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中国联通 5G通用模组白皮书（ V1.0） 中国联通 2019年 3月 目录 1. 范围 . 1 2. 缩略语 . 1 3. 产业发展 . 1 4. 5G通用模组功能要求 . 2 4.1. 基本功能要求 . 2 4.1.1. 网络架构要求 . 2 4.1.2. 多模要求 . 2 4.1.3. 子载波间隔要求 . 2 4.1.4. 频段和 带宽要求 . 2 4.1.5. 调制模式要求 . 3 4.1.6. 功率等级要求 . 4 4.1.7. IP协议栈要求 . 4 4.1.8. 业 务能力要求 . 4 4.2. 设备管理功能要求 . 5 4.2.1. 身份识别功能 . 5 4.2.2. 状态管理功能 . 5 4.2.3. 升级功能 . 5 4.2.4. 参数预置功能 . 5 4.2.5. 调试功能 . 5 5. 5G通用模组硬件要求 . 5 5.1. 元器件要求 . 5 5.1.1. 应用处理器和存储单元 . 5 5.1.2. SIM卡 . 5 5.2. 封装要求 . 6 5.3. 尺寸要求 . 6 5.4. 接口要求 . 6 6. 5G通用模组软件要求 . 8 6.1. AT 指令 . 8 7. 5G通用模组性能要求 . 8 7.1. 速率性能要求 . 8 7.2. 功耗性能要求 . 9 7.3. 射频要求 . 9 8. 5G通用模组稳定性要求 . 9 8.1. 温度特性要求 . 9 8.2. 稳定性要求 . 9 1 1. 范围 本白皮书为中国联通 5G通用模组技术白皮书，规定了中国联通 5G通用模组的基本功能要求、设备管理功能要求，以及通用模组硬件要求（包括元器件要求、封装要求、尺寸要求和接口要求）、通用模组软件要求、性能要求和稳定性要求。 2. 缩略语 缩写 释义 3GPP 第三代合作伙伴项目 ADC 模数转换器 APN 接入点名称 FOTA 空中固件下载 GNSS 全球导航卫星系统 GPRS 通用分组无线业务 GPS 全球定位系统 I2C 内部集成电路 I2S 集成音频接口 IMEI 国际移动设备识别码 IMSI 国际移动用户识别码 LGA 连接盘网络阵列 LTE 长期演进技术 MCU 微控制单元 MIMO 多端输入多端输出 NR 新无线电 PCIe 外设部件互连标准 PCM 脉冲编码调制 SIM 用户身份识别卡 SPI 串行外设接口 UART 通用非同步收发传输器 UE 用 户设备 USB 通用串行总线 USIM 通用移动通信技术 SIM卡（用户身份模块） 3. 产业发展 GSMA移动智库预测到 2025年，中国将拥有最大的 5G 市场， 5G 连接数将超过 4.5 亿，约占全国移动连接总数的 30%（固定无线和基于授权频谱的蜂窝物联网络除外），约占全球 5G 连接数量的三分之一。中国已将 5G 作为国家优先重点发展技术，从而更有益于2 推动经济领域广泛的数字化转型。特别是李克强总理工作报告中指出开展 5G关键技术研发和产业化是 “十三五 ”国家信息化规划 重点工作 ， 将进一步促进 5G快速发展 。 自 2018年以来，中国联通 积极响应国家号召加快 5G建设步伐，以打造极致用户体验为目标，高起点建设 5G精品网络；聚焦 5G行业应用创新，加快 5G生态系统建设以及 5G应用的发展和推广。 5G时代终端形态多样化，作为实现万物互联的 关键设备，模组将发挥至关重要的作用。基于标准化的 5G通用模组，使行业终端快速具备 5G通信能力，降低行业终端的开发门槛，针对差异化的垂直行业需求通过定制化的能力构建突破行业终端能力边界 ， 未来 “5G通用模组 +定制能力 ”将成为行业终端的主流设计模式 。 4. 5G通用 模组 功能要求 4.1. 基本功能要求 4.1.1. 网络架构 要求 5G通用模组 至少 支持 NSA网络架构 ，推荐同时支持 SA网络架构 。 其中 NSA应支持Option 3x架构， SA应支持 Option 2架构。 4.1.2. 