5G终端、芯片及测试产业报告

1、目录 1. 引言 3 5G 器件和芯片 3 射频前端器件 4 2.2 射频芯片 5 2.3 基带芯片 6 3. 5G 终端产品 8 3.1 5G 智能终端 8 多模多频段终端技术要求及产业现状 8 双卡终端技术要求及产业现状 9 终端切片能力技术要求及实现方案 10 终端节电性能要求 11 3.2 5G 行业终端 11 3.2.1 5G 通用模组 12 5G 行业终端类型 13 5G 专网解决方案对行业终端的技术需求 16 4. 5G 终端测试仪表 17 4.1 5G 终端综测仪 18 5G 终端一致性测试系统 18 5G 终端功能及性能测试系统 19 5. 总结与展望 20 5.1 总结 2

2、0 5.2 展望 21 参考文献 22 附录 A 5G 终端测试认证标准化进展 23 A.1 3GPP RAN5 标准化 23 A.2 GSMA 5G 终端测试标准 25 A.3 GCF 5G 终端认证标准进展 25摘要本报告围绕 5G 终端技术解决方案及测试认证方案，首先分析了 5G 射频器件和射频及基带芯片的技术要求和主流产品，然后介绍了智能终端和行业终端这两大类 5G 终端产品的关键能力和产品形态，再介绍了 5G 终端测试仪表的产业发展现状，最后从 5G 器件和芯片、5G 终端产品、5G 终端测试仪表三方面进行了总结，并对后续技术演进方向进行了展望。引言5G 作为新一代移动通信技术，能够

3、为用户提供更高带宽更低时延的业务体验，是当前社会广泛关注的热点。伴随 2019 年 6 月工信部 5G 商用牌照发放，全球 5G 发展已经全面进入商用部署的阶段。终端作为新技术成熟商用的关键，既是连接用户和新技术的桥梁，也是用户感知新技术的载体。从 2019 年开始，已有多款 5G 芯片、通用模组以及智能手机产品正式发布，为用户提供了感受 5G 技术的媒介；到 2020 年，5G 终端迎来迅猛发展，1-9 月商用 5G 智能手机达 167 款，出货量超过 1 亿。5G 终端的蓬勃发展离不开测试保驾护航，测试认证是保障终端产品质量的重要手段。在产业共同努力下，5G 终端测试认证标准体系在 3GP

4、P、GCF、GSMA 等国际组织逐步成熟。本报告目的在于为读者提供给一个观察 5G 终端及测试产业链的全局视角，第二章主要介绍了 5G 器件和芯片的技术要求和产品现状，第三章介绍了包括智能手机、行业终端在内的 5G 终端产品关键技术及产品形态，第四章主要介绍了当前 5G 终端测试产业发展现状，最后进行总结与展望。图 1-1 本报告架构设计5G 器件和芯片在 5G 端到端产业链中，成熟的 5G 终端芯片是其中不可或缺的重要一环。 5G 终端中提供基础通信能力的主要组成部分包括射频前端器件、射频芯片（RFIC）和基带芯片（BBIC）。其中，射频前端器件用于射频信号的发送和接收，主要包 括功率放大器

5、、SAW 滤波器、BAW 滤波器、开关等器件；射频芯片主要用于提 供信号的上/下变频、上/下行射频通路；基带芯片负责完成基带数字处理功能，提供物理层信号处理及高层协议栈的软件功能。图 2-1 终端架构图射频前端器件2.1由于多模多频段以及高功率终端的需求，5G 终端对终端射频前端器件提出 了一系列新的需求大带宽、高功率、低功耗。5G 支持高功率终端（HPUE）需要射频前端器件可以支持高功率，要求射频前端器件中的功率放大器（PA） 提高线性度，进而提高线性输出功率。同时由于多模多频段的需求，射频前端器 件较之前更为复杂，这就需要后续滤波器和开关等器件在带宽内尽量降低插损，保证信号功率衰减较少。大

6、带宽需要终端射频前端器件采用新工艺、新设计，其 中功率放大器部分需要保证大带宽下的满足指标的输出功率，目前功率放大器已 支持 100MHz 带宽，逐渐开始支持 200MHz 带宽，面向上行带内连续两载波聚 合场景需要单个功放支持 200MHz 带宽。低功耗需要终端射频前端器件提高能效。其中主要是功率放大器提高工作效率，降低功耗。目前，射频前端芯片市场主要分为两大类：一类是以声学工艺为基础的滤波器，以声表面波滤波器（SAW）和体声波滤波器（BAW）为代表，另一类是使用半导体工艺制造的电路芯片，以功率放大器（PA）为代表。在滤波器方面，传统的 SAW 滤波器领域市场已趋向饱和，Muruta、TDK

7、 和 Taiyo Yuden 占据了全球市场份额的 80%以上。近年来，国内也逐渐涌现出一批可以提供 SAW 滤波器的厂商，例如无锡好达电子、开元通信和麦捷微电子科技等，并且更多国内厂商逐渐进入到 SAW 滤波器领域市场，例如三安集成。当前 FBAR/BAW 滤波器市场主要掌握在 Broadcom 和 Qorvo 等厂商手中，Broadcom和 Qorvo 两家公司几乎瓜分了全部市场份额。近几年，国内也出现了一些可以提供 FBAR/BAW 滤波器的厂商，例如：开元通信和诺思（天津）微系统等。在功率放大器方面， 终端功率放大器市场形成了 Skyworks 、Qorvo 和 Broadcom 三家

