5G终端关键技术

5G终端关键技术目录5G终端总体策略5G终端产业推进125G终端若干关键技术3系统验证大规模试验201620172020Layer1/2冻结R15Release5G商用R16Release2021研发计划2018.2巴展发布《5G预商用技术要求》，启动5G终端联合研发项目标准进展终端测试5GIOT/FT测试5G友好用户测试5G原型机测试5G芯片/终端测试5G芯片/终端商用产品通用测试仪表综测仪等仪表测试仪表201820192018年底发布5G系列企标、中国移动5G终端白皮书运营商5G终端(Sub-6GHz)推进需求5G一致性测试系统、OTA等35G终端总体策略5G组网有NSA和SA两种方式多种网络制式长期共存和全球漫游的需要高功率终端终端多模多频要求终端对SA/NSA组网的支持能力5G高速率需求终端多流多天线要求5G高速移动需求终端高铁性能要求需求场景3.5G频段上行覆盖受限终端策略面向5G的新业务新应用多形态终端5G终端将具备更多形态，更强能力，从而实现“以用户为中心”语音业务需求支持语音解决方案26dBm同时支持SA/NSA2T4R500km/h组网需求业务需求性能需求测试验证室内弱覆盖场景HPUE可显著提升室内弱覆盖场景（RSRP-110dBm）的上行数据速率：提升幅度为20%~200%+HPUE对各种场景的VoLTE语音质量普遍有所提升：在RSRP-90dBm的范围内，MOS值提升幅度为0.02~0.24HPUE可有效提升上行业务半径：数据业务覆盖范围提升2dB室外场景部署HPUE对现网未见明显干扰：室外IoT抬升0.5dB~1dB@CDF=50%，属于可接受范围高功率终端技术方案：为改善TD-LTE弱覆盖场景下的用户体验，采用高功率终端，提升上行数据速率，扩大上行业务半径，改善VoLTE语音质量。相比于普通终端，HPUE天线口的输出功率提升了3dB（由23dBm提升为26dBm）——射频芯片输出功率、功放输出功率以及滤波器容限功率值均需有所提升方案背景组网需求-4G高功率终端方案4G高功率终端已于2017H1在美国商用，即将于2018H2在日本、中国商用，目前已有21款商用终端（三星、LG、Moto、中兴等）；已写入终端公司白皮书要求（2018年12月1日起，3000元及以上产品必选支持TD-LTEBand41powerclass2）产业情况组网需求-5G上行增强方案（双发、高功率、256QAM）5G5G+23dBm+23dBm+23dBmUL@+23dBmUL@+26dBm3dBDLSA终端双发高功率方案+26dBm4G5G+20dBm+20dBm+23dBm+23dBmNSA终端高功率方案（标准制定中，预计R16引入）+23dBm+26dBm4G5G5G上行存在瓶颈，存在增强需求：更高频段导致上行覆盖受限，且上行速率受限5G上行增强方案高功率：相比于普通终端（23dBm）提升3dB（26dBm），可缓解较高频段的上行受限问题；显著提升小区边缘等弱覆盖区域的上行数据速率，改善用户体验；有效提升上行业务覆盖半径3dB；降低网络部署投资尤其适用于小区边缘等弱覆盖区域以及上行受限区域双发（SA）：上行双天线，在小区中心通过双流MIMO实现上行峰值速率翻番，在小区边缘通过发射分集提升上行覆盖1-2dB256QAM：与64QAM相比，可提升上行速率33%组网需求-4G多模多频终端4G终端必选频段要求：TD-LTEBand34/38/39/40/41，LTEFDDBand3/7/8，TD-SCDMABand34/39，WCDMABand1/2/5，GSMBand2/3/8，一共11频段（去掉重复）。4G终端必选+推荐频段一共15频段（去掉重复）。