新一代移动通信技术（5G）作为新基建的核心，正在逐步渗透到人们社会生活的方方面面，为科技创新、经济发展和社会进步注入新活力，带来新机遇。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商用，从2017年至今，5G终端芯片研发先后经历了终端原型机、基带芯片、SoC芯片三个发展阶段，产品成熟度不断提升，满足5G商用过程中对于系统验证、网络部署、产品研发等的需求。

本期的智能内参，我们推荐中国移动研究院的报告《2021年终端芯片新需求报告》，报告旨在从运营商角度，着眼于未来1-2年面向消费类（ToC）和行业类（ToB）场景发布5G终端芯片的新功能需求及技术演进的关键特性，引导5G芯片及终端技术持续发展。

《2021年终端芯片新需求报告》

2017年，高通、联发科技、展讯、英特尔等芯片厂商研发了基于FPGA的5G终端原型机，包括：基带、射频芯片、射频前端、天线等模块，支持3GPP标准定义的新空口层1架构，实现新型信道编码、高阶调制方案、低延迟帧结构等NR特性，并能够达到单用户1Gbps以上的传输速率，支持5G端到端关键技术验证和系统验证，为后续5G芯片及终端研发奠定了良好的理论基础。

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3GPPR15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Balong5000、联发科技HelioM70、紫光展锐春藤510、高通X55/X60）全部支持5G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。

2019年9月起至今，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2021年1月，终端芯片厂商已推出SoC芯片近20款，如下图所示，包括：高通骁龙765/765G、690、888，华为麒麟990/820/985，联发科技天玑1000/1000L/1000+、800/820、720、1200/1100，紫光展锐虎贲T7520，三星E980/E990/E880和E1080，目前已有大量基于SoC芯片的5G终端产品上市。

5G终端芯片产品路标

当前我国5G网络建设进入关键时期，面向消费类的5G智能终端成为了首批发力的商用终端。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。2021年1月，国内市场5G手机出货量2727.8万部，占同期手机出货量的68%；上市新机型23款，占同期手机上市新机型数量的57.5%。随着各品牌不同款式的5G终端的陆续发布并上市，消费类智能终端成为5G生态链中表现最积极的环节之一。

向后续5G技术演进，消费类智能终端依然面临更高的传输速率、更低的终端功耗、更优的业务体验等多维度的增强需求。目前，终端芯片厂商已经开始规划并研发基于3GPPR16协议版本的5G终端芯片产品，预计R16新特性的技术验证在2021年Q2会陆续展开，2021年下半年多家芯片厂商将陆续推出商用产品，2021年Q4起R16版本智能终端将上市。

网络切片技术作为5G区别于4G的新技术之一，以其可以满足不同业务需求的网络特点，被认为是满足5G多样化业务需求的关键。随着网络切片技术的引入，运营商将能够为不同用户提供不同功能特点的网络能力，为不同业务需求的用户提供“专属”的网络，保障优质化的服务水平，满足差异化的业务需求。

网络切片是一种端到端的流程，而在网络切片发展过程中，终端作为切片服务的入口和起点，切片特性的引入对终端自身的业务应用、操作系统、通信芯片等方面也带来广泛而显著的影响。针对5G智能终端的芯片特性需求如下：

NSSAI相关功能要求。NSSAI是用于选择和使用切片服务的标识信息，也是贯穿切片端到端流程的连接纽带。5G智能终端采用S-NSSAI来标识切片服务使用者所将占用的传输网、无线网和核心网等网络资源。因此，终端首先需要支持对来自于网络侧的NSSAIs（包括ConfiguredNSSAI/AllowedNSSAI/RejectedNSSAI）信息进行接收、存储和更新；并在后续与网络进行交互的RRC、NAS信令消息中携带网络切片的标识（S-NSSAI）并传递给网络，用以建立切片连接及PDN会话。

对于切片的系统间互操作，当5G终端通过4G网络接入并建立PDN连接时，终端应支持从PCO中读取每个会话对应的S-NSSAI信息。

端到端流程中的S-NSSAI标识

URSP相关功能要求。URSP是对终端进行切片配置与管理的核心规则。URSP在切片订购开通过程中生成，在切片业务流程中作用于终端，用于指导终端根据业务特征TD将业务数据放到相应的切片上承载。

3GPP规范中定义了URSP用于描述来自业务应用的业务流与切片的关联关系。因此，终端需要支持由网络下发URSP配置规则的接收、保存和更新；并根据URSP规则，提供业务应用的TrafficDescription（APPID、IP3元组、FQDN、DNN、ConnectionCapability）等业务属性信息；再将选取的TrafficDescriptor与对应的S-NSSAI进行映射绑定。

终端URSP的接收与配置

TrafficDescriptor相关功能要求。TrafficDescriptor（简称TD）是实现切片服务多样化、定制化的关键属性。TD为使用者提供了不同业务颗粒度，可根据多样化的业务需求，灵活选择合适的TD。因此，终端应具备获取业务应用的APPID、IP3元组、FQDN、DNN、ConnectionCapability等TrafficDescriptor属性的能力，其中对于DNN，终端应能够具备对定制化DNN参数的设置、传递和使用。

