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5G高功率终端产业需求及射频解决方案研究

更新时间：2019-12-07 20:22:18 大小：1M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：5g射频 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

首先从5G高功率终端的产业需求出发,基于4G高功率终端的研发及产业推动经验,从提升上行业务覆盖能力、改善小区边缘用户业务体验、节约网络部署成本、优化终端功耗性能及提高Vo LT E语音质量等五个方面出发,深入分析了5G NR 6 GHz以下采用高功率终端的必要性.然后剖析了5G NR 6 GHz以下高功率终端射频解决方案的设计挑战及一些可能的实现方案,从理论到实践,较为完整地论证了5G NR 6 GHz以下采用高功率终端的可行性,为5G NR 6GHz以下高功率终端的研发和产业发展提供了技术储备.

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5G 初探  
5G高功率终端产业需求及射频解决方案研究  
宋丹，邢金强，邵哲，刘磊，王桂英，何文林  
（中国移动通信集团公司研究院，北京 100032）  
【摘 要】  
首先从5G高功率终端的产业需求出发，基于4G高功率终端的研发及产业推动经验，从提升上行业务覆盖能力、  
改善小区边缘用户业务体验、节约网络部署成本、优化终端功耗性能及提高VoLTE语音质量等五个方面出发，  
深入分析了5G NR 6 GHz以下采用高功率终端的必要性。然后剖析了5G NR 6 GHz以下高功率终端射频解决方案  
的设计挑战及一些可能的实现方案，从理论到实践，较为完整地论证了5G NR 6 GHz以下采用高功率终端的可行  
性，为5G NR 6GHz以下高功率终端的研发和产业发展提供了技术储备。  
【关键词】  
5G 高功率终端 射频  
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2017.21.017  
中图分类号：TN929.5  
文献标志码：A  
文章编号：1006-1010(2017)21-0088-09  
引用格式：宋丹,邢金强,邵哲,等. 5G高功率终端产业需求及射频解决方案研究[J]. 移动通信, 2017,41(21): 88-96.  
Research on 5G High Power Terminal Industry Demand and RF Solution  
SONG Dan, XING Jinqiang, SHAO Zhe, LIU Lei, WANG Guiying, HE Wenlin  
(Research Institute of China Mobile Group Co., Ltd., Beijing 100032, China)  
[Abstract]  
Firstly, based on 5G high power terminal industry demand, 4G high power terminal development and industry  
promotion experience, the necessity of adopting high power terminal for 5G NR below 6 GHz was analyzed in  
depth from five aspects of uplink service coverage capability enhancement, service experience improvement for  
cell edge users, network deployment cost saving, terminal power consumption optimization and VoLTE quality  
enhancement. Then, in the light of the research foundation of 4G high power terminals, the design challenge  
and possible implementation of high power terminal RF solution for 5G NR below 6 GHz were elaborated. The  
feasibility of high power terminal for 5G NR below 6GHz was demonstrated completely. This provides the technical  
reserve to the research and industrial development of high power terminal for 5G NR below 6 GHz.  
[Key words]  
5G high power terminal  