网络模式工作频段上行（终端发）下行（终端收）要求TD-LTEBand402300-2400MHz2300-2400MHz必选Band382570-2620MHz2570-2620MHz推荐Band391880-1920MHz1880-1920MHz必选Band412496-2690MHz2496-2690MHz必选Band342010-2025MHz2010-2025MHz必选TD-SCDMA/TD-HSPABand342010-2025MHz2010-2025MHz必选Band391880-1920MHz1880-1920MHz必选GSM/GPRS/EDGEBand8880-915MHz925-960MHz必选Band31710-1785MHz1805-1880MHz必选Band21850-1910MHz1930-1990MHz必选Band5824-849MHz869-894MHz推荐LTEFDDBand72500-2570MHz2620-2690MHz必选Band11920-1980MHz2110-2170MHz推荐Band31710-1785MHz1805-1880MHz必选Band17704-716MHz734-746MHz推荐Band41710-1755MHz2110-2155MHz推荐Band20832-862MHz791-821MHz推荐Band8880-915MHz925-960MHz必选Band12699-716MHz729-746MHz推荐WCDMA/HSPABand11920-1980MHz2110-2170MHz必选Band21850-1910MHz1930-1990MHz必选Band5824-849MHz869-894MHz必选组网需求-5G频谱（Sub-6GHz）•3.5GHz频段：覆盖能力接近甚至超过现有4G网络，且被中国、日本、韩国、欧洲等国家广泛认可为5G首发频段，因此建议优先争取•4.8GHz-5GHz频段：传播特性较差，且国际支持度较低，但是我公司被分配该频段的概率较高，建议尽早明确频段分配方案•毫米波频段：虽然美、日、韩均有计划在2020年部署5G，但预期应用规模不大，首发终端很可能不是智能机。同时考虑到我国应用毫米波比6GHz以下低频段至少晚2年左右，建议适时推动•其他潜在5G频段：建议密切跟踪，待政策、国际运营商部署策略进一步明确后适时推动5GNRTD-LTELTEFDDWCDMAGSMBandn78（3.3G-3.8G）Band41（2.6G）Band7（下行2.6G）Band1Band3Bandn79（4.4G-5G）Band40（2.3G）Band3（下行1.8G）Band2Band2Bandn77（3.3G-4.2G）Band34（2.0G）Band1（下行2.1G）Band5Band8Bandn41（2.6G）Band39（1.9G）Band4（下行2.1G）Band5Bandn8（900M）Band8（900M）Bandn3（1800M）Band20（下行800M）Band12(17)（下行700M）1GHz1.7GHz~2.2GHz2.3GHz~2.7GHz3GHz组网需求-5G终端多模多频段要求红色字体为必选频段黑色字体为推荐频段需求：国内/国外多种网络制式（2G/3G/4G）长期共存，全球5G频段离散。策略：建议终端基于现有2G/3G/4G多模多频要求，在制式上增加对5G的支持，在频段上增加n78（3.3-3.8G）和n79（4.4-5G）。后期依据国内和国际漫游需求支持更多5G频段。组网需求-5G终端多模多频实现复杂度分析终端支持多模多频段与基带芯片、射频芯片、射频前端三部分有关多模实现主要影响基带芯片，多频段实现主要依赖于射频芯片和射频前端。多模多频对终端实现带来较大挑战：对射频芯片的影响：随着终端支持的频段增多，射频芯片需提供的收发通道也要增加。对射频前端器件（滤波器、功放、开关等）的影响：频段增加对射频前端器件数量影响最大，随着终端支持频段数的增加，其器件数量将逐渐增加。每个频段需配置专门的滤波器或双工器，不可共用；不同模式支持相同频段时可共用滤波器或双工器。