8、企业寡头竞争的局面，三家企业合计占据了 85%以上的市场份额。最近几年，国内在功率放大器领域也取得了不小的进展，出现了一系列可以提供终端功率放大器产品的厂商，例如：唯捷创芯（Vanchip）、国民飞骧（Lansus）、慧智微电子（SmarterMicro）和北京昂瑞微（OnMicro）等，也已经占据了一定的国内市场份额，尤其是 4G/3G/2G 功率放大器的市场份额。目前，将滤波器、开关、功率放大器等射频前端器件集成为模块化产品是业 界主流发展方向，如开关等器件通常会集成在射频前端器件模组中。在该类产品 市场中，绝大部分的市场份额仍被国际领先射频器件厂商所垄断，例如：Skyworks、 Bro

9、adcom、Qorvo、Murata 等。目前国内外厂商均已量产可支持高功率终端的 5G n41/n79/n78 射频前端器件模组产品。虽然我国在终端射频器件领域起步较晚，但是，近几年随着 4G 的飞速发展以及 5G 的加速推进，中国射频器件厂商的进 步也是有目共睹的，国内从事射频器件设计的公司正迎来新的发展机遇，其中包 括唯捷创芯（Vanchip）、国民飞骧（Lansus）、慧智微电子（SmarterMicro）、中 科汉天下（Huntersun）等。国内射频器件厂商生产的射频器件产品包括：射频 功率放大器、射频开关以及射频前端器件模组等，已经在 2G/3G/4G 得到应用。射频芯片2.2射

10、频芯片（RFIC）主要用于提供上/下行射频通路、上/下变频，通常还会集成数字信号和模拟信号转换器 ADC。射频芯片中提供上/下变频的锁相回路具有一定的工作频率范围，通常 RFIC 会针对低、中、高划分多个频率范围，在每个频率范围内则根据载波数、MIMO 流数及射频性能指标等设计需求确定相应数量的上/下行通路的硬件资源及单通路支持的带宽等射频芯片设计规格。目前，在 sub-6GHz 频段，典型的射频芯片可以支持 8 个以上的下行通路并行接收，以及最多两个上行通路并行工作；在单通道带宽方面，射频芯片可支持 100MHz 单通路带宽，目前部分射频芯片已可以支持 200MHz 单通路带宽。在 5G 系

11、统的众多新特性中，载波聚合和 SUL 等涉及到多个载波及载波间协调的特性会对射频芯片的实现提出更高的需求。对于下行 NR 2CC 载波聚合，针对带间或带内连续的 CA 频段组合，实现下行 4 流需要 4 条或 8 条下行通道，现有单片射频芯片的下行通路数可满足需求。而对于上行 2CC 载波聚合，受限于并行工作的上行通路数为 2 个，情况相对比较复杂：例如，针对带内连续的 CA 频段组合，单通道带宽为 200MHz 的射频芯片，最大可支持带内连续 200M的双流发送，而单通道带宽为 100MHz 的射频芯片，则支持 100MHz 的双流发送或 200M 的单流发送。针对带间 CA 频段组合，如果

12、采用 CA 轮发方式，单芯片最大可支持每个频段 100MHz 的双流发送；而如果是 CA 并发方式，单芯片最大可支持每个频段 100MHz 的单流发送。对于未来可能需要的 3CC 甚至更多载波数的 CA 方案，当单片射频芯片无法满足更多载波数要求时，需要重新设计 RFIC 的规格或采用拼片方式实现。上行带间的载波聚合采用 TDM 的轮发方式，即每个上行时隙只有一个载波进行发射，每个载波采用单发或双发方式（UL-MIMO 多流传输）是最大化上行载波聚合传输速率的有效方式。Rel-16 标准版本针对载波间 TDM 轮发，定义了 1Tx 与 2Tx 间的上行通道切换，适用于上行带间载波聚合或 SUL

13、 的场景，并定义了切换时延包括 35us、140us、250us，在上行通道切换过程中网络不能进行上行数据调度，终端需根据自身实现情况将所支持的切换时延上报给网络。依据现有主流终端芯片的实现方案，针对 1Tx 与 2Tx 间的切换场景，射频芯片所需的上行通道时延最少可达 35us；而面对未来可能出现的 2Tx 与 2Tx 间的切换场景，所需时延预计会有所增加，缩短上行轮发切换时间可有效减低上行速率损失。在产业进展方面，射频芯片和基带芯片一般都由相同的芯片厂家设计研发，射频芯片的产业发展现状参见 2.3 节。基带芯片2.3在 5G 端到端产业链中，成熟的 5G 终端芯片是其中重要一环。面向 5G

14、 商用，从 2017 年至今，5G 终端芯片研发先后经历了终端原型机研制、基带芯片研发、SoC 芯片研发三个阶段，产品成熟度不断提升，满足 5G 预商用及商用过程中对于系统验证、网络部署、产品研发等的需求。从 2018 年第四季度起，终端芯片厂商陆续发布了 5G 终端 Modem 芯片，支持 3GPP R15 协议版本的 5G 通信能力。其中，除 2018 年推出的两款 Modem 芯片仅支持 5G 非独立组网模式外，从 2019 年起至今推出的所有 Modem 芯片（包括：华为 Balong 5000、联发科技 Helio M70、紫光展锐春藤 510、高通 X55/X60）全部支持 5G

15、非独立组网和 5G 独立组网两种模式，有力保障了 5G 终端在多样网络部署环境下的应用灵活性。此外，5G 基带芯片已支持 2.6GHz、3.5GHz 和 4.9GHz 等 5G 主力频段，支持上/下行 256QAM、SRS 天线轮发、两发四收、上行高功率、终端节电等5G 关键特性，其中部分Modem 芯片（如华为Balong 5000、高通 X60）还具备了支持上/下行 2CC 载波聚合的硬件处理能力。2019 年 9 月起，终端芯片厂商陆续推出了 SoC 芯片。这类芯片在 Modem 芯片基础上集成 AP（应用处理器），通过提升芯片硬件集成度（目前多数采用 7nm工艺），达到降低终端功耗和成