TD特征示例

续航能力是5G终端的一个关键性能指标，相比4G，大带宽、多天线、双连接等特性对5G终端功耗带来很大的挑战。目前，中国移动已全网开启C-DRX、BWP等节电特性，部分终端的架构从商用初期的拼片方案向SoC芯片过渡，主流芯片工艺也从7nm提升至5nm。根据评估结果分析，5G终端续航可基本满足用户使用一天的需求，5G终端功耗较商用初期已有大幅改善。为了持续提升用户体验，提升5G终端功耗性能，R16在网络侧引入了终端节能信号、跨时隙调度、不同BWP最大MIMO层数限制等特性，相关特性需求如下：

终端节能信号指示。连接态终端需要在每个DRX周期内唤醒检测PDCCH，但不是所有DRX周期都有数据调度，PDCCH检测会带来额外能耗。R16节能信号指示可以通知终端是否在下一个DRX周期开启ondurationtimer（检测PDCCH）。R15终端只能在DRX激活期内进行CSI测量上报。R16引入了DRX节能信号后，同时引入了CSI测量上报与节能信号解耦，终端在DRX非激活期也可以CSI测量上报，保证基站可以在每个DRX周期都获得终端的CSI测量上报结果，维持链路性能和频谱效率。

跨时隙调度。下行传输可分解为PDCCH接收、PDCCH解调、PDSCH接收，其中，k0是PDCCH下行调度到PDSCH数据发送的间隔时间。跨时隙调度主要节省无数据传输子帧的PDCCH解调部分的功耗。R16引入动态跨时隙调度指示，网络侧通过调度DCI指示终端应用的最小PDSCH/PUSCH调度时隙。根据业务模型的不同，可取得13%–28%的空口节能增益，对连续传输的数据业务无节能增益。适用于时延非敏感的UE，有明显增益的典型场景是类似于Wechat/QQ这类稀疏小包业务。

DormantBWP。在CA场景下，Scell的业务量要比Pcell更加稀疏，DRX节能信号仅可以配置在Pcell上，Scell无法实现DRX唤醒功能，R16引入dormantDLBWP，终端在该状态下无需检测PDCCH，仅需要做一些测量操作以维持链路性能，可以最大程度降低Scell的能耗。

不同BWP最大MIMO层数限制。R15在所有BWP上配置相同的最大下行MIMO流数，终端根据小区级别的最大MIMO流数实现接收天线配置（接收天线数=MIMO流数）。小区中心点的终端在接收小包业务时，2Rx的性能相比于4Rx的性能差别不大，但是可以节省一半的射频能耗开销。R16通过在每个BWP配置不同的下行最大MIMO流数，基站通过BWP切换实现终端的下行最大MIMO流数调整。根据不同的业务模型，可取得3%-30%的空口节能增益。

UE辅助信息上报。UE辅助信息上报是一种准确有效的让基站获取终端需求的方法，终端可以根据自身需求上报辅助信息。R15中主要引入过热保护，UE希望网络通过降低CC数、最大带宽和最大MIMOlayer等来规避过热；R16引入了UE期望的RRC状态、DRX、MIMOlayer等UE节能特性的期望参数，基站根据这些辅助信息对终端的参数进行重配置。

RRM测量放松。R16引入了网络侧控制的空闲态/非激活态终端的邻区RRM测量放松，针对低移动性、非小区边缘用户两种场景，网络侧通过系统消息通知终端RRM测量放松的触发条件，终端在满足触发条件下进行邻小区的测量放松。

终端节能特性在商用过程中仍有一些协同问题需要解决，3GPP标准也在推出更多的终端节能特性，希望芯片和终端厂家针对网络已引入策略做好终端功耗优化工作，预计在2021年Q3可以进行针对R16终端节能特性的评估验证，持续提升5G终端功耗性能，为用户提供体验更好的5G服务。

相比4G，5G新需求、新场景和新特性对5G网络的部署和运营维护带来了前所未有的挑战，运营商和网络厂商急需更加自动化和智能化的手段来降低5G网络的部署和运维成本，提升用户体验。3GPP定义了SON（自组织网络）/MDT（最小化路测）技术，网络能够自动、自主进行智能化操作，最小化对人工的依赖，通过智能化的网络自配置与自优化方案，降低网络运维成本，提升网络性能和用户体验。

在SON/MDT技术中，对终端有较强需求、依赖于终端测量上报的功能主要是自动邻区关系优化功能、最小化路测功能和层二测量的上行数据包发送时延功能。

ANR功能。自动邻区关系优化（ANR）是3GPPR15版本定义的功能，指网络侧借助UE对周围邻区PCI和CGI（小区唯一标识）的测量和上报功能，可以自动完成邻区关系表的配置和优化，包含相邻小区的自动添加和删除。同时，如果某小区与目标小区建立邻区关系后，还可以帮助该小区所属基站与相邻小区基站建立X2/Xn逻辑接口。ANR可解决现网中邻区规划工作量大，易出现人工邻区漏配情况等问题。终端需支持SA组网下的ANR功能，在5GSA网络下上报5G、4G邻区ID。

