董文佳+阮航+王小旭

【摘 要】5G的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和新特性給終端實現(xiàn)帶來了多方面的挑戰(zhàn)，其中，5G NR組網(wǎng)模式直接影響著終端的規(guī)劃設(shè)計。故從5G NR的組網(wǎng)模式出發(fā)，首先分析了獨立組網(wǎng)模式和非獨立組網(wǎng)模式所對應(yīng)的多種網(wǎng)絡(luò)部署方案及其對終端能力的要求，然后深入探討了典型網(wǎng)絡(luò)部署方案對終端基帶、射頻、天線設(shè)計、功耗等方面的影響，并基于此提出了5G終端實現(xiàn)方案，以應(yīng)對5G多樣性的網(wǎng)絡(luò)場景，為終端開發(fā)設(shè)計提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】5G新空口 獨立組網(wǎng)模式 非獨立組網(wǎng)模式 終端實現(xiàn)方案

Research on Solution to Terminal Implementation for 5G NR Networking Mode

DONG Wenjia， RUAN Hang， WANG Xiaoxu

[Abstract] The key technical metrics and new feature requirements of 5G bring multiple challenges to the terminal implementation. Therein， the networking mode of 5G NR directly influences the planning and design of the terminal. Considering the networking mode of 5G NR， multiple network deployment solutions and requirements for the terminal capability corresponding to the standalone networking mode and non-standalone networking mode were elaborated firstly. Then， the impacts of typical network deployment solutions on terminal baseband， frequency radio， antenna designing and power consumption were discussed in depth. Finally， the suggestion on the solution to 5G terminal implementation was presented to tackle the 5G versatile network scenarios and provide the reference to the development and the design of the terminal.

[Key words]5G NR standalone networking mode non-standalone networking mode solution to terminal implementation

1 引言

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的部署和商用，移動通信已經(jīng)深刻地改變了人們的生活，激發(fā)了人們對更多新型業(yè)務(wù)和服務(wù)的追求。未來，以移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為主要驅(qū)動力的第五代移動通信（5G）系統(tǒng)將滲透到各個領(lǐng)域，為用戶構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)，以應(yīng)對爆炸性的移動數(shù)據(jù)流量增長、海量設(shè)備連接，以及不斷涌現(xiàn)的新業(yè)務(wù)。

目前，3GPP針對5G新空口（NR，New Radio）定義了獨立組網(wǎng)（SA，Standalone）和非獨立組網(wǎng)（NSA，Non-Standalone）兩大類組網(wǎng)模式。組網(wǎng)模式不僅影響著5G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署策略，同時也影響著終端產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計，因此本文主要探討5G NR組網(wǎng)模式對終端的影響，并分析在多樣性的網(wǎng)絡(luò)場景下終端的實現(xiàn)方案。

2 5G NR組網(wǎng)模式

由于目前現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)成熟且覆蓋廣泛，為充分利用LTE網(wǎng)絡(luò)的已有資源，3GPP在5G NR組網(wǎng)模式的研究階段充分考慮了LTE和NR兩種無線技術(shù)，EPC和下一代核心網(wǎng)（NextGen Core，Next Generation Core）兩種核心網(wǎng)，以及LTE和NR兩種無線技術(shù)的聚合方案，由此派生出了多種5G系統(tǒng)的部署場景。其中，按組網(wǎng)模式可以劃分為兩大類：獨立組網(wǎng)模式和非獨立組網(wǎng)模式。

2.1 獨立組網(wǎng)模式

5G NR獨立組網(wǎng)模式，需要部署5G端到端的全新網(wǎng)絡(luò)，包括新接入網(wǎng)（NR gNB）和新核心網(wǎng)（NextGen Core），5G獨立承載完整的控制面（CP，Control-Plane）和用戶面（UP，User-Plane），因此5G可以不依賴LTE工作，獨立為用戶提供通信服務(wù)。