16、本的目的，提升 5G 用户体验，可以更好地满足 5G 终端商用需要。截至 2020 年 9 月，终端芯片厂商已推出 SoC 芯片超过 15 款，包括： 高通骁龙 765/765G 、690 ， 华为麒麟 990/820/985 ，联发科技天玑 1000/1000L/1000+/800/820/720，紫光展锐虎贲 T7520，三星 E980/E990/E880，目前已有大量基于 SoC 芯片的 5G 终端产品上市。以上芯片产品中，包含海思、MTK、高通、三星、展锐在内的主流芯片厂家陆续参与了中国移动组织的实验室和多城市外场规模试验，有效验证了 5G 芯片 SA 和 NSA 的功能和性能。在基本

17、功能方面，所有芯片对接入、移动性、互操作、语音回落到 EPS 功能支持情况均非常好，VoNR 功能已有三款芯片完成测试，部分芯片仍需进行进一步测试验证；在关键特性方面，所有芯片均已支持 Power Class 2 以及上行双发特性，全速率完整性保护、上行 type 0 非连续调度等特性仍有少量芯片尚未支持；在吞吐量性能方面，n41 频段外场下行峰值吞吐量性能最高可达到 1.8Gbps，上行峰值吞吐量性能最高可达到 240Mbps，n79 频段外场2.5ms 双周期-7D3U 帧结构下行峰值吞吐量性能最高可达到 1.55Gbps，上行峰值吞吐量性能最高可达到 370-375Mbps，2.5ms

18、单周期-1D3U 帧结构下行峰值吞吐量性能最高可达到 730Mbps，上行峰值吞吐量性能最高可达到 739Mbps，不同芯片的外场峰值吞吐量能力存在一定差异。目前，终端芯片厂商已经开始规划并研发基于 3GPP R16 协议版本的 5G 终端芯片产品，预计 R16 新特性的测试验证会在 2021 年 Q2 展开，2021 年下半年陆续推出商用芯片。其中，中国移动关注并重点推动的增强及演进新特性主要包括：R15 引入的 n79 频段的灵活帧结构技术、上/下行载波聚合技术，R16 引入的上行带间载波聚合帧头不对齐、上行带间载波聚合 1Tx-2Tx 间 TDM 轮发、 MIMO 增强、5G 定位技术、

19、SON/MDT 功能、基于 CSI-RS 的 RRM 测量，R17正在研究的 2.3GHz 频段 SUL、上行带间载波聚合 2Tx-2Tx 间 TDM 轮发。5G 终端产品5G 智能终端当前我国 5G 网络建设进入快车道，5G 终端发售也同步加速。从 2019 年 9月起，各终端厂商陆续推出了基于 SoC 芯片架构的第二代商用终端。2020 年 1-9月，国内市场上市 5G 新机型 167 款、5G 手机累计出货量 1.08 亿部，占手机市场总体出货量的 47.7%1 。与同期的 3G 和 4G 终端相比，现阶段 5G 终端无论在产品性能、品牌款式数量还是供货能力上都表现得极富竞争力，充分展示

20、了中国 5G 商用水平。在以华为、MTK、高通等为代表的厂家发布的基于先进制程的 5G SoC 芯片商用后， 5G 智能手机的性能已被消费者认可。随着各品牌不同款式的 5G 终端的陆续发布并上市，5G 智能终端成为 5G 生态链中表现最积极的环节之一。多模多频段终端技术要求及产业现状3.1.1目前，国内市场 5G 网络已大范围部署和商用，5G 终端多模多频段将为用户提供更大的网络选择自由度，让用户充分享受 5G 网络的优质服务。中国移动明确 5G 终端产品应支持 2.6GHz、4.9GHz、3.5GHz 频段。2.6G+4.9G 的双频组网，可以满足用户的个性化业务需求，极大改善终端在单频网络

21、中移动时业务速率不稳定的问题。对于目前流行的直播、视频回传等上传类以及视频监控和检测类（多路 1080P/4k 视频采集）等对上行业务需求较大的业务场景，4.9GHz 网络采取不同的帧结构以满足上行需求，显著提升用户体验。在此基础上，建议面向海外市场的 5G 终端应同时支持 SA/NSA 功能。5G SA频段需求方面，应至少支持 2.6GHz 频段，至少支持 2515MHz-2675MHz 的范围，并建议支持 4.9GHz，并且终端单载波应支持最大 100MHz 的系统带宽，而 NSA频段组合建议应至少支持 B3+n41、B39+n41 频段组合，推荐支持 B8+n41/n79， B41+n4

22、1/n79，B40+n41/n79 等频段组合。目前，国内已经明确 5G 语音类终端（智能手机）应支持五模（支持 NR/TD-LTE/LTE FDD/WCDMA/GSM），并且在行标、中国移动企标中已明确建议。截止目前，已上市的 5G 智能终端也已支持这五种模式。后续，中国移动将广泛联合全球运营商及产业合作伙伴，解决 5G 终端支持多模多频段的关键技术问题，探讨终端成本、天线设计、漫游场景下的用户体验等问题的解决方案，共同推进 5G 多模多频段终端产业发展，保证用户的漫游体验。双卡终端技术要求及产业现状3.1.2从 4G 到 5G，双卡终端经过数年的发展，技术方案逐步成熟，市场占比逐渐增加，已

