将继续一段

12、时间。 3.23GPP RAN2任务组3G家庭基站规范化进展 RAN2任务组担任规范工程“SupportofUTRAHNB，主要研讨针对Release 8支持CSG的UE与家庭基站相关的挪动性问题，详细包括如下要求： 手动选择CSG小区； 空闲方式、Cell_PCH/URA_PCH形状下从W HYPERLINK t _blank CDMA/ HYPERLINK t _blank GSM宏小区到 HYPERLINK t _blank WCDMACSG小区的重选； 空闲方式、Cell_PCH/URA_PCH形状下从WCDMACSG小区到WCDMA/GSM宏小区的重选； 空闲方式、Cell_PCH/

13、URA_PCH形状下WCDMACSG小区之间的重选； Cell_DCH形状下从WCDMACSG小区到WCDMA宏小区/CSG小区的切换。 Release8阶段暂不要求Cell_DCH形状下从WCDMA宏小区到CSG小区的切换。 RAN2研讨的主要成果包括制定技术规范TS25.367，对原有规范TS25.331、25.304提出修订以实现TS25.367所提出的要求。TS 25.367规定了与支持CSG的Release 8 UE相关的家庭基站挪动性根本过程与要求。 对TS25.331RRC协议，为改善CSG小区选择/重选时的UE性能，引入的主要修订是在相关系统信息块中添加家庭基站相关的参数。UE

14、进展CSG小区重选实践运用的参数与Release8之前相比并没有变化，但网络运营时可经过Qoffset、Qhyst等参数的个性化设置，使UE可优先选择驻留在CSG小区。 RAN2研讨阐明，要实现Cell_DCH形状下UE从WCDMACSG小区到宏小区/CSG小区的切换，采用Release8之前版本3GPP协议所定义的切换流程即可实现，因此Release8协议中无需额外加强来支持切换。 原方案2021年12月完成该WI，但推迟到2021年3月RAN#43次全会才完成。 需留意的是，RAN2任务组担任无线接口层2、层3协议的规范化，在Release8WI“Supportof UTRA HNB范畴下

15、对Release 8版本规范的CR要进展修订的部分也就是无线接口，因此只需遵照Release 8及Release 8以上规范版本并支持CSG的UE才干支持这些修订，因此RAN2组的这些涉及无线接口的规范任务并不适用于Release 8之前版本的UE。为了与Release 8之前版本UE兼容，家庭基站系统必需采用Release 8版本之前协议规定的机制来实现UE与家庭基站相关的挪动性。 3.33GPP CT1任务组3G家庭基站规范化进展 2021年9月TSGCT#41次全会启动了CT1任务组担任的规范工程“CSGand Idle Mode Mobility for 3G Home NodeB，针

16、对Release 8引入CSG功能后，在尽能够重用原有流程以保证与Release 8版本之前UE后向兼容的原那么上，对中心网相关规范进展扩展以支持CSG概念，并支持UE空闲方式下进入/分开CSG小区的挪动性管理。 目前CT1任务组已起草了一个新的技术规范TS24.285“AllowedClosedSubscriber Group (CSG) List Management ObjectMO的初稿，规定允许CSG列表管理对象allowed CSG list MO，以支持经过OMA设备管理OMA DM技术对终端的允许CSG列表进展管理。 CT1的这个工程还涉及对TS24.008、TS23.122的

17、修订。对TS24.008引入Release 8的修订CR，主要是针对位置更新、路由区更新等过程添加UE被网络回绝的缘由值：“#25：Not authorized for this CSG；对TS 23.122那么添加了与CSG选择相关的技术内容。 4 3G家庭基站的无线射频特性 RAN4任务组担任规范工程“FDDHomeNodeBRF Requirements，主要研讨家庭基站射频特性，制定家庭基站射频目的规范，以满足家庭基站部署要求。 经过2021年3月至2021年12月的研讨，RAN4已根本完成家庭基站全套射频目的制定任务，将家庭基站作为一种新的基站类型引入3GPPTS25.104、TS2

18、5.141等规范。5 3G家庭基站的管理维护 3GPPSA5任务组对3G家庭基站在操作维护管理OAM方面的研讨进展情况如下。 与普通的宏蜂窝基站相比，家庭基站数目众多，而且本质上家庭基站与宏蜂窝网络、家庭基站与家庭基站间是无协调的，家庭基站虽然是一种网络设备，但从用户运用角度看又具备用户端设备的性质，用户运用家庭基站的时间、地点等是恣意的，因此对家庭基站的操作维护管理与普通宏基站必然要求不同。 基于对家庭基站这些特性的认识，SA5任务组在研讨工程“StudyofSelf-OrganisingNetworksSONRelated OAM for Home NodeB中，明确从自组织网络的角度来研