MDT功能。最小化路测（MDT）技术是3GPPR16版本引入的功能，主要通过移动终端上报测量报告或者基站侧收集测量结果的方式来获取网络优化所需要的相关参数，以达到降低运营商网络优化和维护成本的目的。

ImmediateMDT/连接态MDT：UE处于连接态时进行测量和上报。

LoggedMDT/空闲态MDT：UE处于空闲态时进行测量并将数据存储在本地，进入连接态时上报空闲态采集的数据。

异常事件上报：RLFReport/无线链路失败报告功能，当UE发生无线链路失败（RLF）时，进行相关测量数据采集和记录，并可以包含随机接入失败相关信息，UE成功接入网络时把采集的RLF信息进行上报；RCEFReport/RRC连接建立失败报告功能，是指当UE发生RRC连接建立失败时，进行数据采集记录和记录，UE成功接入网络时把采集的记录进行上报。

终端需支持GPS等位置信息功能支持能力的上报及相应位置信息的上报。

层二测量的上行数据包发送时延功能。基于核心网QoS监控（QoSmonitoring）需求，推荐终端支持网络触发测量ULPDCPPacketAverageDelaybyUE的配置、测量及结果上报，用于获取高层数据包到达PDCP层到终端得到传输该数据包ULgrant的时延。

移动鲁棒性优化（MRO）。在移动网络中，切换参数不合理设置会造成终端切换时机不当，直接影响系统性能及用户体验，最严重可导致用户掉话。MRO功能主要通过对异常切换场景检测和移动性参数的优化，减少异常切换，达到提高切换成功率和网络性能的目的。MRO功能需要终端支持无线链路失败报告（RLFReport）的上报。

随机接入优化（RACH优化）。随机接入优化（RACH优化）是对RACH参数进行优化，一方面通过对随机接入资源、功率参数的合理分配和优化，提高随机接入的成功率；另一方面，减小随机接入的冲突概率缩短用户接入延迟，提高用户体验。RACH优化功能需要终端支持随机接入报告（RACHreport）的上报。

2020年下半年已有2家芯片支持了SAANR功能，并与两家网络完成实验室互通测试，预计2021年将开展外场试点，并且将有更多芯片支持SAANR功能。我们后续将以高优先级来推进MDT的落地，同时也希望产业能够尽早的支持MDT功能，从而支撑网络自优化和智能化的各类应用，打造良好生态。预计2021年Q3R16版本终端芯片将陆续支持MDT功能。

新增NRGappattern。3GPPR16扩展了gappattern，支持终端测量持续时长（gap时长）为3ms，测量周期可以是40ms或80ms，有助于降低终端测量开销，降低网络侧处理复杂度。

异频nogap增强。3GPPR15定义在测量异频邻区时需配置测量GAP，在此期间服务小区无法进行业务传输，存在业务中断的问题。R16协议引入了SSB异频测量增强，即待测量SSB位置与服务小区不同，但均位于终端激活BWP内时，无需为终端配置测量GAP。同时，R16协议还引入了无GAP异频测量增强，如果终端上报支持该能力，则在测量异频时，基站不配置测量GAP，依然可以保持服务小区传输数据。异频nogap测量可以降低和避免因测量GAP引起的终端业务中断问题。

VoNR。语音业务是5G不可或缺的基本业务能力，多数运营商SA初期语音方案采用从5G回落到4G网络的方案（EPSFallback），但伴随而来会有接续时延的增加、通话时数据业务无法驻留5G网络、流程碰撞概率增加带来业务受损等问题，因此随着5G站点覆盖范围逐步扩大实现连续覆盖，以及终端/产业链成熟后语音方案要逐步从EPSFallbak演进到采用VoNR提供5G语音，作为SA阶段语音的目标建设方案。

VoNR语音方案基于5G网络提供语音业务，终端驻留5G时语音业务和数据业务都承载在5G网络，当终端移动到非5G覆盖区时VoNR业务切换为VoLTE业务，由LTE网络为其服务。

VoNR语音方案

VoNR语音通话业务。芯片支持在5G承载建立语音业务（VoNR），并可通过终端能力指示区分EPSFallback和VoNR能力，以及VoNR与VoLTE之间的语音通话切换。5G语音终端应支持AMR-NB、AMR-WB、EVS音频编解码，包括：AMR-NB的12.2kbps、10.2kbps、7.95kbps、7.40kbps、6.70kbps、5.90kbps、5.15kbps、4.75kbps八种编解码类型，AMR-WB的23.85kbps、23.05kbps、19.85kbps、18.25kbps、15.85kbps、14.25kbps、12.65kbps、8.85kbps、6.6kbps九种编解码类型，和、24.4kbps两种编解码类型。

5GRAN特性。VoIP业务是基于IP网络传输的语音业务，包头开销占整个数据包的比例较大，为了节省传输资源，业界提出了一种IP包头压缩方法——RoHC，该功能可降低包头开销。经过RoHC压缩后，开销占比降为12.5%～18.8%，对语音业务信道覆盖和容量有明显增益。