23、经成为主流的智能终端形态。当前在中国市场，5G 智能终端基本上都已支持双卡功能，按通信能力可分为 5G+4G（单 5G）、5G+5G（双 5G）两种双卡终端类型。在 5G 商用初期，5G 智能终端的以数据业务为主的卡默认为 5G，相应另一张卡则至少支持 4G 能力；从 2020 年开始，中国移动联合产业伙伴探讨双卡 5G 能力的解决方案，推动芯片逐步支持双 5G 能力，使得双 5G 终端逐渐商用。按业务能力，双卡终端还可分为双卡单通终端和双卡双通终端。双卡单通终端能够允许用户同时驻留两个网络，可选择任意一卡进行语音和数据业务，是目前双卡终端主流解决方案。单通终端在业务实现上存在一定的局限性，在

24、产品设计中需要特别关注对一卡电话、另外一卡上网，或者一卡电话、另外一卡电话不漏接等用户痛点需求的处理。该问题可在双卡双通终端上得到妥善解决。随着网络和终端的底层调度算法优化、射频复用等增强技术的提出和深入研究，双通终端具备双卡语音业务不漏接、双卡语音和数据并发时数据速率不受影响的增强能力。目前部分芯片已具备双通能力，双通终端正在研发中。3.1.3 终端切片能力技术要求及实现方案5G 服务是多样化的，包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、 VR/AR 等等，5G 要根据各种业务需求对网络进行差异化区分，通过不同的能力侧重满足差异化的网络服务。切片功能作为 5G 关键技术之一，其本质上就

25、是将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络，每一个虚拟网络根据不同的服务需求比如时延、带宽、安全性和可靠性等来划分，以灵活的应对不同的网络应用场景。切片作为一种全新的业务能力，从协议功能要求角度来看，需要终端支持将从网络接收到的 NSSAI、URSP 规则进行存储和更新，并根据 URSP 规则指示，对终端应用的 APPID/FQDN/IP3 元组/DNN 等业务特征属性进行识别和获取，并与相应的切片选择标识进行关联绑定，建立相应切片连接并在相关信令消息中携带标识并传递给网络。此外，终端还应支持多个切片连接并发（2）。从终端方案设计实现角度来看，切片作为一种全新的业务能力，这些功能实 现自上而下的纵

26、贯业务应用、操作系统、通信协议等三层，重点功能包括 URSP 配置、业务特征识别、业务与切片标识映射、切片连接建立流程等。但在现有终 端系统中尚未被完全支持，尤其是业务特征的识别等功能是在终端操作系统实现，但目前在 Android、IOS 等尚未被原生支持，是主要技术瓶颈。针对上述问题与挑战，当前终端切片特性的实现需要在终端中新增加切片相关的 SDK 或者软件中间件。根据其具体实现方式的差异，主要存在两种方案：方案 1)调制解调器中心化方案（“Modem-Centric”方案），和方案 2）操作系统中心化方案（“OS-Centric”方案），最终实现依据 URSP 实现终端业务应用的特征属性与

27、切片之间的匹配对应。在通信层面，目前业界主流终端芯片厂家已经普遍支持切片相关协议功能，但在上层操作系统层面，主流操作系统尚未具备原生切片服务能力。不少终端/芯片厂家正尝试独立改造原生操作系统，通过增加切片中间件或者 SDK 方式，提供完整的切片目标方案，并且目前已经取得显著进展。终端节电性能要求3.1.4续航能力是 5G 终端的一个关键性能指标，网络参数和终端软硬件实现对 5G终端功耗有很大的影响。根据前期终端测试及评估结果分析，5G 终端功耗较商用初期已有大幅改善，可基本满足用户使用一天的需求。降低终端耗电的技术方案较为多样。从终端自身实现上分析，一是部分终端的架构从商用初期的拼片方案向So

28、C 芯片过渡，二是主流芯片工艺正逐步从 7nm提升至5nm。另一方面，网络配置对终端功耗也存在较大影响，5G 定义了C-DRX、 BWP 等特性降低终端功耗。C-DRX 通过控制终端定期进入休眠态来降低功耗，是终端时域降低功耗的非常有力的方案，在不同参数配置不同业务情况下终端可降低 10%50%功耗。BWP 通过降低带宽达到终端节能的效果，带宽降低后终端的基带、射频和射频前端模块功耗均有降低。以在线视频业务为例，开启 DRX后终端功耗可降低 20%左右，开启下行 BWP 后终端功耗可降低 11.5%，同时开启下行 BWP 和 DRX 终端功耗可降低 30%。目前 3GPP 标准在 R16 阶段

29、针对终端节能在持续优化，通过 C-DRX 唤醒信号、最大 MIMO 层数动态配置、跨时隙调度、UE 辅助信息上报等新技术，将进一步降低终端耗电，为用户带来更好的 5G 体验。5G 行业终端5G 行业终端与智能手机相比不同点主要体现在三个方面，包括通信能力需求、性能需求和行业特有的需求。在通信能力方面，行业终端对通用模块的需求差异大，有些仅需要基础的通信能力，有些需要具备运算能力的通信模块，有些需要 dongle 类型的全能型模组。行业终端关注的性能需求也不尽相同，速率、时延、可靠性和安全性等要求各不相同，有些终端则对授时、定位、切片等能力有特殊需求，有些终端对通信能力有增强的需求，如 4T8R

30、、高增益天线。此外，行业终端还必需满足行业特有的要求，如防水、防爆、抗震动、低功耗等，以适用于不同工况条件。5G 通用模组5G 网络技术具备高速率、低延迟与高容量的特性，能够帮助垂直行业应用提高其性能并开拓新兴领域。例如，虚拟和增强现实、超高清在线视频、网联无人机、车联网、智慧健康、远程手术、无线家庭娱乐、ACPC、实时超高清视频监控、智能机器人等。而 5G 通用模组可以构建起从 5G 技术到 5G 行业应用的桥梁，通过将 5G 通用模组加入到终端设备中，终端设备提供商可以用最高效的方式享受 5G 技术对产品性能带来的提升。不仅如此，通过制定 5G 通用模组标准，统一模组封装尺寸和接口定义等技