獨立組網(wǎng)模式下的三種主要網(wǎng)絡(luò)部署方案（包括接入網(wǎng)與核心網(wǎng)），如圖1所示：

（1）5G NR最基礎(chǔ)的獨立組網(wǎng)方案：終端通過NR gNB注冊在新核心網(wǎng)NextGen Core上，對應(yīng)3GPP在研究階段定義的5G部署場景Option 2。

（2）支持NR-LTE雙連接的獨立組網(wǎng)方案：NR gNB和NextGen Core構(gòu)成端到端的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，承載控制面信令和用戶面數(shù)據(jù)，終端通過NR gNB注冊在新核心網(wǎng)上，eLTE NB作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)难a充承載部分用戶面數(shù)據(jù)，即NR gNB和eLTE NB分別作為雙連接（DC，Dual Connectivity）的主節(jié)點（MN，Master Node）和輔節(jié)點（SN，Secondary Node），主/輔節(jié)點均接入新核心網(wǎng)NextGen Core。這種組網(wǎng)方式下，依據(jù)不同的用戶面承載類型：主節(jié)點分離承載（Split bearer via MCG）、輔節(jié)點承載（SCG bearer），分別對應(yīng)3GPP在研究階段定義的5G部署場景Option 4/4a。該組網(wǎng)方案下需要終端支持NR-LTE雙連接模式。endprint

（3）支持NR-NR雙連接的獨立組網(wǎng)方案：接入網(wǎng)由NR gNB組成，NR gNB接入新核心網(wǎng)NextGen Core，NR gNB之間采用雙連接的方式承載用戶面數(shù)據(jù)。這種組網(wǎng)方案可以在最大程度上利用5G新空口的傳輸能力，對承載大數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)十分有利，終端則需要支持NR-NR雙連接模式。

對比獨立組網(wǎng)模式下的主要網(wǎng)絡(luò)部署方案，三種方案均需要全面部署5G NR的新接入網(wǎng)和新核心網(wǎng)。此外，方案（2）還需要將LTE基站升級為eLTE基站，以支持與NR gNB間的接口、作為雙連接輔節(jié)點的相關(guān)信令和處理機制，以及接入新核心網(wǎng)的協(xié)議架構(gòu)，還可能需要支持新核心網(wǎng)相關(guān)的新功能及新特性，對現(xiàn)有LTE基站設(shè)備影響較大。同時，考慮到現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)負載較重，可用于作為數(shù)據(jù)傳輸補充的資源較少，對空口數(shù)據(jù)傳輸速率的提升效果有限。方案（3）可以將5G空口傳輸能力最大化，但同時對終端的實現(xiàn)和處理能力也提出了較大挑戰(zhàn)。因此，在5G系統(tǒng)部署初期，方案（1）是最基本的一種獨立組網(wǎng)部署方案。

在5G作為獨立的通信系統(tǒng)工作的情況下，還需要考慮與其他制式網(wǎng)絡(luò)的并存和互操作問題，特別是在5G網(wǎng)絡(luò)部署初期，5G NR與其他制式網(wǎng)絡(luò)的互操作可以保證覆蓋和業(yè)務(wù)的連續(xù)性，有力保障終端在移動過程中的用戶體驗。目前，3GPP協(xié)議已經(jīng)明確5G NR與LTE之間存在互操作關(guān)系，可能的網(wǎng)絡(luò)部署場景如圖2所示：

（1）LTE和5G系統(tǒng)保持端到端的獨立并存，即LTE eNB接入核心網(wǎng)EPC、5G gNB接入新核心網(wǎng)NextGen Core，兩個系統(tǒng)在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)層面均保持獨立。

（2）eLTE與5G NR在接入網(wǎng)保持獨立，各自承載完整的控制面信令和用戶面數(shù)據(jù)，而在核心網(wǎng)層面則采用相同的新核心網(wǎng)NextGen Core。這種場景下，終端在兩種不同的接入網(wǎng)中移動仍然存在系統(tǒng)間（Inter-RAT）互操作過程。