radio frequency  
功率为23 dBm的4G普通终端，4G高功率终端的最大发  
射功率提升了3 dB。  
1 引言  
高功率终端是指比普通终端具有更大发射功率的  
终端。在4G时代，高功率终端一般是指天线口处的最  
大发射功率可达26 dBm的终端设备。相比于最大发射  
4G高功率终端的成功商用使整个移动通信产业尤  
其是运营商发现，高功率终端能较好地解决上行受限  
问题。在网络侧无需额外成本投入的情况下，即可大  
大缓解TD-LTE高频段小区的上行受限问题，有效扩大  
上行业务覆盖半径，显著改善边缘用户的业务体验；  
同时，还有助于改善VoLTE使用感知，优化单bit终端  
收稿日期：2017-07-04  
责任编辑：文竹  
88  
2017年第21期  
万方数据  
5G 初探  
功耗。若以高功率终端进行网络规划，可为运营商节  
约15%~30%的建网成本。相比于4G，5G面临着更高  
的频段、更大的穿透损耗和更具挑战性的网络覆盖能  
力。因此，如何能够让高功率终端在5G时代发挥更大  
的作用、创造更大的价值，已成为5G终端3GPP标准化  
的重要工作内容之一。  
表2 3.5 GHz 5G NR业务信道的上行及下行最大路径损耗  
时隙分配  
上行最大路径损  
下行最大路径  
业务信道  
（上行:下  
耗/dB  
损耗/dB  
行）  
3.5GHz；  
118.62@  
128.92@  
1:3  
2:2  
下行8Mbit/s+；  
上行512kbit/s；  
终端：2T4R；  
基站：64T64R  
26dBm/20MHz  
46dBm/20MHz  
121.59@  
126.79@  
本文将分别从5G高功率终端产业需求及5G NR  
6 GHz以下高功率终端射频解决方案的角度进行分析，  
由理论到实践，论证5G NR 6 GHz以下采用高功率终  
端的可行性，力求为5G NR 6 GHz以下高功率终端的  
研发和产业发展提供一定的技术参考。  
26dBm/20MHz  
46dBm/20MHz  
发射功率为+26 dBm的5G终端设备采用功率等级2较为  
适合，现阶段还不适宜在5G终端设备中引入更高的功  
率等级。  
如《17th GTI Terminal WG Report》中所述，  
GTI高功率终端联合工作组于2016年在现网对Band41  
高功率终端进行了外场测试。其中，高功率终端的上  
行业务覆盖半径实际测试结果如图1所示：  
2 5G高功率终端产业需求分析  
2.1 提升上行业务覆盖能力  
5G NR 6 GHz以下链路预算的仿真结果如表1及表  
2所示：  
1600  
1400  
1200  
的
表1 3.5 GHz 5G NR控制信道的PRACH及PDCCH  
高功率终端  
普通终端  
最大路径损耗  
物理随机接入信号  
（PRACH）的最大  
路径损耗/dB  
物理下行控制信道  
（PDCCH）的最大  
路径损耗/dB  
1000  
800  
600  
400  
控制信道  
天线配置  
2Tx×64Rx  
64Tx×4Rx  
200  
0
噪声功率/dB  
-128.7  
-140.5  
-125.2  
-130.7  
RSRP/dBm  
灵敏度  
整体系统损耗  
余量/dB（密集  
城区/城区）  
39.6  
42.6  
-5.5  
图1 Band41高功率终端上行业务覆盖半径现网实测结果  
信噪比——对  
应MCS Level -  
1%BLER/dB  
-11.8  
由 图 1 可 知 ， 相 比 于 普 通 终 端 （ 最 大 发 射 功  
率 为 + 23 d B m ） ， 高 功 率 终 端 （ 最 大 发 射 功 率 为  
+26 dBm）可将上行业务覆盖半径提升2 dB。由此推  
测：相比于3.5 GHz频段的5G普通终端（最大发射功  
率为+23 dBm），5G高功率终端（最大发射功率为  
+26 dBm）同样可以有效提升上行业务覆盖半径。  
125.87@  
129.85@  
3.5GHz  
26dBm/20MHz  
46dBm/20MHz  
上述数据结果是在假定终端最大发射功率为+26dBm  
且上行双发的情况下进行仿真得到的。该结果表明：即  
使在终端最大发射功率为+26dBm且上行双发的情况下，  
5G的控制信道和业务信道仍旧上行覆盖受限。若5G  
不使用高功率终端，则上下行之间覆盖能力上的差距  
将进一步加大。可见，5G引入高功率终端是非常必要  
的。但是鉴于目前终端产业链的技术发展水平，最大  
2.2 改善小区边缘用户业务体验  
如《17th GTI Terminal WG Report》所述，GTI  
高功率终端联合工作组于2016年在现网对Band41高功  
率终端进行了外场测试。其中，上行业务速率均值提  
升实际测试结果如图2所示。  
89  
2017年第21期  
万方数据  

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