31、术方案，可以降低 5G 终端设备的研发门槛，促进 5G 技术适用于垂直行业，有效地提升规模经济效应，加速 5G 技术的普及。SIM/ USIM传感器定位单元MCU/ AP天线射频前端主芯片5G 通用模组主要包含主基带芯片和射频前端部分。根据其用途和功能定义的不同，5G 通用模组还可包含 MCU/AP 单元、定位单元、传感器单元、SIM/USIM单元以及天线等，如下图所示：图 3-1 5G 通用模组逻辑结构图根据运算处理能力及逻辑结构的不同，5G 通用模组可分为三种类型，分别是为 5G 基础型通用模组、5G 智能型通用模组、5G 全能型通用模组。目前 5G通用模组的主要封装模式有 LGA 和 M

32、.2，以满足不同行业的需求。5G 通用模组需支持国内 5G（n41，n79，n78 等）和 4G 全部频段以及具备在 SA 和 NSA 组网模式下的接入及业务能力；为了满足行业对 5G 通信传输的需求，5G 通用模组需支持两发四收，SRS 天线轮发以及 2.5ms 单周期 1D3U 帧结构大上行等特性；为了保证行业对定位的需求，5G 通用模组还需要支持室内外定位的能力；为了保障行业的通信以及安全等，5G 通用模组还需要支持切片功能；5G 模块需具备模组标识以便平台对模组和终端设备进行管理、具备模组通信功能状态、模组硬件状态、模组软件状态的检测和上报能力、需要为集成该模组的终端提供软件下载和升级

33、的通信通道，并且支持通过本地升级或远程升级的方式进行自身软件下载与升级，以及预置 5G 蜂窝网络承载接入参数；5G 通用模组需支持 SIM/USIM接口，可支持焊接式 SIM 卡；5G 通用模组需支持开发调试日志功能，支持开启或关闭调试日志，并支持设置从 UART 或 USB 或 SPI 等接口输出调试日志。在 2019 年一季度，多款 5G 基带芯片发布，其中有高通公司的 X55、华为公司的巴龙 5000、联发科技的 M70 以及紫光展锐的春藤 510，为 5G 通用模组的推出打下了基础。截至目前，得益于 5G 基带芯片的逐步成熟，5G 通用模组产业也已经初具规模，5G 通用模组已经正式商用

34、 10 余款，包含中移物联网有限公司、上海移远通信技术股份有限公司、深圳市广和通无线股份有限公司、芯讯通无线科技有限公司、华为技术有限公司、高新兴物联科技有限公司在内的多家厂家均已发布了 5G 通用模组并获得一定规模的商业订单。同时，5G 通用模组的标准化工作与产业化进程紧密结合，将助力 5G 通用模组与行业的加速融合。CCSA 行业标准面向 5G 的通用模组技术要求于已完成报批，预计 2020 年年底前完成发布，面向行业终端的 5G 通用模组可靠性技术要求及测试方法已经于 2020 年第二季度完成立项，目前处于征求意见稿阶段，预计将于 2022 年完成报批。5G 行业终端类型行业终端面临种类

35、多、部分单品量小、开发周期长、成本高等挑战，为提高开发效率、降低开发成本，中国移动提出了终端聚类的思想。根据不同的行业终端的形态和承载业务等特点，将行业终端分为数据接入类、手持类、视频类等。（一）接入类终端5G 数据接入类终端的主要形态为 CPE、DTU、路由器以及网关，主要用来为若干设备提供局域互联和广域互联功能。其中网关又称网间连接器、协议转换器具有将两个高层协议不同的网络实现互连的作用，在垂直行业应用也最广。新技术的引入需要提升终端接入能力，但行业一般对成本比较敏感，行业终端的替换面临着旧投资的浪费和新投资的增加，因此，终端利旧是行业引入新技术要考量的重要因素。数据接入类终端为行业终端的

36、利旧提供了技术手段，首先早期能够接入 WiFi 的终端可以直接接入 5G CPE 或 DTU 等，实现 5G 能力的引入。其次，对于可靠性要求很高而无法使用 WiFi 接入的设备可以通过 RJ-45、 USB、HDMI 等有线接口与 CPE 或 DTU 实现连接。目前接入网关已经在各类物联网应用中使用，为大量使用各种不具备或限制具备网络接入能力的如工业传感器、企业电脑等终端提供了网络接入能力，因此 5G 接入网关已在智慧园区、智慧工厂和智慧港口等领域得到大量使用。图 3-2 5G 接入类终端示例（二）行业手持终端行业手持终端是指应用在垂直行业中，具有操作系统、内存、CPU、显卡、电池、屏幕等，

37、可以移动使用的便于携带的数据处理终端。常见行业手持终端包括手持扫描仪、支付 PDA、集群对讲终端、执法仪、巡检仪等，因其便携性、实用性等特点，能够提供即时通信数据实时采集、自动存储、即时显示/反馈、自动传输等功能，不断改变着人们的工作形式和工作流程，常用于政府、公共事业、金融管理、票务/票证、溯源、物流快递、商超零售、电商支付等多个行业。为满足行业内无线通信需求，部分行业直接采用运营商网络，部分行业采用行业专用频段或者非授权频段建设专用网络，如公共安全 PDT 数字集群及各工厂的局域网络等。根据使用网络的不同，目前市场上的行业手持终端可以分为公网行业手持终端、专网行业手持终端和公专融合手持终端