多模要求 应用于数据传输场景下的 5G通用模组应至少支持 5G NR/LTE FDD双 模； 应用于需要支持语音场景下的 5G 通用模组应至少支持 5G NR/LTE FDD/WCDMA 多模。 模组开机接入模式优先级顺序： 5G NR-LTE-FDD-（ WCDMA） 。 4.1.3. 子载波间隔要求 5G通用模组应支持如表 4-1所示的子载波间隔要求。 表 4-1 子载波间隔要求 子载波间隔 要求 30kHz 必选 15kHz 推荐 60kHz 推荐 4.1.4. 频段和带宽要求 5G通用模组 在 NR模式的频段和带宽要求如表 4-2所示。 表 4-2 5G NR工作频段和带宽要求 工作频段 上行频段（ MHz） 下行频段（ MHz） 30kHz子载波最大带宽（ MHz） 双工模式 要求 3 n78 3300 3800 3300 - 3800 100 TDD 必选 n41 2496 2690 2496 2690 100 TDD 推荐 n1 1920 1980 2110 2170 20 FDD 必选 n3 1710 1785 1805 1880 30 FDD 推荐 n8 880 915 925 960 20 FDD 推荐 n79 4400 5000 4400 5000 100 TDD 推荐 n77 3300-4200 3300-4200 100 TDD 推荐 n80 1710 1785 NA 30 SUL 可选 n81 880 915 NA 20 SUL 可选 n258 24250-27500 24250-27500 NA TDD 可选 n260 37000-40000 37000-40000 NA TDD 可选 5G通用 模组 在 LTE FDD模式下的频段要求如表 4-3所示。 表 4-3 LTE FDD模式下的工作频段要求 工作频段 频段 （ MHz） 要求 B3 1800 必选 B1 2100 必选 B8 900 必选 5G通用模组 在 NSA网络架构下，应支持如表 4-4所示 EN-DC频段组合要求。 表 4-4 NSA网络架构下 EN-DC频段组合要求 LTE NR 要求 频段 带宽（ MHz） 频段 带宽（ MHz） B3 20 n78 100 必选 B1 20 n78 100 必选 B8 10 n78 100 必选 B3+B1 CA 20+20 n78 100 推荐 B3+B3 CA 20+20 n78 100 推荐 B3+B3+B1 CA 20+20+10 n78 100 推荐 5G通用模组 在 SA网络架构下， 应 支持如表 4-5所示的 NR-NR载波聚合要求。 表 4-5 SA网络架构下 NR-NR载波聚合要求 NR频段 要求 n1 + n78 必 选 n3 + n78 可选 n3 + n1 + n78 可选 n8 + n78 可选 4.1.5. 调制模式要求 5G通用模组应支持如表 4-6所示的调制模式要求。 表 4-6 调制模式要求 信道 调制模式 要求 下行 QPSK 必选 4 16QAM 必选 64QAM 必选 256QAM 必选 上行 /2-BPSK 必选 QPSK 必选 16QAM 必选 64QAM 必选 256QAM 推荐 4.1.6. 功率等级要求 5G通用模组支持功率等级 如表 4-7所示。 表 4-7功率等级要求 功率等级 最大输出功率 容差 要求 Class 2 +26 dBm +2 dB / -3 dB 推荐 Class 3 +23 dBm +2 dB / -3 dB 必选 4.1.7. IP协议栈要求 要求 5G通用 模组 支持 IPv4 单栈、 IPv6 单栈以及 IPv4/v6 双栈，默认打开 IPv4/v6双栈 。 4.1.8. 业务能力 要求 4.1.8.1. 语音 业务 要求 5G通用模组根据其应用场景需求，可选支持语音业务。 支持语音业务的 5G通用模组在 NSA网络架构下应支持 CSFB和 VoLTE； 支持语音业务的 5G 通用模组在 SA 网络架构下应支持 EPS Fallback 流程，回落至 4G进行 VoLTE业务，当通话结束后应能基于网络或自主的方式快速返回 NR；推荐支持 VoNR升级能力。 4.1.8.2. 