2.2 非獨立組網(wǎng)模式

非獨立組網(wǎng)模式下，5G需要依托現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)，將控制面錨定在LTE網(wǎng)絡(luò)上（即LTE承載控制信令）。對于用戶面數(shù)據(jù)則是5G NR和LTE共同承載或5G NR獨立承載。因此，對于非獨立組網(wǎng)方式，5G需要依賴現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)才能工作，而無法獨立為用戶提供完整服務(wù)。但因為5G不需要部署完整的端到端網(wǎng)絡(luò)，只需部署接入網(wǎng)來提高空口傳輸能力，因此可滿足運營商在5G上的先發(fā)需求。

非獨立組網(wǎng)模式下的兩種主要網(wǎng)絡(luò)部署方案（包括接入網(wǎng)與核心網(wǎng)），如圖3所示：

（1）在現(xiàn)有的LTE eNB與EPC的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上，增加NR gNB作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)难a充，NR gNB同樣接入核心網(wǎng)EPC，即LTE eNB作為雙連接的主節(jié)點，終端通過LTE eNB接入核心網(wǎng)EPC，NR gNB則作為輔節(jié)點，承載用戶面數(shù)據(jù)，從而形成了LTE-NR雙連接模式。在該組網(wǎng)方式下，不同的用戶面承載類型：主節(jié)點分離承載（Split bearer via MCG）、輔節(jié)點承載（SCG bearer）、輔節(jié)點分離承載（Split bearer via SCG）分別對應(yīng)3GPP在研究階段定義的5G部署場景Option 3/3a/3x。在該組網(wǎng)方式下，終端需要支持LTE-NR雙連接模式。

（2）核心網(wǎng)采用NextGen Core，eLTE eNB作為主節(jié)點，構(gòu)成端到端的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)；NR gNB接入新核心網(wǎng)NextGen Core，作為輔節(jié)點提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)难a充。不同的用戶面承載類型：主節(jié)點分離承載（Split bearer via MCG）、輔節(jié)點承載（SCG bearer）、輔節(jié)點分離承載（Split bearer via SCG）分別對應(yīng)3GPP在研究階段定義的5G部署場景Option 7/7a/7x。需要注意的是，由于需要接入新核心網(wǎng)NextGen Core，現(xiàn)有LTE eNB需要升級為eLTE eNB，在協(xié)議棧和接口方面均有變化，因此雖然這種組網(wǎng)方式同樣要求終端能夠支持LTE-NR雙連接模式，但與適用于方案（1）的終端相比，在協(xié)議棧等方面會存在差異。

對比非獨立組網(wǎng)模式下的兩種主要網(wǎng)絡(luò)部署方案，方案（1）需要LTE基站升級支持與NR gNB的接口以及與NR gNB進行雙連接相關(guān)的信令流程和處理機制，對現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響相對較小，且5G NR僅需要部署接入網(wǎng)即可大幅度地提升終端與接入網(wǎng)間的空口數(shù)據(jù)傳輸能力。而方案（2）需要全面部署5G NR的接入網(wǎng)和新核心網(wǎng)，LTE基站則需要全面升級為eLTE，即除了需要支持與NR gNB的接口以及雙連接相關(guān)的信令流程和處理機制外，還需要對協(xié)議棧進行徹底升級以接入新核心網(wǎng)并且能夠支持新核心網(wǎng)的相關(guān)新功能和新特性。因此，方案（1）是非獨立組網(wǎng)中最可行的一種方案。

3 5G NR組網(wǎng)模式下的終端實現(xiàn)方案

3.1 SA和NSA組網(wǎng)模式對終端實現(xiàn)和性能的影響

基于上文的分析可知，5G NR組網(wǎng)包括獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)兩種模式，每種模式下有多種具體的網(wǎng)絡(luò)部署方案。通過對比發(fā)現(xiàn)，獨立組網(wǎng)方案（1）和非獨立組網(wǎng)方案（1）分別是兩種組網(wǎng)模式下最具典型意義的部署方案。因此，本章節(jié)基于這兩種方案，對比分析不同組網(wǎng)模式對于終端基帶、射頻實現(xiàn)以及功耗性能方面的影響。下文中分別以獨立組網(wǎng)模式和非獨立組網(wǎng)模式的描述來代表獨立組網(wǎng)方案（1）和非獨立組網(wǎng)方案（1）。