38、。随着 5G 的发展，垂直行业应用被推向前台，成为 5G 应用构成的一大主题，运营商具备 5G 大带宽授权频谱和强大的运维能力等优势，将为垂直行业提供优质的 5G 网络服务。未来大部分专网行业手持终端在无线通信功能上将与公网行业手持终端趋同。而且随着社会进步，用户需求逐渐从语音业务、短消息业务，向图片传输、视频传输等宽带数据业务转变。随着消费者 5G 手持终端的成熟，公网 5G 行业手持终端将不断成熟，而公专融合手持终端这一模式也将 5G 化。目前鼎桥、海能达、中国信科等公司均在进行5G 行业手持终端的研发。图 3-3 5G 行手持终端示例（三）视频类终端随着 4K、8K、AR/VR 等技术的

39、普及，视频传输对传输带宽需求逐渐增加，视频是 5G 的一个重要的业务,而不同承载视频业务的终端因其具有高传输速率的特点以及传输对象为视觉信息的特征，因此统一按照视频类终端进行分析。视频类终端主要的业务特点是需将视频或视觉信息无线传输到服务器或云端，或者将视频下载到端侧。从视频源和视频处理者的维度，5G 视频类业务可分为三种，一是视频由计算机渲染生成发送给人，如在线游戏、在线视频、虚拟/增强现实等；二是视频由实景拍摄发送给人处理，有操控类业务如远程医疗 B超、工程车辆远程操控、园区巴士远程操控，以及直播类业务如专业媒体制作、直播等；三是视频由实景拍摄产生发送给 AI 处理，有监控类业务如安防监控

40、、机器人无人机巡逻巡检，以及工业机器视觉如工业相机检测识别、服务机器人云化智能、工业 AR 远程辅助等。无线技术将大幅使能相机与摄像机的灵活部署及云端 AI 处理，高效地传输上行视频是 5G 应用于垂直行业的重要机遇和挑战。面对垂直行业场景，电信运营商、设备商、行业用户、产业链需要共同探讨高效使用运营商频谱、空口技术创新、端到端应用集成体验评估等问题，共同实现视频类业务的多种价值应用。图 3-4 5G 视频类终端示例5G 行业终端在产业基本成熟后，终端形态将更多样、性能更优、成本更低、覆盖行业更多。专网解决方案对行业终端的技术需求5G5G 正在推动产业模式变革，运营商的公众网络正在向客户侧专网

41、转变。目前，垂直行业客户对网络切片、边缘计算需求强烈，运营商以满足垂直行业网络需求为目标建设的 5G 网络，为行业客户提供专属的网络覆盖、专用的网络资源、专有的网络服务，建立“优享、专享、尊享” 三种专网服务模式，实现网络服务商品化。优享模式指的是共享基站和频率，提供 QoS+DNN、专用切片、UPF 下沉地市分流等方案，实现业务逻辑隔离，满足客户对特定网络速率、时延及可靠性的优先保障需求，支持按需灵活配置，满足客户需求；专享模式指的是共享基站和频率，通过边缘计算技术，实现数据流量卸载、本地业务处理，满足数据不出场、超低时延等业务需求，UPF 下沉至园区或者客户侧专用，支持叠加 MEP 平台与

42、应用服务为客户提供专属网络服务；尊享模式指的是提供专用基站或专用频率服务，根据客户需求，可提供专用资源池，为企业构建专用 5G 网络提供高安全性、高隔离度的尊享定制化网络服务。图 3-5 专网服务模式示意图针对行业应用对终端的通信功能、性能及特殊的需求，为降低行业终端支持 5G 的门槛和成本，可推动通用化终端发展，通过“传统行业终端+通用化模组+定制化开发”的形式，采用通用模组提供通用化基础通信能力，结合专网配置、精确授时、高精定位等定制化功能开发，为不同行业提供 5G 终端服务，满足行业应用需求和行业应用快速落地。根据垂直行业的不同需求，行业终端在通信能力上可以存在差异，进行定制化研发。对于

43、上行速率需求较高的场景，行业终端应支持 n79 频段灵活帧结构技术、上行 2CC 载波聚合等大上行能力，结合 Inter-band CA 帧头不对齐及上行带间载波聚合 TDM 轮发（1Tx-2Tx 间）等 R16 增强功能，以提升上行传输能力，同时可进一步考虑 2.3GHz 频段 SUL、2Tx-2Tx 间 TDM 轮发等上行增强技术；对于低时延高可靠技术需求较高的场景，行业终端应重点考虑实现 URLLC 及 IIoT 特性，例如：7 个符号的 Mini-slot、增强设备能力、低码率 CQI/MCS 表格、 PDCP 冗余传输等增强功能。以上通信能力可结合网络切片以满足不同应用的传输资源需求

44、，这要求终端具备切片能力，支持 URSP 配置、业务特征识别、业务与切片标识映射、切片连接建立流程等功能。终端测试仪表5G5G 终端技术要求高、软硬件复杂度高，需要通过完善的测试保证终端功能及性能能够满足商用需求，凸显了终端测试的重要性。5G 终端测试标准化为 5G 测试仪表的研发奠定基础，是 5G 终端测试产业发展中不可或缺的环节。一方面，3GPP RAN5 负责制定终端一致性测试标准，至今已经发布了一系列 5G 终端一致性测试标准以及相关的研究报告, 当前 3GPP RAN5 5G 一致性标准化工作聚焦在 Option2 和 Option3，其中 Option2 已完成一致性测试用例 86