C-DRX。UE进入连接态后，在没有进行上下行数据传输时，UE仍然一直监听PDCCH，对终端功耗有较大影响。开启C-DRX，UE在连接态时周期性监听PDCCH，达到省电的目的。C-DRX功能不仅适用于数据业务，对VoNR语音业务也同样适用。由于VoNR语音包的实时性要求较高，网络一般会区分于数据业务，配置一套不同的C-DRX参数。

Slotaggregation。受限于终端的发射功率，当用户在小区边缘时可能发射功率不足，丢包率增加，造成过多的HARQ重传，导致延迟增加影响用户体验。使用slotaggregation，两个连续子帧中的立刻重传，能增大传输成功率，提高接收成功率。

SPS半持续调度。基站的半持续调度，即终端申请一次资源后，在之后的一段时间内分配给该用户。由于IP语音数据包比较小、包的大小比较固定、到达间隔比较固定，有严格时延要求的特点，因此适合使用半持续调度传输。

目前，五家芯片均已支持VoNR功能，其中较多芯片已在2020年与若干网络完成了实验室互通测试和外场测试验证，预计在2021年将全面开展面向商用的测试验证。

上行满功率发送。在R16阶段，针对上行两天线非相干发送的终端，定义新的UEcapability和新的码本以及Txmode，其中Mode1（配置新码本）和Mode2（修改功率控制和端口资源配置）这两种传输方案，可以使得上行双发的终端在小区边缘可以上行满功率（26dBm）发送，相比R15部分终端因协议限制采用23dBm单发情况可提升上行覆盖2~3dB。该功能主要影响上行双发终端的软件修改，能够保证上行双发终端满功率发射上行信号，保证覆盖，是R16阶段终端必选支持的关键技术之一。

上行满功率发送方案

LowPAPRDMRS。在R15阶段，DMRS符号的PAPR高于PUSCH符号，终端PA会进行限幅处理，导致UE的传输功率降低，影响上行发射功率，影响网络覆盖和边缘速率。3GPPR16引入LowPAPRDMRS特性，重点解决上行传输时DMRS峰均比高的问题，通过引入低PAPR序列用于生成UL新的DMRS序列、SRS和PUCCH格式0和1调制符号，预期可以降低DMRS符号的PAPR约1~4dB。

LowPAPRDMRS方案

Multi-Beam。R15的路损参考信号配置都是基于RRC信令，比如以SSB为路损参考信号，会导致切换波束后的PL不匹配，并且SSB测量的RSRP对于网络指标的规划也存在不准确的问题。R16协议版本通过MACCE更新PUSCH和SRS的路损参考信号，采用RRC配置+MAC-CE激活/更新机制，在开环功控时有利于UE更好评估链路质量，避免频繁RRC重新配置和冗余信令，降低时延，提高效率。

对于PUSCH，可以通过MAC-CE消息激活对应于SRI域取值的路径损耗参考信号。在非周期和半持续性SRS资源集，可通过RRC信令配置多个路径损耗参考信号，用MAC-CE来激活其中的一个。

TypeII码本增强。在R16阶段，TypeII码本扩展至最高4层传输（3-4流扩展，MUMIMO），并引入新的空频压缩码本（1-2流，MUMIMO）方案，与R15CSI-RSTypeII性能相同的前提下可以大幅减少开销并提升性能。

Multi-TRP。Multi-TRP功能，可以允许每个TRP采用不同的DCI调度不同的传输块，利用不同TRP的空间信道差异来提升用户数据速率，适用于eMBB场景；也可以允许不同TRP传输一个DCI调度的同一个传输块，利用空分、时分、频分等方式提升数据可靠性，适用于eMBB和URLLC场景。

Multi-TRP方案示意图

R16阶段MIMO增强特性，可以对R15阶段起到极大地补充作用，解决了R15阶段遗留的问题，进一步提高了终端效率及用户体验。计划于2021年Q3升级MIMO增强的高优先级特性，并启动实验室互通和外场测试。

高铁场景是5G终端的一个重要应用场景，运营商在所有高铁沿线均部署了5G设备为高铁用户提供5G服务。相比4G，5G新特性大带宽、更复杂的参考信号、上行双发对5G高铁终端提出很多挑战，通过5G终端高铁场景的测试，发现高铁终端存在性能低、掉话、切换失败等问题严重影响用户感知。为了进一步提升5G高铁用户感知需求，如下特性需要终端考虑支持：

R16高铁标识。5G公网与5G高铁专网同频组网，高铁终端在空闲态状态会重选到非高铁专网，在高速的情况下，终端会出现接入失败等现象，R16标准引入专用的高铁标识可以支撑终端对高铁场景的判别，提升终端在高铁场景下的解调性能。

R16高铁500km/h下的性能指标要求。现网中，上海磁悬浮列车的时速高于350km/h的速度，最快接近500km/h，该线路也部署了5G覆盖，满足高铁列车用户体验，因此对终端有对500km/h下的性能指标要求。