（1）基帶實現(xiàn)復(fù)雜度

1）基帶物理層

為了能夠在多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為用戶提供良好的通信服務(wù)，5G商用終端一般會采用多模多頻段的設(shè)計，即5G終端支持2G/3G/4G/5G等多種網(wǎng)絡(luò)制式以及對應(yīng)的多個頻段。為簡化設(shè)計難度、縮短開發(fā)周期，在5G終端商用初期通常會采用獨立芯片的工作方式，即在現(xiàn)有已經(jīng)成熟的2G/3G/4G芯片/模塊上，增加獨立的5G芯片/模塊。而隨著技術(shù)的成熟和設(shè)計開發(fā)能力的提升，基帶芯片的工作方式會得到優(yōu)化，不同通信制式的處理單元和處理流程會逐漸融合，形成統(tǒng)一的2G/3G/4G/5G單基帶芯片，降低基帶芯片的面積及成本。endprint

對于5G終端來說，其5G芯片/模塊的基帶物理層設(shè)計主要取決于5G NR所需的數(shù)據(jù)傳輸及處理能力。在5G NR獨立組網(wǎng)模式下，終端不需要支持4G芯片/模塊與5G芯片/模塊同時工作，基帶物理層設(shè)計相對簡單。而對于5G NR非獨立組網(wǎng)模式，終端需要支持LTE-NR雙連接工作模式，即基帶物理層的實現(xiàn)需滿足4G和5G芯片/模塊同時供電及同時工作相關(guān)的設(shè)計需求。同時，由于4G和5G的幀結(jié)構(gòu)、時隙配比等不同，空口可能無法實現(xiàn)同步，因此某些處理單元或存儲單元較難實現(xiàn)復(fù)用，在一定程度上增加了芯片/模塊的優(yōu)化難度。

2）高層協(xié)議棧

由于5G NR獨立組網(wǎng)模式與非獨立組網(wǎng)模式在協(xié)議棧中存在較大差異，因此不同的組網(wǎng)模式對終端的協(xié)議棧及高層過程設(shè)計會產(chǎn)生直接影響。

獨立組網(wǎng)模式

協(xié)議棧：終端通過NR gNB注冊在新核心網(wǎng)NextGen Core上，因此終端需要支持NR控制面和用戶面完整的協(xié)議棧，包括接入層（AS，Access Stratum）中的數(shù)據(jù)鏈路層的各個子層、網(wǎng)絡(luò)層無線資源控制（RRC，Radio Resource Control）以及非接入層（NAS，Non-Access Stratum）。

高層過程：在移動性方面，終端需要支持5G NR與4G的異系統(tǒng)重選、重定向或切換等流程。同時，終端還需要支持單注冊或雙注冊等數(shù)據(jù)互操作及話音解決方案。

非獨立組網(wǎng)模式

協(xié)議棧：LTE eNB作為雙連接的主節(jié)點，承載控制面信令，NR gNB只作為輔節(jié)點，主要承載用戶面數(shù)據(jù)，因此，理論上終端的協(xié)議棧設(shè)計不需要支持NR的非接入層。同時，3GPP協(xié)議中定義了雙連接的用戶面數(shù)據(jù)有3種承載方式，對于主節(jié)點分離承載（Split bearer via MCG）類型，理論上終端只需要支持NR數(shù)據(jù)鏈路層中的MAC和RLC子層，但是考慮到終端的靈活性以及輔節(jié)點可能存在RRC實體，終端還是需要支持完整的數(shù)據(jù)鏈路層的各個子層、網(wǎng)絡(luò)層（RRC），以便靈活適用于網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的用戶面數(shù)據(jù)承載方式以及NR中新增輔節(jié)點承載SRB的新特性。

