5G系統(tǒng)(5GS)的用戶設(shè)備(UE,User Equipment)是適應(yīng)于5GS的通信終端,尤其是5GS的重大技術(shù)演進(jìn),如5G接入網(wǎng)(GN-RAN)的新無線或新空口(NR,New Radio)。另外,還有5GS的組網(wǎng)模式(SA與NSA)、使用場景等等。為此,在3GPP TS 38.101-x《新無線(NR):用戶設(shè)備(UE)無線發(fā)射和接收》系列中對5G UE無線特性進(jìn)行了規(guī)范。我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3627《5G數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng) 增強(qiáng)移動寬帶終端設(shè)備技術(shù)要求(第一階段)》,依據(jù)3GPP的相關(guān)規(guī)范,對我國5G終端設(shè)備(UE)的技術(shù)要求做出詳細(xì)的規(guī)范。下述結(jié)合YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)對5G UE的技術(shù)的內(nèi)容要求做一簡要介紹,若要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)全部具體內(nèi)容的可請查閱下附件。
附件:YD/T 3627-2019《5G數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng) 增強(qiáng)移動寬帶終端設(shè)備技術(shù)要求(第一階段)》
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一、綜述
1、UE的基本技術(shù)要求
在YD/T 3627-2019中所規(guī)范的5G UE相關(guān)技術(shù)要求,應(yīng)首先關(guān)注其下述的基本要求:一是為我國5G UE第一階段的技術(shù)要求,隨著技術(shù)的發(fā)展,將會調(diào)整其相關(guān)要求。二是其工作頻率范圍僅是FR1(Sub-6GHz)頻段,即頻率范圍為6GHz以下頻帶,但不包括700MHz頻段,主要是新無線(NR)頻段。三是應(yīng)適應(yīng)5GS的獨(dú)立組網(wǎng)模式(SA)和非獨(dú)立組網(wǎng)模式(NSA),即UE應(yīng)支持由3GPP TS 37.340所描述的多Radio雙連接(MR-DC,Multi-Radio Dual-Connectivity)技術(shù)。四是應(yīng)適應(yīng)于增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)場景的應(yīng)用。我們知道,移動寬帶(MBB)處理的是以人為中心的使用案例,涉及用戶對多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)的訪問;增強(qiáng)移動寬帶(eMBB),是指在現(xiàn)有MBB業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上,對于用戶體驗等性能的進(jìn)一步提升。
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2、UE的分類
根據(jù)UE的尺寸和使用范圍,大致可對5G UE分為兩類,即:語音數(shù)據(jù)類終端和數(shù)據(jù)類終端,其釋義詳見下表1-1。
表1-1:5G UE的分類
3、UE的功率等級
UE的功率等級是按所有蜂窩天線的最大輸出功率來定義的,其最大輸出功率分別為+26dBm(功率等級2)和+23dBm(功率等級3)兩個功率等級。
二、UE的能力要求
1、UE的傳輸能力
UE的傳輸能力因支持SA和支持NSA模式時有所不同。所謂傳輸能力,主要是指UE的上/下行的傳輸方案,包括其波形形式、調(diào)制方式、信號碼形、峰值速率等等。尤其是5G UE的上/下行的峰值速率更能凸顯其傳輸能力,下表2-1匯總了SA模式和NSA模式下5G UE的上/下行的峰值傳輸速率。注意,UE的峰值速率與采用的幀結(jié)構(gòu)周期、最大的載波帶寬、子載波間隔、調(diào)制方式、MIMO層流等技術(shù)因素密切相關(guān)。其中,典型情況下5GS最大單載波的理論值峰值傳輸速率可達(dá):下行1.745Gbit/s;上行253Mbit/s。
表2-1:5G UE的上/下行的峰值傳輸速率(單載波的理論值)
在我國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 3618《5G數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng) 無線接入網(wǎng)總體技術(shù)要求(第一階段)》的第13章《UE能力》中規(guī)定:新無線(NR)內(nèi)的UE能力不依賴于終端傳輸能力等級,UE的傳輸能力等級和固定的峰值傳輸速率有關(guān),只用于市場宣傳,不會通過信令發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)的,網(wǎng)絡(luò)通過UE支持的頻率組合及基帶能力(調(diào)制方式、MOMO層數(shù)等)自行算出UE上行和下行數(shù)據(jù)傳輸速率。
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2、UE的業(yè)務(wù)能力;
對于UE的業(yè)務(wù)能力,在YD/T 3627中給出了5G UE不同工作模式下所支持的業(yè)務(wù)類型和相應(yīng)的5QI(工作于SA模式)和QCI(工作于NSA模式)。5QI和QCI是5G QoS的兩個基本概念,分別由3GPP TS 23.501和3GPP TS 23.203所定義。
另外,5G UE應(yīng)支持IPv4和IPv6;應(yīng)默認(rèn)支持SA和NSA雙模方式,在開機(jī)時可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實際部署情況和網(wǎng)絡(luò)的4G/5G互操作策略,登入SA或NSA網(wǎng)絡(luò)中工作。
三、NR的無線協(xié)議分層
