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3GPP Standardisierung und 5G für Satelliten
Ingo Viering und Eiko Seidel, Nomor Research12. September 2019, GOSATCOM, München
2CONFIDENTIAL© Nomor Research GmbH
2CONFIDENTIAL© Nomor Research GmbH
Nomor Research GmbH – Short Facts
Privately owned company located in Munich, Germany
Founded in 2004 (Spin off from TU Munich)
15 engineers
What Nomor Research provides: Technology consulting services,
– Including simulation support, patent support, standardization support
Training courses Technical focus on
– 3GPP technologies (HSPA/LTE/5G) – and Multimedia Delivery (including satellites)
Formerly: LTE protocol stack software for base stations(business sold End 2013)
Cf. www.nomor.de
Beispiel terrestrischer Mobilfunk
Wozu Standardisierung?
Vergleich 1990 und 2010
1990 Ende C-Netz, 1G Monopolistisch (<<10 Firmen) Grundgebühr 240DM (nicht inflationsbereinigt!)
Telefon 10kg, 15.000DM (nicht inflationsbereinigt!)
Nutzer < 800.000
2010 Anfang LTE, 4G >>30 Firmen Grundgebühr 10EUR Telefon <100g, 200EUR Nutzer ~65Mio
Keine Verlierer4CONFIDENTIAL© Nomor Research GmbH
Standardisierung erzeugt „Interoperabilität“
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Massenmarkt macht den Kuchen groß!
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Monopolistisch(vor 1990)
großes Stück von
kleinem Mini-Kuchen
Standardisierung (nach 1990)Mini-Stück von
Riesen-Kuchen
Standardisierer und Hersteller
… müssen dieselben sein Die Firmen, die hinterher Geräte bauen WOLLEN Müssen auch standardisieren
Ein den Herstellern vorgegebener Standard …wird nicht zum Massenmarkt führen
Klare Regeln bei der ETSI Konkurrenten sprechen miteinander Kartellrechtliche Regeln
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Wie funktioniert die3GPP Standardisierung?
Mobilfunk Standards
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GSMUMTS
20002003 2004
20052007
2010
1992
3GPP
LTE
GPRSEGPRS
HSDPAHSUPA
WiMAXWiFi
IEEE
MBMS
MBMS
Evolution
HSPA Evo
LTEAdvanced
20142020
NR
3GPP Prozesse
Finale Ziel: “Technical Specification” (TS) Öffentlich verfügbar für Jedermann Wichtig: Test Spezifikationen Technical Specifications werden erarbeitet in “Work Items” Work Items werden entschieden und definiert in “Study Items” Study Items werden in High-Level “Plenaries” initiiert Bei fertigen TS werden nur noch Fehler verbessert durch
“Change Requests”
Arbeitsweise ~6 Meetings per year Vorher verschicken die Firmen Dokumente/Beiträge
– “Tdocs”, typischerweise 2-4 Seiten lang, sehr fokussiert
Zwischendurch Email Diskussionen
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Struktur der „Technical Specification Groups“
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Example: last RAN WG2meeting in August, Prague
~3000 Tdocs
(~150 from big companies Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm, ZTE, Samsung)
~400 delegates
(~15-20 from big companies)
Details der Technical Specification Groups
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Services are often out of scope of 3GPP, except – agreed voice and video codecs (SA4) – mission critical applications (SA6)
Internet
MME
S-GW
S1-U
Radio Access Network Evolved Packet Core
P-GW
S1-MME
Services User Equipment
SGi
LTE-Uu
PCRF RxRRCRRC
PDCPRLCMACPHY
PDCPRLCMACPHY
NASNAS
RAN
CT
SA
TSG RANRadio Access Network
TSG SAServices & System Aspects
TSG CTCore Network & Terminals
3GPP – Ein Wunder?
Firmen müssen sich auf gemeinsame Methoden einigen Trotz eigener Interessen (z.B. Netzwerk versus Endgerät) Trotz IPRs/Patenten
Bedeutung von Patenten Patent im Standard sind immens wichtig Verletzung muss nicht nachgewiesen werden ETSI versucht Fairness zu erzwingen: FRAND Prinzip
(fair, reasonable and non-discriminatory)Können dabei funktionierende Lösungen entstehen?
Wie durch ein Wunder… ( notwendig für Massenmarkt)Können dabei „optimale“ Lösungen entstehen?
Sehr oft sind die Lösungen signifikant besser als sie auf den ersten Blick aussehen
Signifikant besser als „kleinster gemeinsamer Nenner“Paradigma
„Everybody must be reasonably unhappy“
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“Non-Terrestrial Networks” in der 3GPP
NTN Vision
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“True” global connectivity
Low cost devices
Standardized 5G air interface for satellites
NTN Architecture Options
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Source: 3GPP TR 38.821
Transparent architectureSatellite acts like a repeater, repeating the base stations (gNB) signal
Data
Network
UERemote Radio Unit
5G CNgNB
NG N6NR-Uu NR-Uu
NTN
Gateway
Regenerative architectureFull or partial base station hosted by the satellite
Might enable inter-satellite interface as well
Data
Network
UE
5G CN
NG N6NR -Uu
NG over
SRI
NTN
Gateway
gNB
Ongoing 3GPP Standardisation of 5G NTN
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Successful creation of several Rel.15/16 work and study items SA1 work item defined requirements to support satellites SA2 study item studies impact on 5G core network architecture RAN working groups studies the impact on
Planned Rel.17 Standardisation
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Creation of Rel.17 work item is currently promoted at RAN plenary
Work item approval is expected in December 2019
If approved, specification should be completed mid 2021
Physical Layer
Access Layer
RAN Architecture
RF Performance
Großes ESA Projekt: ALIX
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Support of 3GPP Standardization of a Satellite 5G Air Interface ESA ARTES Program – Future Preparation Massive extension planned to cover Release 17 work
Partners:
Major achievements Rel.16 RAN study item supported by 64 companies and agreed 26 (!) 3GPP RAN1/2/3 WGs meetings during 2018 – 2019 time frame Large number of contributions
– 258 TDocs submitted/revised in 3GPP groups 2018
Coordination of the satellite industryin a Special Satellite Interest Group (SSIG)
– SSIG members support our contributions in the different 3GPP groups
Growing interest / contributions by mobile communication industry– Ericsson, Nokia, Huawei, ZTE, Vodafone, LG, Sony, Interdigital etc.
Other standardisation activities in ETSI SCN, ITU-R and ITU-T