高铁终端TRS的提前测量。目前5G高铁网络侧的部署是DPS方案，该方案的特点是同一小区下，存在多个RRH，每个RRH下配置不同的TRS配置。然而每个RRH的覆盖范围较小，在高铁场景下RRH的切换数量较多，每次RRH切换都会变更TRS配置，严重影响5G高铁用户性能。通过测试验证发现，终端提前测量小区内所有的TRS配置，网络侧下发TRS配置切换的时候，可以大幅提升用户体验。

高铁网络部署方案

为降低切换失败率、增强可靠性，3GPP在R16阶段引入了移动性增强，主要功能包含条件切换（ConditionalHandover，CHO）以及双协议栈切换（DualActiveProtocolHandover，DAPSHO）。

条件切换。条件切换指的是当切换条件满足时由终端执行切换。基站根据UE所处位置的覆盖情况，预先配置若干小区作为UE切换的目标小区；UE执行测量，检测到切换触发条件满足时直接向目标小区发起接入，完成条件切换。条件切换能够避免在终端和源基站进行信令交互、以及源基站和目标基站进行信令交互的时间内，由于无线链路状态变化导致的UE切换失败的情况发生，提高切换成功率。

该功能适用于高速场景，节省传统切换“事件触发-MR上报-切换命令”的时间，属于R16版本芯片高优先级引入的新需求。

双协议栈切换。双协议栈切换允许移动终端在切换时始终保持与源小区连接，直到与目标小区开始进行收发数据为止。即在切换过程这段极短的时间里，移动终端同时从源小区和目标小区接收和发送数据，通过这种方式，DAPS切换下理论上用户面中断时延为0ms。但终端支持双协议栈需要硬件升级以支持两路收发，包括两套L1、L2、射频链路，复杂度和成本较高。

CA/DC/SUL。载波聚合特性（CA）最早在LTE-A标准中引入，5G标准沿用了该特性以满足5G移动数据流量增长对高传输速率的需求。3GPPR15标准定义NRCA的基本功能及协议流程，并引入了下行载波聚合的载波间SRS轮发等功能；R16标准在此基础上进一步增强，一方面是提升载波聚合的性能，如进一步提高上/下行数据传输速率、缩短载波聚合的建立时延，另一方面则是增强载波聚合的网络部署灵活性以适应多种多样的频段组合和部署场景的需求。

CA及SUL频段组合。载波聚合方面，目前部署场景主要面向上/下行2CC的频段组合，其中，下行CA要求必选支持n41(100M+60M)带内连续CA、n41(100M)+n28(30M)和n41(100M)+n79(100M)带间CA；上行CA要求必选支持n41(100M+60M)带内连续CA且每载波两流，推荐支持n41(100M)+n28(30M)和n41(100M)+n79(100M)带间CA。推荐芯片可支持n41（100M+100M，40MHz资源重叠）带内连续CA。

SUL作为增强需求，n41+n83（SULCC）频段组合具有较高优先级，其他频段组合例如n41/n79作为NRCC与2.3GHz/1.8GHz/900MHz/2.0GHz/1.9GHz作为SULCC的组合，在未来也存在部署的可能。

下行载波聚合载波间SRS轮发。针对下行载波聚合（DLCA），下行载波数大于上行载波数，TDD频段的下行辅载波Scell没有对应频段的上行载波发送上行探测参考信号（SRS，SoundingReferenceSignal），导致无法利用TDD频段的上/下行信道互异性进行下行信道质量的评估，从而影响下行信道的传输性能。3GPPR15标准版本针对NR下行载波聚合进行了改进，引入载波间SRS轮发功能，使得TDD频段的辅载波也可以获得发送SRS参考信号的机会，可以更准确地评估辅载波的下行信道质量。目前外场验证结果显示采用载波间SRS轮发相比PMI方式辅载波的下行数据速率可提升约30%。

带间载波聚合帧头不对齐。R15协议版本要求带间CA不同载波间的系统帧和时隙边界需要对齐，对网络部署有较为严格的要求。R16引入NRinter-bandCA帧头不对齐的功能，不同载波保持时隙的边界对齐，但载波间帧头最多可以偏移±2.5ms，以子载波间隔为30kHz为例，载波间帧头最多可以偏移±5个时隙。该功能的引入，为NR带间载波聚合的部署带来极大的便利和灵活性，同时也为错开带间CA的两个频段的发送时隙、最大化上行CA的传输速率提供了前提条件。

1Tx-2Tx上行轮发（Txswitching）。上行载波聚合（ULCA）为最大化上行传输速率，可以考虑不同载波间采用TDM轮发方式。R16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，适用于上行载波聚合或SUL的场景，切换时延包括35us、140us、210us。由于在上行通道切换过程中网络不能进行上行数据调度，因此需要终端根据自身实现情况将所支持的切换时延上报给网络。而在此前的R15标准版本中针对上行载波聚合只定义了各载波采用1Tx的并发场景。上行载波聚合轮发结合带间载波聚合帧头不对齐方案，相比R15的上行CA上行速率提升可以在50%以上。