在UE與NG-RAN間的NR中,同樣采用了三層體系結(jié)構(gòu)來描述,即:物理層(層1)、數(shù)據(jù)鏈路層(或介質(zhì)訪問控制(MAC)層)(層2)和網(wǎng)絡(luò)層(層3),每層各有相應(yīng)的協(xié)議棧,且分為用戶平面和控制平面。在YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)中,對5G UE各層不同工作模式下的相關(guān)要求做出了相應(yīng)的規(guī)定,具體請查閱本文的附件。另外,在控制平面協(xié)議棧中,有一個非接入層(NAS)控制協(xié)議(該協(xié)議在5GC的AMF終結(jié)),用以UE認(rèn)證、移動性管理、安全控制等,YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)對該層也做出了規(guī)定。
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1、物理層(L1)的技術(shù)要求
對于物理層,主要包括的內(nèi)容是UE無線側(cè)的:參數(shù)集、幀結(jié)構(gòu)、物理信道、多天線技術(shù)、調(diào)制、信道編碼、控制信道格式和控制信息、資源分配和調(diào)度、同步、隨機(jī)接入、功率控制、物理層測量、帶寬分段等要求。對于NSA工作模式UE的LTE測要求還應(yīng)滿足3GPP R15版本中對雙鏈接(EN-DC方式)的相關(guān)技術(shù)要求。
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2、數(shù)據(jù)鏈路層(層2)的基本功能要求
對于數(shù)據(jù)鏈路層,它包括的子層有:介質(zhì)訪問控制(MAC)層、無線鏈路控制(RLC)層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)層、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)適應(yīng)協(xié)議(SDAP)層等。在YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)中對UE在SA和NSA模式下各子層的主要基本功能做出了規(guī)范。
3、網(wǎng)絡(luò)層(L3,RRC)的基本功能要求
對于NR的網(wǎng)絡(luò)層是指無線資源控制(RRC)層。關(guān)于RRC的基本功能名稱詳見下表3-3,其功能要求詳見本文附件。
表3-3:RRC的基本功能名稱
四、射頻指標(biāo)要求
5G UE的射頻指標(biāo)要求是UE技術(shù)要求的重要內(nèi)容。在YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的項目有:工作頻率、信道帶寬、信道間隔、信道柵格、同步柵格、SA模式下的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)指標(biāo)要求、EN-DC終端射頻指標(biāo)要求。對于這些要求下述僅強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn),其具體的要求請查閱本文附件。另外,5G UE的射頻指標(biāo)要求在滿足這些要求的同時還應(yīng)符合我國國家無線電管理的相關(guān)規(guī)定。
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1、工作頻率
5G UE工作頻段在國內(nèi)應(yīng)符合國家無線電管理的相關(guān)規(guī)定,但為支持國際漫游,UE可支持3GPP規(guī)范規(guī)定的NR相關(guān)工作頻段,具體詳見下表4-1。注意,YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是工作頻率范圍是指FR1頻段,即6GHz以下,但不包括700MHz頻段。
表4-1:5G UE的NR工作頻段
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2、信道帶寬
5G UE在FR1范圍內(nèi)可配置的信道帶寬(單載波帶寬)有下表4-2所列的12種,但最大信道帶寬應(yīng)為100MHz,其子載波間隔(SCS,Sub-Carrier Spacing)可分為15kHz、30kHz和60kHz三種。鑒于此,5G UE在FR1范圍內(nèi)信道帶寬的配置情況應(yīng)符合下表4-2的要求。
表4-2:5G UE在FR1范圍內(nèi)信道帶寬的配置情況
另外,5G UE應(yīng)支持SUL頻段,以提供其UE上行的覆蓋能力。
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3、信道柵格
信道柵格定義了一組射頻(RF)參考頻點(diǎn)用于區(qū)分RF信道位置。RF參考頻點(diǎn)用于標(biāo)記資源元素(RE)映射到具體的頻點(diǎn)位置??傤l率柵格使用一組RF參考頻點(diǎn)標(biāo)記0~100GHz范圍內(nèi)的頻率。上行和下行的RF參考頻點(diǎn)使用NR絕對射頻信道號(NR-ARFCN)表征,其范圍0~2016666。
五、其它要求
在YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)中,還對5G UE的下述要求給出了規(guī)定:上行增強(qiáng)要求(可選);NSA模式下5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識顯示要求;功耗要求(遵循廠商標(biāo)稱要求);接口要求(包括NR Uu接口、LTE Uu接口和USIM-ME接口);安全要求(認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密等);等等。
溫馨提示:YD/T 3627標(biāo)準(zhǔn)目前在2024年進(jìn)行了第一次修訂, YD/T 3627-2024版本與YD/T 3627-2019標(biāo)準(zhǔn)相比,主要是增加了n1(1920~1980MHz/2110~2170MHz)和n28(703~748MHz/758~803MHz)兩個頻段的NR FDD模式的功能和性能的要求;以及調(diào)整了網(wǎng)絡(luò)切片的要求。具體變化內(nèi)容待YD/T 3627-2024版本標(biāo)準(zhǔn)出版發(fā)行后將再做介紹。
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