如果PA的工作带宽较宽，在该带宽内的多个相邻频段可以共用1个PA。对天线的影响：可单根或多根天线支持多个频段（例如：700MHz~3.5GHz）；单根天线支持大带宽可能需要引入天线调谐模块，引起成本增加。对终端成本、体积和性能都带来挑战：性能挑战体现为网络搜索时间变长，系统间共存干扰引起射频性能下降等。组网需求-独立组网模式（SA）和非独立组网模式(NSA)•SA（独立组网）：SA是5G网络连续覆盖的目标形态，新空口基站可以不依赖于LTE基站独立工作，UE可以通过新空口基站完成与核心网的交互（如：注册，鉴权等）•NSA（非独立组网）：NSA是5G网络的过渡方案，主要优化5G初期无线覆盖不完善，解决互操作频繁的问题，UE需要通过LTE基站与核心网信令交互（如：注册，鉴权等）；新空口基站不能够独立工作，仅作为LTE的数据管道的增强•利用LTE网络覆盖能力提供信令•NR仅提供数据面，用于容量增强•LTE-NR双连接终端信令数据蓝色4G，绿色5G面向网络演进方案，标准化中讨论了多种5G网络部署方式，划分思路根据无线网络和核心网的不同，区分为两大类：SA（独立部署）和NSA（非独立部署）核心网NRgNBNRgNBLTEeNB核心网Option2Option3系列组网需求-5G终端对SA/NSA组网的支持能力ModemorSoc(5G)ModemorSoc(4G)RFIC射频前端4G5G射频前端需求：5G组网有NSA和SA两种方式，一种情况是中国移动选择SA，国外有运营商选择NSA，需要支持国际漫游；另一种情况，中国移动在部分区域先选择NSA，但后续其他区域SA成熟后直接上SA策略：建议推动产业终端同时支持SA和NSANSA组网下的4G+5G双连接方案与SA组网下的5G单连接方案对比，对终端功耗、SAR值、硬件实现难度带来较大挑战eNodeBgNB4G/5GUEgNB4G/5GUENSA组网SA组网业务需求-4G终端语音解决方案4G存在CSFB（CircuitSwitchedfallback）、单卡双待机、VoLTE/SRVCC等多种LTE手机语音解决方案：CSFB和双待机方案，由2/3G电路域提供语音，VoLTE方案由LTE分组域提供语音，并通过SRVCC功能保证与2/3G话音平滑切换CSFB语音业务通过2/3G电路域提供VoLTE/SRVCC语音业务通过LTE分组域提供过渡方案双待机语音业务通过2/3G电路域提供目标方案•开机驻留LTE，需要语音业务时，将由LTE回落至2/3G提供•在LTE覆盖区内由LTE提供基于IMS的语音业务；通话过程中离开LTE覆盖区，由SRVCC保证LTE语音与2/3G语音的连续性•终端同时驻留2G/3G和LTE网络，语音业务由2/3G提供，数据业务优选LTE提供业务需求-5G终端语音解决方案独立组网场景下，根据语音承载网络的不同，分为VoNR方案和EPSFallback方案。非独立组网场景下，使用VoLTE方案承载语音业务。5GNRLTELTEEPC5GCoreIMSCoreVoLTEVoNRVoIP切换N26基于5G/4G网络提供语音1.LTEEPC与5GCore之间存在N26接口2.终端驻留5G，语音业务和数据业务都承载在5G网络3.当终端移动到非5G覆盖区，由LTE网络为其服务,从5G到LTE的移动基于切换方式VoNR方案VoIP5GNRLTE5GCoreIMSCoreVoLTE5G切换切换请求N26基于4G网络提供语音1.LTEEPC与5GCore之间存在N26接口2.终端驻留5G，数据业务承载在5G网络3.终端在5G上起呼时，由基站控制终端从5G回落到LTE，回落方式为切换，语音业务承载在4G网络EPSFallback方案VoIPLTEEPC切换请求基于覆盖的切换起呼时切换5GNR基于4G网络提供语音1.连接态时终端保持与LTE基站和5G基站的双连接2.终端驻留4G，语音业务承载在4G网络，数据业务承载在5G网络/4G网络+5G网络。LTELTEEPCV