層2 Buffer：針對不同的雙連接用戶面承載方式，4G和5G模塊還需要考慮增加對應(yīng)的L2 Buffer來處理數(shù)據(jù)包在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（PDCP，Packet Data Convergence Protocol）層聚合重排序的問題。對于主節(jié)點分離承載（Split bearer via MCG）方式，數(shù)據(jù)包需要在LTE的數(shù)據(jù)鏈路層中的PDCP子層進行聚合重排序，由于NR網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率高于LTE，因此4G模塊需額外預(yù)留較大的Buffer用于聚合5G模塊接收到的數(shù)據(jù)。反之，對于輔節(jié)點分離承載（Split bearer via SCG）方式，數(shù)據(jù)包需要在5G NR的PDCP子層進行聚合重排序，5G模塊也需要預(yù)留一定量的Buffer用于聚合4G模塊接收到的數(shù)據(jù)。此外，LTE-NR雙連接也給網(wǎng)絡(luò)的主/輔節(jié)點的上/下行數(shù)據(jù)分裂與聚合算法設(shè)計提出了較大的挑戰(zhàn)，原因是4G和5G空口速率相差較大，不合理的算法設(shè)計會造成數(shù)據(jù)聚合重排序?qū)K端存儲單元的需求量巨大。

高層過程：在非獨立組網(wǎng)模式下，終端需要處理雙連接主節(jié)點（LTE eNB）和輔節(jié)點（NR gNB）之間的RRC信令協(xié)調(diào)問題。

（2）射頻實現(xiàn)及天線設(shè)計復(fù)雜度

1）射頻實現(xiàn)

終端的射頻部分主要由射頻前端和射頻芯片兩部分組成。受到工作頻段和帶寬等因素的限制，以及考慮到設(shè)計實現(xiàn)的復(fù)雜度，支持多模多頻段的5G終端的射頻實現(xiàn)通常采用5G和2G/3G/4G獨立設(shè)計的原則。首先，以獨立組網(wǎng)模式下，5G終端的射頻實現(xiàn)為例進行討論：

射頻前端器件：針對5G和2G/3G/4G所對應(yīng)的不同頻段，射頻前端器件（如濾波器、功率放大器等）都需要獨立實現(xiàn)。

射頻芯片：由于5G模塊至少要求兩個發(fā)射天線，因此5G的射頻芯片至少需要兩個上行發(fā)射通道，而在現(xiàn)有的4G終端上射頻芯片通常采用的是單個發(fā)射通道。

非獨立組網(wǎng)模式下，終端需要支持LTE-NR雙連接工作模式，因此在上述分析的基礎(chǔ)上，終端在射頻前端部分需要增加射頻通路開關(guān)，以支持4G和5G的同時發(fā)射及接收。此外，4G和5G的同時收發(fā)，可能需要更多的發(fā)射和接收通道，這一需求則需要通過提高射頻芯片的設(shè)計規(guī)格或增加更多的射頻芯片來得以滿足。

非獨立組網(wǎng)模式下，在4G和5G信號的發(fā)射過程中，還可能因為4G和5G所在的頻段而產(chǎn)生諧波干擾和互調(diào)干擾，這些互干擾將會嚴重影響終端的信號接收質(zhì)量和數(shù)據(jù)解調(diào)性能。因此，網(wǎng)絡(luò)在部署階段需充分考慮到可能出現(xiàn)的互干擾問題，合理配置4G和5G的工作頻段。但在頻譜資源緊張的情況下，終端也需要考慮在射頻實現(xiàn)中增加例如諧波抑制濾波器等器件，來減緩可能出現(xiàn)的互干擾，保證終端的解調(diào)性能。

2）天線設(shè)計

在5G網(wǎng)絡(luò)中，為了進一步提升上行傳輸速率，要求終端至少支持兩根上行發(fā)射天線。因此，與4G終端只有一根發(fā)射天線的情況相比，5G終端在天線設(shè)計方面難度更高，需要對發(fā)射天線的類型、擺放位置、輻射方向、電流分布等方面進行重點考慮，以達到在保證良好的信號發(fā)射和接收性能的同時，降低終端對人體的輻射強度的目的。