DormantBWP。为进一步缩短辅小区SCell激活时延，载波聚合增强特性在SCell激活态和去激活态的基础上引入SCell休眠态（Scelldormancy）。该功能在一个SCell中配置一个下行休眠BWP（dormantBWP），UE在下行休眠BWP上不监测上/下行数据传输调度的PDCCH，但继续进行CSI-RS的测量和结果上报；休眠BWP和非休眠BWP之间的切换通过DCI信令指示。

Option4（NE-DC）。Option4在SA（Option2）基础上，增加与4G双连接。5GNR是主锚点，基站间引入Xn接口以支持4G与5G间控制面与数据面传输，4G仅作为数据通道。在5GNR无线覆盖大于或等于4GLTE覆盖的情况下，由5GNR负责基础覆盖，4G作为辅助流量补充。

其他功能点。CA/DC增强特性中的空闲态提早测量（EarlyMeasurement）和RRCResume中保存SCell配置信息的功能，可以节省终端进入连接态之后再进行测量配置、执行和上报带来的时延。

2020年下半年，已有三家芯片与多家主设备完成下行CAn41带内连续和n41(100M)+n79(100M)带间CA的实验室互通测试以及多个城市的外场性能验证。基于R16的上/下行载波聚合预计2021年Q3开始相关测试。

3GPPR16标准完成了基于NR信号进行高精度UE定位的第一个标准版本，引入了上/下行定位参考信号及RAT定位方法，包括：DL-TDOA、DL-AoD、UL-TDOA、UL-AoA、Multi-RTT、NRE-CID。5GNR具备更大带宽的技术优势，结合多天线技术，使得5GNR系统相比于LTE具备更丰富的定位手段，为满足高精度位置服务需求提供了保障。基于5GNR无线蜂窝通信网络提供高精度UE定位服务，可以为普通用户和垂直行业提供统一的更具规模的增益业务服务。

定位技术。终端需支持上行定位参考信号SRSforpositioning相关的网络配置及发送，以满足5G定位技术（例如，UL-TDOA等）的测量需求。

推荐终端支持下行定位参考信号PRS，以及Mutil-RTT、DL-TDOA等5G定位技术相关的信号测量和测量结果上报。

协议流程。终端需要支持LPP协议和SUPL协议，用于支持3GPP定义的网络架构和本地侧定位方案中辅助定位信息的发送以及终端测量量的上报。

目前，已有芯片厂家与网络系统厂家开始5GNR定位技术的实验室IoDT互通测试，预计外场测试将于2021年Q2开始。

高频段信号路径损耗更高，其上行受限短板明显，上/下行覆盖的差距明显，导致运营商建网成本较高；并且高频段室内深度覆盖能力较弱，室内上行业务速率较低，影响用户体验。

（+29dBm）。由于5G频段普遍较高，为了进一步改善上行覆盖情况，在n41频段下，引入终端，总发射功率为+29dBm，误差2/-3dB，相比PC2提高3dB。由于目前网络部署需求还不明确，且对终端射频器件要求及功耗存在较大挑战，芯片可根据后续需求考虑支持该功能。

EN-DC高功率（PC2）。为了改善5G链路上/下行覆盖的差距，R16针对EN-DC（1LTETDDband+1NRTDDband/1LTEFDDband+1NRTDDband）引入PowerClass2，即终端支持高功率发射，如下图所示。使用高功率终端后可有效提升上行业务覆盖半径约2dB，且能显著改善室内等弱覆盖场景下的上行速率，以及VoLTE、VoNR语音质量，显著降低弱覆盖下的单比特耗电量。PC2EN-DC终端能够支+26dBm总发射功率。

EN-DC终端高功率示意图

目前我公司的EN-DCTDD-TDD和EN-DCFDD-TDD的主要频段均已在RAN4及RAN5完成指标定义及测试标准定义，并且已经基本完成相关仪器测试例开发，预计2021年Q2可以开展测试。

针对UE能力上报在某些场景下可能超过RRC消息上限的问题，例如引入载波聚合后的UE能力消息过长，3GPPR16引入UE能力上报优化机制，当UE能力消息超过9KB时，终端可拆分成多个独立的短RRC消息进行发送。

当前，5G基带芯片价格高是导致5G模组产品售价较高的重要因素之一。为了推动5G模组在垂直行业的广泛普及和应用，迫切需要实现基带芯片的低成本化，需要思考如何针对行业需求引入至简功能、采用至高性价比工艺。从URLLC/IIoT特性芯片产品的市场需求量和研发风险角度来看，在产业发展初期芯片厂家可能采用eMBB和URLLC芯片共硬件平台的设计方案，借助市场规模效应降低成本、提高产品的综合竞争力。而随着垂直行业市场规模逐步扩大、业务需求不断细化，针对不同行业客户需求推出针对性更强的、定制化的URLLC芯片产品，将有助于进一步降低产品成本，使面向行业终端的芯片产品更具竞争优势。

垂直行业很多应用场景，例如智能电网、AR/VR、智能无人机、工业自动化，都对时延和可靠性提出了极高的性能要求。R15标准以使能1ms空口时延和99.999%可靠性为目标，R16标准更是以0.5ms~1ms空口时延和99.9999%可靠性为目标进行增强，引入多种URLLC/IIoT技术，通过不同技术的组合，可以灵活满足不同场景的性能要求。

