1、5G终终端端、芯片及测试芯片及测试产业报产业报告告(2020 年)5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0 年)目录 1.引 言.3 2.5G 器件和芯片.3 2.1 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 3.1.1 多模多频段终端技术要求及产业现状.8 3.1.2 双卡终端技术要求及产业现状.9 3.1.3 终端切片能力技术要求及实现方案.10 3.1.4 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 3.2.2 5G 行业终端类型.13 3.2.3 5G 专网解决方
2、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 4.2 5G 终端一致性测试系统.18 4.3 5G 终端功能及性能测试系统.19 5.总结与展望.20 5.1 总结.20 5.2 展望.21 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目录 5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)2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
3、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。5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)2 摘要5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)图 1-1 本报告架构设计31.引言5G 作为新一代移动通信技术，能够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
4、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 3GPP、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
5、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。2.5G 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、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，5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)图 1-1 本报告5G 终端、芯
6、片及测试产业报告(2020)提供物理层信号处理及高层协议栈的软件功能。4图 2-1 终端架构图2.1射频前端器件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
7、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 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
8、 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，Broadcom5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)提供物理层信号处理5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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 三家企
9、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、Broa
10、dcom、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。2.2 射 频 芯
11、 片射频芯片（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55 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)和 Q
12、 o r v o 两5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)6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
13、 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
14、 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 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
15、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。2.3基带芯片在 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5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)6 路带宽，目前部分5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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
16、 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 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
17、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
18、，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
19、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75 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)用，从 2 0 1 7 5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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82.5ms 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 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
20、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、SON/MDT 功能、基于 CSI-RS 的 RRM 测量，R17 正在研究的 2.
21、3GHz 频段 SUL、上行带间载波聚合 2Tx-2Tx 间 TDM 轮发。3.5G 终端产品1.5G 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
22、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。1.多模多频段终端技术要求及产业现状目前，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5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)明确 5 G 终端产5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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，在产品设9网，可以满足用户的个性化业务需求，极大改善终端在
23、单频网络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
24、，B41+n41/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。3.1.2 双卡终端技术要求及产业现状从 4G 到 5G，双卡终端经过数年的发展，技术方案逐步成熟，
25、市场占比逐 渐增加，已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5 G 终端、芯片及测试产业报告
26、(2 0 2 0)前双卡终端主流解决5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)征属性与切片之间的匹配对应。10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
27、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
28、，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），
29、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5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)征属性与切片之间的中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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11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。3.1.4 终端节电性能要求续航
30、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SoC 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。B
31、WP 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。3.2 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
32、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、中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)时延5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)主芯片需支持国内 5G（n41，n79，n78 等）和 4G 全部频段以及具备在 SA 和 NSA 组12MCU/AP定位单 元射频前端传感器天线SIM/USIM 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
33、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.2，以满足不同行业的需求。5G 通用模组有特殊需求，有些终端对通信能力有增强的需求，如 4T8R、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。3.2.15G 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
34、 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。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：5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)需支持国内
35、 5 G（中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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
36、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 10 余款，包含中移物联网有限 公司、上海移远通信
37、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。3.2.25G 行业终端类型行业终端面临种类多、部分单品量小、开发周期长、成
38、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13中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)网模中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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
39、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
40、 接入类终端示例14（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，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
41、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。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 大带宽授权中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)5 G中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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
42、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
43、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、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
44、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15中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)频谱中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)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165G 行业终端在产业基本成熟后，终端形态将更多样、性
45、能更优、成本更低、覆盖行业更多。3.2.3 5G 专网解决方案对行业终端的技术需求5G 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
46、 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 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。中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)图 中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)17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。对于上行速率需求较高的场景，行业终
47、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，这要求终端具备切片能力，
48、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。4.5G 终端测试仪表5G 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 866 条，一致性
49、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、协议、R
50、RM 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中国移动研究院5 G 终端、芯片及测试产业报告(2 0 2 0)1 7中国移动研究院5G 终端、芯片及测试产业报告(2020)4.15G 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