19、讨家庭基站的操作维护管理，提出家庭基站完全自动配置或者说用户“零配置这一根本要求，并进一步从配置管理、性能管理、缺点管理、平安管理等方面详细分析家庭基站的特殊要求，比较家庭基站与普通宏基站在OAM要求上的差别。这些研讨成果将纳入技术报告TR 32.821“Study of Self-Organising NetworksSONRelated OAM for Home NodeBRelease 8。目前TR 32.821还在起草阶段，随着研讨深化将逐渐完善。 RAN3也在家庭基站自主配置、HNB注册等方面开展了研讨，并已明确将采用TR-069协议来进展家庭基站的配置管理。而TR-069协议族是由

20、BroadbandForumBBF制定的，因此家庭基站管理方面的规范化涉及到3GPPRAN3、SA5和BBF这几个规范化组织，如何合理分工、协调任务将影响到家庭基站管理规范的进展。因此在2021年11月的SA5#62次会议上，讨论了SA5、RAN3、BBF这几个规范组织间如何协调推进HNB管理的规范化问题，并提出了详细的分工、协作建议。详细来说，2021年到2021年3月由SA5基于RAN3、SA5、BBF的输入，制定家庭基站与网元管理系统EMS间的接口规范3GPP称为Type 1 OAM接口，也即南向接口；由BBF在2021年11月至2021年3月制定HNB数据模型。而HNB的Type 2

21、OAM接口网元管理EM与 HYPERLINK t _blank 网络管理NM之间的接口，也即北向接口和HNB GW的 OAM接口将在Release 9版本进展规范。 截至2021年3月，SA5曾经制定了家庭基站与家庭基站管理系统间Type1OAM接口的几个规范：TS32.581概念与要求、TS 32.582信息模型和TS 32.583程序流、Type 1 OAM接口的其他相关规范估计也可在近期内完成制定任务。 家庭基站网络管理参考模型如图2所示。图2 家庭基站网络管理参考模型 6 3G家庭基站的其他规范化任务 6.1家庭基站业务需求的进一步加强 由于规范制定时间以及3GPP版本控制上的缘由，在

22、Release8版本3GPP制定的家庭基站相关规范仅支持根本的功能。基于希望未来家庭基站提供更丰富业务，进一步改善用户体验的目的，3GPP继续开展加强家庭基站的规范研讨。 2021年6月TSGSA#40次全会启动了一个Release9 WI“Enhanced Home NodeB / eNodeB，延续Release 8阶段所做的研讨，对家庭基站提出诸如支持IMS、支持开放与混合接入等更多新的业务需求。这些需求将纳入技术规范TS 22.220“Service Requirements for Home NodeBs and HomeeNodeBsRelease 9中，从而将确定Release

23、9阶段家庭基站规范研讨的总体目的。 6.2家庭基站整体网络架构研讨 在Release8研讨阶段RAN3任务组对家庭基站无线接入部分的架构进展了研讨与规范化，确定了家庭基站与家庭基站网关间采用Iuh接口、家庭基站网关与中心网间采用规范Iu接口这种无线网架构，但Release8阶段对包括3G中心网在内的家庭基站整体系统架构并没有深化研讨与规范化。为了支持SA1任务组提出的上述家庭基站新的业务需求并处理平安、挪动性等其他一些问题，2021年9月TSGSA #41次全会启动了由SA2任务组担任的WI“Architecture Aspects of Home NodeB/eNodeB，对家庭基站涉及网络架构的如下问题开展研讨： 支持家庭基站的相关功能如何在各网络节点划分； 如何从网络架构上支持家庭基站的平安、认证与发现过程； 如何从网络架构上支持CSG概念与功能； 如何从网络架构上支持家庭基站相关的挪动性与访问控制等。 SA2任务组对这个WI方案分两个阶段研讨，第一阶段主要是将3GPP其他任务组Release8阶段开展的家庭基站规范任务涉及到的架构方面问题进展梳理，明确架构方面存在的主要问题，并进而确定家庭基站的架构要求；第二阶段将在此根底上根据SA1任务组的需求思索家庭基站整体架构的加强。到2021年12