短时隙调度（Mini-slot）。NR系统除支持MappingtypeA（14个符号）调度之外，还支持了MappingtypeB，即调度颗粒度缩短至符号级（2/4/7个符号），mini-slot可以开始于slot内的任意一个符号。采用更小的时间调度粒度，可以缩短传输时延。

PDCCH监听能力。NR系统通过提升设备能力，支持在一个slot的多个监听时刻接收PDCCH、检测DCI。此外，NR系统也支持在一个slot中接收多个单播的PDSCH或PUSCH。

mini-slot调度示意图

增强的设备处理能力（Capability2）。NR系统通过提高设备处理能力，将设备的处理时延（PDSCH处理时延N1与PUSCH准备时延N2）降低到符号级别，从而缩短用户面时延。这种增强的设备处理能力被称为Capability2，而基础的终端能力被称为Capability1，如下表所示。以30kHz子载波为例，PDSCH解码时延从10个符号降为4.5个符号、PUSCH编码时延从12个符号降到5.5个符号。

增强的设备处理能力

上行免调度传输（ULgrant-free）。基站预先为用户配置周期性的可用资源，用户有上行数据包达到时直接在配置的资源上进行传输，从而减少上行资源请求时延。NRR15在每个带宽部分BWP中可以激活一个免调度配置；R16进一步增强，支持同一个BWP激活多个免调度配置，有效降低时延并提升可靠性。

低码率MCS/CQI表格。NR设计之初的CQI/MCS表格主要用于满足eMBB业务的需求，实现10%BLER。而为了满足URLLC业务的高可靠需求，NR系统设计了低码率CQI/MCS表格，用于提升数据信道传输可靠性。

重复传输（PUSCH/PDSCHrepetition）。为满足URLLC业务99.999%甚至99.9999%的可靠性目标，重复传输是其中一种重要手段。重复传输通过为数据包分配更多的传输资源，降低码率，从而提高可靠性。NRR15对PUSCH和PDSCH支持了Slot级别的重复传输，最大重复次数为8次，每次传输可使用不同的冗余版本，以提高软合并的性能。

PDCP冗余传输（PDCPDuplication）。基于CA和DC场景，NR系统通过PDCP冗余传输方式提升数据传输可靠性，例如NRR15支持2条冗余链路，对应到2个RLC实体，提高空口传输的可靠性；NRR16则进一步增强为最多4条冗余链路。

控制信道增强。为了提高控制信道的可靠性，PDCCH可采用更大的聚合等级（如支持聚合等级16）、PUCCH可支持长格式（如Format1），通过更多的资源传输控制信息，从而提升可靠性。

URLLC资源抢占。在5G应用中，存在不同业务终端共存在同一网络中的场景，如eMBBUE和URLLCUE在同一基站覆盖范围下。若基站在某个slot调度了eMBB传输，而随之URLLC业务到达，为了保证其时延需求，需要在同一个slot调度URLLC传输，需要避免eMBB业务对URLLC的干扰，保证URLLC数据可靠性。

NRR16引入上行取消指示（ULCI，UplinkCancelationIndication），基站发送PDCCH通知eMBB终端取消其上行传输，避免对URLLC上行业务干扰，减少URLLC业务时延并保障可靠性。

上行取消指示示意图

5GLAN。从2G到4G，移动网络提供的是统一的接入和一致的终端管理。5G时代到来，行业客户希望5G网络在提供大连接、高带宽、低时延的同时，也能像自建的局域网那样，自己实现对终端的灵活管理。例如行业客户指定终端的IP地址、要求终端只能与特定的终端通信、授权终端属于特定群组并动态加入和删除等。5GLAN技术的出现，正是为了满足行业客户这一诉求。

5GLAN技术首次在移动网络中引入终端组管理的概念，支持组内终端直接通信。5GLAN通过为用户签约5GVN组（VirtualNetwork），支持组内用户间多种类型的路由和点对点的通信方式，为企业构建可灵活互通和便捷管理的私有专网，可满足数据不出厂、低时延等需求。5GLAN同时支持层三IP会话和层二以太网（Ethernet）会话两种数据类型，更好的支持各类行业应用。终端侧需要支持基于层三IP会话和层二以太网会话的5GLAN功能。

5G系统引入的灵活帧结构配置，也为满足低时延或高速率场景需求提供了可能。其中，在行业网应用中部署需求高的帧结构，包括：

以30kHz子载波间隔为例，2.5ms单周期3U1D1S帧结构，10个slot典型配置为：DSUUUDSUUU，其中S符号级为DDDDDDDDDDGGUU。与典型的公网帧结构相比，可显著提升网络的上行传输速率和上行容量，现网中实测的单载波上行峰值接近750Mbps（上行2流、256QAM调制方式）。

