5G终端关键技术.pptx

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5G终终端端关关键键技技术术目录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RSRP4G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1-2dB256QAM：

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）3GHz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：

700MHz3.5GHz）；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5GCarrier4GCarriereNodeBgNB4G/5GUE5GCarriergNB4G/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。

LTELTEEPCVoLTEIMSCoreSA（独立组网）场景NSA（非独立组网）场景VoLTE方案业务需求-5G终端语音解决方案VoNR方案EPSFallback方案VoLTE方案业务体验呼叫时延短（VoLTE）中（比VoLTE略长，比CSFB短）短（VoLTE）对其他业务的影响无回落LTE会强制将其他业务也回落至4G，可能影响部分5G业务，但影响远小于CSFB无终端要求单待，切换实现互操作。

单待，切换实现互操作。

回落LTE及返回5G需优化。

标准方案，产业易支持。

为保证后期平滑演进，建议EPSFallback终端同时支持VoNR功能连接态时为双通状态，功耗增加，存在互干扰标准化进展3GPP标准方案，2018年6月完成3GPP标准方案，2018年6月完成3GPP标准方案，已完成若部署NSA，只能采用VoLTE方案提供语音若部署SA热点覆盖环境下：

为避免频繁系统间互操作，影响用户体验，建议采用EPSFallback方案，话音回落到LTE连续覆盖环境下：

若采用EPSFallback方案，可降低网络覆盖及互操作要求，后期还要进行网络二次改造，但演进较为平滑若采用VoNR方案，可一次到位，但需要支持通过N26接口实现5G与LTE的语音互操作，互操作要求高性能需求ITU定义的5G性能指标性能需求-5G终端多流多天线和高阶调制策略需求：

5G对终端有高速率的要求。

策略：

多天线和高阶调制方式是实现终端高速率的关键手段，建议多天线要求为2发4收（智能机）或4发8收（CPE），支持上行256QAM。

推动2发、4收、上行256QAM的国际标准化。

终端高速率的关键手段增加天线数量可成倍提升终端速率。

提升调制方式可提升终端速率。

5G终端多天线实现分析终端天线数量主要受限于频段、手机尺寸、材质、天线布局的限制。

在3.5GHz普通商用终端上支持多于4天线的设计难度较大；在尺寸较大的CPE及Tablet上可支持更多数量的天线，如8天线等。

5G终端调制方式分析考虑到上行流量的增长需求，并且LTE标准化已引入上行256QAM，因此建议5G终端支持上行256QAM。

性能需求-5G终端高铁性能要求df多普勒频偏：

fcvcos需求：

高速场景支持500km/h的移动速度。

策略：

建议终端解调能力支持500km/h移动速度下的最大多普勒频偏（1620Hz），并支持存在相反多普勒频偏的多径信道解调。

4G高速需求：

3GPP对高速移动的最大速度要求是350km/h，现网高铁场景使用RRU对打小区合并组网方式。

4G终端要求：

企标对终端的要求是支持1KHz，且支持存在相反多普勒频偏的多径信道解调。

5G终端要求：

支持至少1620Hz的下行多普勒频偏，且支持存在相反多普勒频偏的多径信道解调。

5G终端总体策略（回顾）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35G终端功耗总体分析与4G终端相比，5G终端面临更高的通信功能和性能方面的要求，高频段、大带宽、高速的数据传输和处理过程都可能增加5G终端功耗，对5G终端设计带来了较大挑战。

工作频段的提高、系统带宽的增大，以及5G物理层可能采用更加线性的波形，这些新特性和需求都可能造成射频功率放大器（PA）的工作效率相比于4G有所降低5G的高速率传输和数据处理过程，会带来基带芯片及应用处理器复杂度提高，这些因素同样也可能造成终端功耗的增加SA终端：