45、6 条，一致性测试标准完成度达 79%，Option3 已完成一致性测试用例 511 条，一致性测试标准完成度达 89%1 ，Rel-15 测试标准接近完成。同时，3GPP RAN5 已启动 Rel-16 测试标准制定，将面向 SON/MDT、IIoT、终端节电、移动性增强、MIMO 增强等 Rel-16 特性开展测试标准制定。另一方面，GCF 作为终端测试认证领域最有影响力的组织之一，截止 2020年 7 月 31 日，共有 359 个 5G 子项目在推进，累积用例达 14856 项，其中 6210项用例已完成开发验证，完成比例约为 42%。在 2.6GHz 及 4.9GHz 频段上，射频、

46、协议、RRM 等项目完成度近 90%。共有 7 种不同产品类别的 94 款 5G 终端产品通过了 GCF 认证，其中智能手机共 69 款，占比超过 70%。4终端综测仪5G5G 终端综测仪可以通过模拟 5G 基站、核心网环境来支持 sub-6GHz 和毫米波频段射频指标、基本协议流程、吞吐量性能等测试。综测仪通过提供模拟蜂窝无线基站、核心网环境，使终端在实验室环境下进行测试，并可与外场测试进行数据对比，从而有效地节约测试成本，提高测试效率。除此之外, 综测仪与终端的芯片研发、设计开发、生产制造、入网认证、维修服务等应用也密不可分, 是可以为终端产品提供全程服务保障的基础设备。目前 5G 综测仪

47、的主流仪表厂家有是德科技、星河亮点等。图 4-1 5G 终端综测仪产品终端一致性测试系统5G一致性测试主要包含协议一致性、射频（RF）一致性和无线资源管理（RRM）一致性三部分。协议一致性测试主要用于验证终端通信协议栈实现的正确性，测试内容主要包含通用过程测试、空闲态测试、层 2（MAC/RLC/PDCP）、RRC/NAS层、5G 到 4G 互操作以及 IMS 测试等；射频一致性测试用于验证终端射频性能，通过测试评估终端射频性能指标和标准的符合性和偏离度，测试内容包括终端发射机指标、接收机指标、解调性能指标等；RRM 一致性测试主要对终端无线资源管理能力进行测试，反映的是终端在变化的无线环境中

48、的性能，关注的是终端重选、移动性等过程的精度、时延和成功率是否达标。一致性测试相关测试标准由 3GPP RAN5 定义。经过近两年的发展，国内外主流仪表厂商均已推出商用的 5G 终端一致性测试系统，尤其是国产仪表厂家在一致性测试方面研发进展较快，已具备成熟的仪表测试能力，并逐步引领测试仪表产业发展。协议一致性方面，大唐联仪、星河亮点、是德科技、安立在 NR n41 及 n79 频段的测试项目均已达到 GCF TPAC 要求，具备成熟的测试能力，罗德与施瓦茨也正在逐步展开相关频段的测试用例验证；射频一致性方面，在射频接收机和发射机一致性测试项目中，星河亮点、是德科技、安立、罗德与施瓦茨在 NR

49、n41 及 n79 频段上均已达到 GCF TPAC 要求，在射频解调性能一致性测试项目中，是德科技、安立、星河亮点整体进度较块，在 n41 及 n79 频段上均已达到 GCF TPAC 要求；RRM 一致性测试方面，星河亮点、是德科技、安立在 n41 及 n79 频段上均已达到 GCF TPAC 要求，具备较为成熟的仪表测试能力，罗德与施瓦茨也正在逐步开展相关频段的用例验证。下表以 2.6GHz 及 4.9GHz 频段为例，给出 GCF 射频、协议、RRM 等项目中，一致性测试系统的用例验证进展（截至2020 年11 月11 日，参考至GCF DCC）。表 4-1 GCF 5G 认证项目用例

50、验证进展项目名称项目编号n41 频段n79 频段B3+n41 频段B3+n79 频段5G AS 协议一致性测试WI-50386%86%80%60%5G NAS 协议一致性测试WI-50495%95%100%100%5G 射频一致性测试WI-50091%82%97%78%5G RRM 一致性测试WI-50172%72%57%57%5G 射频解调性能测试WI-50279%79%57%64%目前，5G 一致性测试系统对于 R15 特性的支持能力已经较为成熟，后续将进一步推进对基于 NR 的 IMS 音视频通话、载波聚合、4G/5G 互操作等特性的测试能力；同时，为移动性增强、NR MDT、IIoT、

51、终端节能、NR 定位等 R16特性的测试做好技术储备。终端功能及性能测试系统5G5G 终端功能及性能测试是由运营商根据网络部署需求制定的测试方案，并联合仪表厂商对测试用例进行共同的开发与验证。该系统可通过仪表模拟真实的网络环境，用于测试终端在不同场景模式下的性能表现，可实现自动化测试。相对于外场测试，该系统可灵活配置网络环境，利于节省测试资源、有效定位问题；相较于一致性测试，其具有更加接近实际网络的特点，并且可通过对特定场景及实际问题进行针对性用例考察来弥补一致性测试用例的不足。5G 终端功能及性能测试主要考察吞吐量、功耗、基本功能及移动性三大方面内容。其中，吞吐量方面，考察上下行峰值速率、上

52、行分流、SA 双发、UL/DL 256QAM 等关键功能及性能；功耗方面，考察待机、数据发送、数据接收、 DRX/BWP 配置下的功耗性能；基本功能及移动性方面，主要考察终端切换、重选、多模多频段能力，可验证终端对 n41、n79 等频段的支持及 NSA/SA 模式转换能力。目前大唐联仪、是德科技、罗德与施瓦茨、安立、星河亮点均可支持相关测试。其中，大唐联仪、是德科技、罗德与施瓦茨已基本完成 n41、n79 频段吞吐量、功耗、基本功能及移动性中高优先级用例开发验证；安立逐步支持吞吐量、基本功能、移动性功能等用例。未来，功能及性能测试系统将进一步扩展测试范围，并逐步引入业务、特殊场景等测试，将对