短信业务要求 5G通用模组根据其应用场景需求， 可选支持短信业务。 支持短信业务的 5G通用模组应支持 SMS over IP(IMS)和 SMS over NAS 的短信业务。优先采用 SMS over IP(IMS)短信方式。 4.1.8.3. 定位要求 5G通用模组可选支持 GNSS和 A-GNSS的能力，（如果支持 GNSS，则需包含 GPS和BeiDou支持能力）。 5 通用模组可选支持获取 CELL-ID 信息的能力，以支持上层应用获得基站定位信息的能力。 4.2. 设备管理功能要求 4.2.1. 身份识别功能 要求 5G模组支持 IMEI，作为物联网 模组的 设备标识码。 4.2.2. 状态管理功能 要求 5G通用模块 具备 状态管理功能，外部设备可以检测到 模组的 状态信息 ，包括但不限于模组的是否上电、 工作状态 和网络状态等。 4.2.3. 升级功能 5G通用模块应当有安全固 件升级功能。需要支持空中端口进行下载升级（即 FOTA升级）。其固件更新工作流程包括： FOTA 初始化，下载软件包，获得 FOTA 更新结果，获取软件包名称，获得版本号和固件升级等。 如果发生升级失败，要求模组能够退回到原有版本，并正常工作。 4.2.4. 参数预置功能 5G通用模块的蜂窝网络承载接入参数应当被提前写入，包括但不限定于 APN, 短信中心号码等 ，当设置参数与网络侧下发参数不一致时，以网络侧下发参数为准。 4.2.5. 调试功能 要求 5G通用模组支持调试功能，对外提供标准调试接口，外界设备可以通过调试接口对模组进行调试 。 调试 日志 可 存放于外部存储中，也可以直接通过调试接口输出。 常用的外部调试接口协议包括 UART， USB和 SPI等。 5. 5G通用模组 硬件要求 5.1. 元器件要求 5.1.1. 应用处理器 和存储单元 推荐 5G通用模组满足下表配置： 表 5-1 5G通用模组应用处理器和存储单元要求 CPU RAM ROM 800MHz 128MB 512MB 5.1.2. SIM卡 要求支持中国联通发布的物联网卡，可以是普通插拔式 SIM/USIM卡或嵌入式 UICC卡，6 嵌入的 M2M卡的技术参数要求参见中国联通 M2M UICC卡技术规范 v2.0和中国联通 M2M UICC卡生产技术规范 v2.0。 5.2. 封装要求 推荐 5G通用模组 封装方式为 LGA或 M.2。 5.3. 尺寸要求 LGA封装方式的模组尺寸不大于 40mm*50mm*2.8mm； M.2封装方式的模组尺寸不大于 30mm*52mm*2.3mm。 5.4. 接口要求 5G通用模组接口要求见下表： 表 5-2 5G通用模组接口要求 接口名称 接口名称 接口说明 接口特性 接口要求 VBAT 电源接口 外接直流电源 I 必选 VRTC 电源接口 模组时钟供电输入 I 必选 VDD_EXT 电源接口 标准电压输出接口 O 必选 USIM_DET SIM接口 USIM DETECT信号 I 必选 * USIM_RST USIM RESET信号 O USIM_CLK USIM CLK信号 O USIM_DATA USIM DATA信号 I/O USIM_VDD USIM供电输出 O 5G_ANT0 射频接口 5G天线 0 I/O 必选 5G_ANT1 5G天线 1 I/O 5G_ANT2 5G天线 2 I/O 5G_ANT3 5G天线 3 I/O 4G_ANT0/5G_ANT4 4G天线 0/5G天线 4 I/O 推荐 4G_ANT1/5G_ANT5 4G天线 1/5G天线 5 I/O 推荐 4G_ANT2/5G_ANT6 4G天线 2/5G天线 6 I/O 可选 4G_ANT3/5G_ANT7 4G天线 3/5G天线 7 I/O 可选 WIFI_ANT0 WIFI天线 0 I/O 可选 WIFI_ANT1 WIFI天线 1 I/O 可选 GNSS_ANT GNSS天线 I 可选 PCIE_CLK_REQ PCIe PCIe时钟请求信号 O 必选 7 PCIE_HOST_RST PCIe重置信号 O PCIE_HOST_WAKE