上行采用双发可大幅度提升终端上行传输速率，且增强上行覆盖，但终端射频部分会有两个功率放大器同时工作，会在一定程度增加功耗NSA终端：

需要终端支持4G和5G模块同时工作，这种LTE-NR双连接工作模式将可能进一步增加终端功耗21终端双发与单发功耗对比分析待机状态：

终端在待机下功耗与上行发射通道无关，NSA终端单待在4G，SA终端单待在5G，在相同条件下，待机功耗基本可比（可达10mA以下）连接态、无数据传输：

PA在打开但不传输数据时功耗较低（约10mA），假设SA单发终端的基础电流约50mA，SA双发终端约60mA，NSA双发终端此时约为50mA，各类工作模式终端的功耗相差不大终端业务功耗与网络覆盖、数据传输方式关系较大：

在好点（发射功率0dBm），下行业务为主，SA单发终端约为510mA，SA双发终端约为520mA，相比增加不大；上行业务为主，SA单发终端约为240mA，SA双发终端约为330mA，增加约30%，差异来自PA、基带和AP功耗提升在差点（发射功率23dBm），下行业务为主，SA单发终端约为720mA，SA双发终端约为930mA，相比增加约30%；上行业务为主，SA单发终端约为450mA，SA双发终端约为740mA，相比增加约60%，功耗增加较大考虑上行流间干扰，SA双发速率是SA单发的1.4-1.6倍，SA双发与SA单发的上行比特耗电基本相当NSA终端相比SA单发终端增加了LTE基带及LTE射频功耗，如LTE传输数据（10Mbps），在不同速率下，相比SA单发增加约80-300mA，增加约30-60%；如果LTE仅传输信令，比单发终端略高50mA，增加约20%；如NSA终端采用TDM方式，功耗与单发终端可比如SA单发终端使用SUL，相同位置下PA功耗将有所下降，但由于实现复杂度及网络调度策略不同，具体结果需要进一步分析注：

以上数据根据LTE终端实测结果及5G数据速率和复杂度拟合得到，待进一步验证结合4G实测结果及5G终端复杂度和器件性能，分析NSA双发终端、SA单发终端和SA双发终端在不同业务、不同覆盖下的功耗性能：

6004002000好点覆盖终端功耗对比（mA）SA单发SA双发NSA双发050010001500差点覆盖终端功耗对比（mA）SA单发SA双发NSA双发22CA通过将主载波切换到低频增强上行覆盖能力主载波切换到低频在3.5G上行覆盖边缘，主载波由3.5G切换到900/1800M3.5GHz900/1800MHzDLCA：

在高频覆盖能力不足时，主载波切换到低频载波下行有高低频两个载波，上行仅有一个载波上行通过主载波切换进行高低频的转换上行覆盖增强CA与SULSUL通过配置低频载波增强上行覆盖能力SUL：

在高频覆盖能力不足时，调度低频载波进行上行传输上行下行均只有一个载波上行通过调度不同载波进行高低频的转换仅上行切换到低频在3.5G上行覆盖边缘，上行载波由3.5G切换到900/1800M3.5GHz900/1800MHz4G引入SRS天线Switch

（1）上行单天线发送下行多天线接收TD-LTE网络下行双流波束赋形（TM8）方案中，依靠终端上行SRS的信道估计，但终端仅上行单天线发送，使得eNB无法准确估计终端两路天线的信道信息，健全信道信息可以提升下行赋形性能终端上行天线选择性发送方案：

可提供UE在两根天线中选择发送，为网络提供健全的信道信息，优化上述问题，增益体现在：

1.对8天线站：

提升下行双流性能2.对3D-MIMO站：

提升下行MU-MIMO可配对概率现有网络方案：

目前TM8下行的双流是根据厂家实现算法，依据长期的信道统计信息进行构造，存在估计不准导致性能下降的问题上行单天线轮流发送4G引入SRS天线Switch

（2）61.5360.4950.240.2168.4667.2958.2751.03100806040200252423222120191817161514131211109876543210-1-2-3-4-5天选OFF天选ONTM8切换点UMA-LOS模型：

在SNR15dB以下，天选单点平均增益18%，整体速率约8%，增益在中差点增益更明显UMA-LOS天选开/关下行速率（Mbps）SINR（dB）264G引入SRS天线Switch（3）53.4645.1136.8073.5164.2754.78100.0080.0060.0040.0020.000.00262524232221201918171615141312111076543210-1-2-3-4天选OFF天选ONUMA-NLOS天选开/关下行速率（Mbps）TM8切换点TM8切换点UMA-NLOS模型：