53、仪表的测试能力提出新的要求，包括 n79 频段多种帧结构测试、上下行两载波聚合下多种载波聚合频段组合的测试、终端切片能力测试等总结与展望总结5.1在 5G 器件与芯片方面，产业攻克了 5G 射频前端器件大带宽、高功率、低 功耗等性能挑战，目前支持高功率终端的 5G n41/n79/n78 射频前端器件模组产品 已量产，功率放大器逐渐开始支持 200MHz 带宽；射频芯片在 sub-6GHz 频段已 具备 8 个以上下行通路、两个上行通路并行工作的能力，单通道带宽最高可支持 200MHz；基带芯片赢来了成熟的 SoC 解决方案，目前 5G SoC 芯片数量超过 15 款，且能够支持 2.6GHz

54、、3.5GHz 和 4.9GHz 等 5G 主力频段，支持上/下行 256QAM、 SRS 天线轮发、两发四收、上行高功率、终端节电等 5G 关键特性。在 5G 智能终端方面，得益于 5G 基带芯片的成熟，5G 终端产业赢来了蓬勃发展，目在产品性能、款式数量及供货能力上都极富竞争力，但中低端产品对上行双发特性、4.9G 频段的支持有待进一步增强。在 5G 行业终端方面，5G 通用模组已经正式商用 10 余款产品，其产品性能需要进一步优化；通过“传统行业终端+通用化模组+定制化开发”的形式，面向不同行业应用的 5G 终端正在研发中，将迎来形态更多样、性能更优、成本更低的 5G 终端产品。在 5G

55、 终端测试仪表方面，已建立面向 R15 协议、射频等基础技术要求的测试认证体系，VoNR、载波聚合等特性的测试方法正在标准化中；基于以上标准体系，已有多款成熟的 5G 终端测试系统投入商用，其中国内 5G 测试仪表产品表现优秀，位于产业领先地位。5.2展望在 5G 器件与芯片方面，将继续推动射频前端器件支持上行带内连续两载波聚合场景的 200M 大带宽，持续推进并完善芯片支持的 R15 功能，重点关注 n79频段的灵活帧结构技术、上下行带内/带间载波聚合、SRS 载波轮发；在 R16 新特性方面，将重点推进基于帧头不对齐的带间载波聚合及载波间 TDM 轮发（1Tx-2Tx 间）、SON/MDT

56、、基于 CSI-RS 的 RRM 测量、URLLC 及 IIoT 等低时延高可靠相关特性；未来将进一步考虑下行 3CC 载波聚合、2.3GHz 频段 SUL、 2Tx-2Tx 间 TDM 轮发等增强方案。在终端产品方面，将重点推动智能终端支持 2.6GHz/4.9GHz/3.5GHz 等多频段、支持双卡双 5G、支持切片能力、优化节电性能，为用户带来优越的 5G 体验；对于模组及行业终端，为垂直行业上行大速率、高可靠等需求，将重点推进模组及行业终端支持切片、大上行（2.5ms 单周期 1D3U 帧结构）、URLLC 等个性化能力，推进适用于特定应用场景的定制化、差异化终端产品。在 5G 终端测

57、试仪表方面，将持续完善 R15 测试认证标准并重点推进面向 R16 特性的测试认证方案制定；将重点推进测试仪表支持 n41/n79 等多频段测试、支持上行/ 下行载波聚合测试、支持载波间帧头不对齐及上行载波间轮发（1TX-2TX/2TX-2TX）测试、支持基于 NR 的 IMS 音视频通话测试、支持终端切片能力测试以及 R16 测试能力。参考文献中国信通院泰尔终端实验室2020 年 9 月国内手机市场运行分析报告3GPP R5-203624 WP UE Conformance Test Aspects - 5G system with NR and LTE Status after RAN5#

58、87-e3GPP R5-203628 WP UE Conformance Test Aspects - Rel-16 NR bands and extension of existing NR bandsGCF S-20-150 5G Certification Status Report July 20205G CERTIFICATION STATUS REPORT终端测试认证标准化进展附录 A5G3GPP RAN5 标准化3GPP RAN5 负责制定终端一致性测试标准，是国际通用的基础测试方法。 RAN5 在 2017 年底启动 5G 终端测试标准工作，至今已经发布了一系列 5G 终端一致

59、性测试标准以及相关的研究报告,并已于 2019 年 6 月完成了从 Rel-15 到 Rel-16 的版本升级，5G 终端一致性测试标准体系如下：TS 38.508-x 系列标准为规范化的测试环境配置和通用信令流程TS 38.509 定义了为满足一致性测试需求终端需要支持的功能TS 38.521-x 定义了射频一致性测试用例，其中 TS 38.521-1 定义了 sub-6G SA 测试用例、TS 38.521-2 定义了毫米波 SA 测试用例、TS 38.521-3 定义了 NSA 及 NR sub-6G 和毫米波双连接测试用例TS 38.533 定义了无线资源管理一致性测试用例TS 38.

60、523-1、TS 38.523-3 定义了协议测试标准以及协议测试中采用的标准化测试模型TS 38.522 为射频/ 无线资源管理测试用例适用性的测试标准、TS 38.523-2 为协议测试用例适用性的测试标准标准进度目前，3GPP RAN5 5G 一致性标准化工作聚焦在 Option2 和 Option3，其中Option2 已完成一致性测试用例 866 条，一致性测试标准完成度达 79%，Option3已完成一致性测试用例 511 条，一致性测试标准完成度达 89%。1对于其它组网方式，如 Option5、Option4 及 Option7，目前尚未有感兴趣的运营商或厂商在 RAN5 提出