1ms周期帧结构示意图

目前，5G主流芯片均已支持2.5ms单周期（3U1D）帧结构并在2020年下半年完成实验室互通和外场测试。1ms单周期帧结构预计于2021年Q4开始相关验证。

5G作为先进的通信技术手段，以其大带宽、低时延、高可靠、高连接、泛在网等诸多优势，在5G行业网发挥重要作用。针对不同的行业用户，需要结合具体的业务场景和业务需求，实现行业网的高可靠服务，差异化配置、隔离性服务等能力。

从客户的需求来看，行业客户普遍需要能够对所使用的网络保持封闭的，隔离的网络需求，因此为了满足这样的行业客户需求，3GPP在R16版本设计了NPN（Non-publicnetwork）来为满足行业客户的网络进行隔离封闭式管理的需求，分为公众网集成NPN、独立专网NPN两种架构。

在公网模式下，划分出企业专属无线覆盖区，无线网络在现有广播PLMNID的基础上，新增CAG的标识；整个网络基于CAG将无线覆盖划分成若干个独立区域，网络基于CAG进行不同终端在不同园区的准入管控。对于园区网络即需保证园区网络的封闭性，又需满足园区员工的普通手机（2B2C）终端的可接入性，适用于局域或者广域的网络覆盖。R16版本终端芯片支持CAG功能，读取小区广播的CAGID信息，在CAG许可的情况下，进行网络接入；此外，终端支持通过预先配置或网络配置方式获得并保存更新CAG信息。

公众网集成NPN示意图

独立专网NPN（SNPN，StandaloneNPN）。SNPN通过为行业用户建立独立5GC专用核心网，并通过无线网广播专用网络ID来进行终端接入控制。适用场景：1）对于某些特定行业等迫切要求端到端网络均需自行管理的行业客户，可考虑部署；2）作为应对于非授权频段开放后的企业专网网络的建设方案。R16版本终端芯片推荐支持SNPN功能。

独立专网NPN示意图

二次认证鉴权指用户需要访问业务建立会话时，网络侧向业务AAA发送二次鉴权请求或根据业务AAA的授权信息，以决定是否允许该会话建立。二次鉴权主要应用在企业客户自有鉴权服务器和鉴权系统，需对访问的企业业务的用户再次鉴权或授权的场景。

基于PAP/CHAP以及EAP的二次认证鉴权的算法及流程。终端在PDU会话建立阶段，可以根据设置来触发与业务侧平台之间的基于PAP/CHAP以及EAP算法的二次双向认证（包括二次认证重认证、二次认证撤销等）；二次认证由位于外部数据网络的认证服务器执行，并由5G网络承载和传递认证消息；终端根据认证结果控制决定是否建立接入该外部数据网络的PDU会话。

垂直行业URLLC业务对时延的要求较高，基于核心网QoS监控（QoSmonitoring）需求，为了监控用户面数据时延，终端需支持网络触发测量ULPDCPPacketAverageDelaybyUE的配置、测量及结果上报，用于获取高层数据包到达PDCP层到终端得到传输该数据包ULgrant的时延。

行业类终端的切片特性基本上与消费类终端中的特性需求相同，主要包括：NSSAI配置与标识携带传递、业务特征TD的获取和传递、TD与NSSAI的绑定和关联、URSP配置与动态更新、多类型多切片并发等。

行业类终端支持终端节电特性，有助于终端性能优化和用户体验提升。相关特性需求与消费类终端基本相同。

考虑到行业终端同样存在语音业务需求，因此芯片同样需要支持VoNR的语音解决方案，相关特性需求与消费类终端基本相同。

行业类终端与消费类终端相同，需要借助MIMO增强特性用于提升传输速率，提升边缘覆盖，减少信号开销和提升链路可靠性。相关特性需求与消费类终端基本相同。

在垂直行业应用中同样存在大数据量传输的业务需求，除灵活帧结构外，还可以通过上/下行载波聚合和SUL特性进行传输速率的进一步增强，相关特性需求与消费类终端基本相同。

垂直行业中广泛存在的资产、人员、车辆管理，人流量监控，导航服务等多样化业务场景，对定位特性需求迫切，针对不同场景的具体需求不同所适用的定位解决方案存在差异。但对于行业终端芯片来说，需要支持的5G定位技术和协议流程与消费类终端一致。

行业网络部署可以通过终端高功率有效提升上行业务覆盖半径、改善数据传输速率，节约网络部署成本。行业终端支持高功率的特性需求与消费类终端基本相同。

行业终端支持载波聚合等功能也可能会出现UE能力消息过长的情况，终端能力上报增强的特性需求与消费类终端基本相同。

智东西认为，5G芯片是5G走向大规模商用的核心组件，分为消费类（Toc）和行业类（ToB）两大类型，消费类终端芯片方面，终端切片、NRSON/MDT、基于CSI-RS的RRM层三测量、5G定位技术等特性网络部署需求强烈。在行业终端芯片方面，URLLC/IIoT中的mini-slot、Capability2、重复传输、PDCP重复以及NPN/CAG等特性对保障行业类终端性能和行业网部署至关重要。而随着各种业务需求的进一步提高以及应用领域的不断拓展，对5G芯片的需求也在不断提高，未来对于芯片的新玩家来说也不是没有切入机会。