在SNR23dB以下，天选平均增益28%，整体速率约22%，除极差点信道条件外，均有明显增益SINR（dB）5G终端SRS天线Switch方案对于5G终端，NSA模式下LTE1发2收或4收，NR1发4收，SA模式下NR2发4收，建议终端支持在NR4根接收天线上轮流发送SRS4G单卡方案RF1RF1RF2RF1tune-awayLTEGSMUSIM单卡单待单通方案：

典型语音方案CSFB/VoLTE单通：

任意一时刻仅工作在一种制式的网络单待：

在空闲态下仅监听一种制式网络的寻呼LTEGSMUSIM单卡双待双通方案：

典型语音方案：

SGLTEorSVLTE双通：

可以在两种制式的网络上提供语音/数据并发业务双待：

在空闲态下可同时监听两种制式网络的寻呼LTEGSMUSIM单卡双待单通方案：

典型语音方案：

SRLTE单通：

不可以在两种制式的网络上提供语音/数据并发业务双待：

在空闲态下可分时监听两种制式网络的寻呼对于单卡，通的概念在于能否在两种制式网络上提供语音和数据业务并发对于单卡，待的概念在于能否同时监听两种制式网络的寻呼L/T/W/G/CGSMUSIMUSIML/T/W/G/CGSMUSIMUSIM双卡双待单通方案：

一套射频双待：

两卡协议栈通过tune-away的方式分时占用射频，实现对两卡网络制式的寻呼监听单通：

一卡在语音业务进行时全时占用射频，另一卡OOS双卡双待双通方案：

两套独立射频双待：

两卡协议栈同时对两卡网络制式进行寻呼监听双通：

一卡在语音业务进行时，另一卡能够接收语音寻呼4G双卡方案对于双卡，通的概念在于一卡在进行语音业务时，另一卡能够收到语音寻呼对于双卡，天然支持双待RF1RF1RF2tune-away5G单卡还是双卡?

4G双卡终端策略：

必选支持双卡单通方案，一卡支持VoLTE以及CSFB语音方案，另一卡支持GSM或CDMA1x语音，从2018年3月1日起，若双卡手机采用支持双卡双VoLTE的芯片平台，则必选支持双卡双VoLTE语音方案，两卡语音单通。

目前4G终端市场中双卡终端销量占到4G终端总销量的90%以上待决策问题：

对于5G终端，推单卡还是双卡？

需要考虑市场策略若要推双卡，建议5G双卡双待单通方案，一卡支持VoNR以及EPSFallback语音方案，一卡支持VoLTE或GSMRF1USIMUSIMtune-away5/4/3/24/3/25G双卡双待单通方案一套射频双待：

两卡协议栈通过tune-away的方式分时占用射频，实现对两卡网络制式的寻呼监听单通：

一卡在语音业务进行时全时占用射频，另一卡OOS带宽自适应BWPtimefrequencyBWP140MHz15kHz.BWP320MHz/60kHz12BWP210MHz/15kHzBWP原理：

BandwidthPart，即一部分带宽，或称BandwidthAdaptation，即带宽自适应变化。

在LTE中，UE的带宽跟系统的带宽保持一致，解码MIB信息配置带宽后便保持不变。

在NR中，UE的带宽可以动态的变化。

第一个时刻，UE的业务量较大，系统给UE配置一个大带宽（BWP1）；第二时刻，UE的业务量较小，系统给UE配置了一个小带宽（BWP2），满足基本的通信需求即可；第三时刻，系统发现BWP1所在带宽内有大范围频率选择性衰落，或者BWP1所在频率范围内资源较为紧缺，于是给UE配置了一个新的带宽（BWP3）。

一个UE最多可配置4个BWP。

BWP主要分为两类：

InitialBWP和DedicatedBWP。

InitialBWP主要用于UE接收RMSI、OSI发起随机接入等。

而D