比吸收率（SAR，Specific Absorption Ratio）是衡量終端輻射程度的重要指標(biāo)，它是指單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電磁輻射能量（單位：W/kg），SAR越低，表示輻射被吸收的量越小。終端SAR值的大小直接關(guān)系到人體的健康，因此移動終端在出廠和入網(wǎng)測試中必須經(jīng)過嚴格的檢測。

在實際中，移動終端的輻射程度會受到多方面因素的影響，例如：發(fā)射天線的位置、輻射方向，上行發(fā)射功率，TDD模式下的上/下行時隙配比，終端的工作頻段及系統(tǒng)帶寬等。而在SAR值測試過程中，工作頻段、系統(tǒng)帶寬、終端發(fā)射功率及上/下行時隙配比等條件是統(tǒng)一給定的，因此天線設(shè)計成為了影響SAR值重要因素。endprint

（3）功耗

通過終端功耗測試和評估發(fā)現(xiàn)，射頻器件（特別是功率放大器）、基帶模塊以及屏幕等在終端功耗方面問題較突出。而終端電池的電量及續(xù)航能力是直接影響用戶體驗的重要因素。

由于獨立組網(wǎng)模式下，終端不需要4G和5G模塊的同時收發(fā)和工作，因此，首先以獨立組網(wǎng)模式為例，對5G模塊相比于現(xiàn)有的2G/3G/4G模塊的功耗進行分析。5G模塊面臨更高的通信功能和性能方面的要求，高頻段、大帶寬、高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理過程都有可能造成5G模塊功耗的增加，具體來說：

目前，世界各國分配給5G網(wǎng)絡(luò)的頻段主要集中在高頻段及毫米波頻段，以我國為例，比較確定的5G工作頻段在3.5 GHz、4.8 GHz上。工作頻段的提高、系統(tǒng)帶寬的增大（例如單載波帶寬大于100 MHz），以及5G物理層可能采用更加線性的波形，這些新特性和需求都可能造成射頻功率放大器（PA）的工作效率降低、功耗增加。

為提高終端上行傳輸速率，當(dāng)5G模塊需要上行雙發(fā)射時，射頻部分至少會有兩個功率放大器（PA）同時工作，這將帶來功耗的增加，如果數(shù)據(jù)速率較低，則單位數(shù)據(jù)量的功耗效率也隨之降低。

5G的高速率傳輸和數(shù)據(jù)處理過程，會提高基帶芯片及應(yīng)用處理復(fù)雜度，這些因素同樣也可能造成終端功耗的增加。

在此基礎(chǔ)上，非獨立組網(wǎng)模式需要終端支持4G和5G模塊同時工作，以及4G和5G信號的同時發(fā)射，因此LTE-NR雙連接工作模式將可能進一步增加5G終端功耗。

通過上述分析可知，5G終端的實現(xiàn)對功耗優(yōu)化設(shè)計的要求更高。在終端優(yōu)化設(shè)計的同時，結(jié)合一些節(jié)電機制，可以有助于進一步降低5G終端功耗，提升用戶體驗。目前，3GPP對于5G的核心規(guī)范在RRC連接態(tài)和空閑態(tài)基礎(chǔ)上引入了RRC_INACTIVE狀態(tài)，其設(shè)計目的之一就是降低終端功耗。此外，LTE已有的非連續(xù)接收（DRX，Discontinuous Reception）機制也同樣被引入到5G標(biāo)準(zhǔn)中。3GPP對于非獨立組網(wǎng)模式已經(jīng)開展相關(guān)的技術(shù)研究工作，考慮4G和5G不同時進行上行發(fā)射的可行性，以降低LTE-NR雙連接時5G終端的功耗。