PCIe唤醒信号 I PCIE_CLK_P PCIe参考时钟信号 O PCIE_CLK_M PCIe参考时钟信号 O PCIE_TX_P PCIE_数据发送信号 O PCIE_TX_M PCIE_数据发送信号 O PCIE_RX_P PCIE_数据接收信号 I PCIE_RX_M PCIE_数据接收信号 I GPIO 数据通信接口 通用输入输出接口 I/O 必选 I2C_SCL 数据通信接口 双向时钟线 I/O 可选 I2C_SDA 双向数据线 I/O SPI_CS SPI SPI接口片选信号 O 可选 SPI_MISO SPI接口 MISO信号 I SPI_MOSI SPI接口 MOSI信号 O SPI_SCLK SPI接口 SCLK信号 O USB_VBUS USB USB插入检测信号；有效电压范围：4.5V 5.25V I 可选 USB_DN USB高速差分信号负极 I/O USB_DP USB高速差分信号正极 I/O USB_ID USB的 ID检测信号 I PWRKEY 控制及状态接口 电源开关，用于模组上电 /下电 I 必选 STATUS 控制及状态接口 模组当前工作状态指示 O 必选 FLIGHTMODE 控制及状态接口 模组飞行模式控制 I 必选 NETLIGHT 控制及状态接口 模组网络状态指示 O 必选 RESET_N 控制及状态接口 用于模组复位，低电平使能。 I 必选 WAKEUP_IN 控制及状态接口 用于外部设备唤醒 5G基本型通用模组 I 必选 WAKEUP_OUT 用于 5G基本型通用模组唤醒外部设备 O ADC AD 转换接口 AD 转换 I/O 可选 PCM_SYNC PCM音频 PCM同步信号 O 可选 PCM_DIN PCM输入数据 I PCM_DOUT PCM输出数据 O PCM_CLK PCM时钟 I I2S_WS I2S音频 I2S字选信号 O 可选 I2S_DIN I2S输入数据 I 8 I2S_DOUT I2S输出数据 O I2S_CLK I2S时钟 O I2S_MCLK I2S系统时钟 O *对于 eUICC卡内置于模组中的情况不要求支持 USIM相关接口。 6. 5G通用模组软件要求 6.1. AT指令 AT指令需遵循 3GPP 27.007 R13要求。 7. 5G通用模组 性能要求 7.1. 速率性能要求 根据模组具备的功能集合可分成如下几类 ，不同类别的参考峰值速率如下 ： 网络架构 频段和带宽 调制模式 MIMO 峰值速率要求 NSA NR： 100MHz LTE： 20MHz 基本配置： 上行： 64QAM 下行： 64QAM 基本配置：NR： 1T4R LTE： 1T2R 下行 ： 1.4Gbps 上行 ： 200Mbps NR： 100MHz LTE： 20MHz 上行高配： 上行： 256QAM 下行： 64QAM 基本配置：NR： 1T4R LTE： 1T2R 下行 ： 1.4Gbps 上行 ： 265Mbps NR： 100MHz LTE： 20MHz 下行高配： 上行： 64QAM 下行： 256QAM 高配： NR： 1T4R LTE： 1T4R 下行 ： 1.9Gbps 上行 ： 200Mbps NR： 100MHz LTE： 20MHz 最高配置 ： 上行： 256QAM 下行： 256QAM 高配： NR： 1T4R LTE： 1T4R 下行 ： 1.9Gbps 上行 ： 265Mbps SA NR： 100MHz 基本配置： 上行： 64QAM 下行： 64QAM 2T4R 下行 ： 1.1Gbps 上行 ： 250Mbps NR： 100MHz 上行高配： 上行： 256QAM 下行： 64QAM 2T4R 下行 ： 1.1Gbps 上行 ： 330Mbps NR： 100MHz 下行高配： 上行： 64QAM 下行： 256QAM 2T4R 下行 ： 1.5Gbps 上行 ： 250Mbps NR： 100MHz 最高配置： 上行： 256QAM 下行： 256QAM 2T4R 下行 ： 1.5Gbps 上行 ： 330Mbps