3.2 SA和NSA組網(wǎng)模式下終端實現(xiàn)方案分析

在5G NR的部署過程中，不同的運營商依據(jù)自身發(fā)展策略會采用不同的組網(wǎng)模式，典型的場景就是在國際漫游情況下，終端可能需要接入不同組網(wǎng)模式的網(wǎng)絡(luò)。此外，即使是同一個運營商，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，也可能會出現(xiàn)不同區(qū)域采用不同的組網(wǎng)模式或不同網(wǎng)絡(luò)部署方案的情況。因此，能夠支持5G NR獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)模式的多模多頻段5G終端將能較好地適應(yīng)LTE與5G網(wǎng)絡(luò)部署的多種可能性，在多種網(wǎng)絡(luò)部署情況下給用戶帶來良好的體驗。

基于本文的分析，5G NR獨立組網(wǎng)模式和非獨立組網(wǎng)模式下，終端在基帶物理層、協(xié)議棧、射頻、天線等方面的實現(xiàn)存在差異。鑒于在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化時間表中，5G NR非獨立組網(wǎng)模式的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)早于獨立組網(wǎng)模式約半年的時間，5G芯片及終端通常會考慮先依據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)支持非獨立組網(wǎng)模式，然后再支持獨立組網(wǎng)模式。為降低5G芯片和終端的開發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，并達到支持5G NR非獨立組網(wǎng)模式和獨立組網(wǎng)模式的目標(biāo)，5G芯片及終端在支持非獨立組網(wǎng)模式的開發(fā)設(shè)計過程中應(yīng)預(yù)留獨立組網(wǎng)模式的支持能力。具體來說：在硬件設(shè)計初期應(yīng)考慮采用非獨立組網(wǎng)模式和獨立組網(wǎng)模式共平臺的設(shè)計方案，并在軟件開發(fā)過程中預(yù)留資源以便支持非獨立組網(wǎng)模式和獨立組網(wǎng)模式對應(yīng)的兩套協(xié)議棧及高層處理過程。

此外，在滿足業(yè)務(wù)需求的前提下，終端的射頻和基帶等模塊的器件、處理和存儲資源應(yīng)充分考慮4G和5G之間的共享和復(fù)用，并能夠在不同的工作場景下進行靈活的調(diào)用。例如，當(dāng)終端只工作在5G NR網(wǎng)絡(luò)下時，終端資源的充分利用可以支持較高的UE等級及傳輸能力。而當(dāng)開啟LTE-NR雙連接模式后，終端可以根據(jù)需要，給LTE處理預(yù)留較少的資源，LTE可使用較低的傳輸能力滿足控制信令和較小速率的數(shù)據(jù)傳輸，而將更多的資源分配給5G NR的處理，以充分利用5G傳輸能力。在為用戶提供良好通信業(yè)務(wù)體驗的同時，達到降低終端成本及功耗的目的。

4 結(jié)束語

相對于2G/3G/4G較簡單的組網(wǎng)方式，5G NR分為獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)兩種模式，每種模式還可以對應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)部署方案。5G系統(tǒng)極高的性能要求及多樣化的網(wǎng)絡(luò)部署場景對5G終端的設(shè)計提出了多方面的挑戰(zhàn)。本文重點分析了獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)模式對終端的基帶物理層、高層協(xié)議棧、射頻實現(xiàn)、天線設(shè)計以及終端功耗等方面的影響。同時，為較好地適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)部署的多種可能性，建議5G終端能夠具備在獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)兩種模式下的網(wǎng)絡(luò)接入能力。因此，5G芯片和終端在軟件和硬件設(shè)計開發(fā)過程中，應(yīng)充分研究分析不同組網(wǎng)模式和部署方案下終端實現(xiàn)和性能的差異性，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)獨立組網(wǎng)模式和非獨立組網(wǎng)模式共平臺化設(shè)計，以保證5G終端的適用性，滿足5G通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)的新業(yè)務(wù)和場景需要，為用戶提供極致的通信業(yè)務(wù)服務(wù)。

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