5G终端技术演进与增强（新时代·技术新未来）

本书讲解的技术基于3GPP NR（New Radio）标准，但这只是补充。3GPP标准有一系列的标准文档，主要的作用是定义产品规范。本书除了总结这些终端相关的规范之外，还会介绍规范背后技术方案的选择和考虑。通过一定的讨论和分析，让读者了解到5G

终端增强技术的全貌。

本书由OPPO研究院部分标准研究人员编写，是一本关于3GPP NR（New Radio）标准的终端方面增强技术的书籍，包含终端节能增强、终端覆盖增强、紧凑型终端及终端未来演进几个方向的内容。从5G终端增强的需求、方案的评估到候选技术的筛选取舍和标准的制订，整个过程在这里都有详细的介绍。作为5G终端增强方面的专业书，本书可以给5G产品研发人员、研究人员及通信专业的高校师生作为参考。

OPPO研究院成立于2018年3月，是引领前沿技术研究，代表OPPO公司在学术、标准和应用研究方面最高水平的组织。OPPO研究院总部位于中国深圳，包括分设于中国、美国、日本、以色列的六大研究所。在语音语义、计算机视觉、数据智能、情境智能、材料科学、电源科技、标准协议、软件架构、硬件架构九大技术领域开展前端研究。其使命是洞察用户未来生活方式，构建OPPO公司的核心技术能力，成就怦然心动的产品与服务体验。

OPPO研究院标准研究部成立于2015年，负责标准协议研究，研究方向涉及5G/5G-Advanced/6G、短距离技术、物联网平台技术、视频编解码等多个关键领域。累计向3GPP提交标准文稿超过11000篇，对5G国际标准制定做出了贡献。在全球四十多个国家和地区申请了超过5700族5G发明专利，在ETSI已声明了超过2900族5G标准专利。

左志松：OPPO研究院标准研究部蜂窝技术专家，长期深度参与3GPP国际标准化活动，全程参与4G/5G物理层标准化制定，为两项国家专利金/银奖获得者。目前重点研究领域为物联网通信、终端节能和性能增强等。

徐伟杰：2017年加入OPPO研究院，标准研究部蜂窝技术专家，长期从事包括LTE/NR/6G新技术相关的研究与标准化工作。本人申请专利200余项。

贺传峰：OPPO研究院标准研究部高级通信标准研究员，长期从事无线通信标准研究，先后参与3G、4G和5G的标准制定。

崔胜江：OPPO研究院标准研究部高级通信标准研究员，2020年1月加入OPPO。技术领域主要为信道编译码、多址技术和多天线技术。

李海涛：清华大学电子工程系博士，OPPO研究院标准研究部蜂窝技术专家。曾参与了从LTE R9到5G NR R17的高层标准化工作。

胡奕：OPPO高级通信标准研究员。曾任职于大唐移动通信设备有限公司和三星电子研究院。目前主要参与3GPP RAN2高层协议标准化研究。

胡荣贻：OPPO研究院标准研究部高级通信标准研究员，作为OPPO的无线资源管理和射频专家长期参加3GPP RAN4标准化工作。

绪论 5G终端增强概述
5G终端现状与增强动机
5G终端的增强与演进
第1章 5G R16终端节能技术
1.1 5G终端节能技术的需求和评估
1.1.1 5G终端节能技术需求
1.1.2 节能候选技术
1.1.3 节能技术的评估方法
1.1.4 评估结果与选择的技术
1.2 节能唤醒信号设计及其对DRX的影响
1.2.1 节能唤醒信号的技术原理
1.2.2 R16采用的节能唤醒信号
1.2.3 节能唤醒信号对DRX的作用
1.3 跨Slot调度技术
1.3.1 跨Slot调度的技术原理
1.3.2 灵活调度机制用于跨Slot调度
1.3.3 动态指示跨Slot调度的处理
1.3.4 跨Slot调度的作用时间机制
1.3.5 跨Slot调度的错误处理
1.3.6 跨Slot调度对上下行测量的影响
1.3.7 BWP切换与跨Slot调度
1.4 多天线层数限制
1.4.1 发射侧和接收侧天线数量影响能耗
1.4.2 下行MIMO层数限制
1.4.3 上行MIMO层数限制
1.5 辅小区（载波）休眠
1.5.1 载波聚合下的多载波节能
1.5.2 辅小区（载波）节能机制
1.5.3 激活时间外的辅小区（载波）休眠触发
1.5.4 激活时间内的辅小区（载波）休眠触发
1.6 RRM测量增强
1.6.1 非连接态终端的节能需求
1.6.2 非连接态终端RRM测量放松的判断准则
1.6.3 非连接态终端的RRM测量放松的方法
1.7 终端侧辅助节能信息上报
1.7.1 终端辅助节能信息上报的过程
1.7.2 终端辅助节能信息上报的内容
1.8 小结
参考文献
第2章 5G R17终端节能技术
2.1 Paging指示
2.1.1 寻呼过程的节能
2.1.2 寻呼分组设计
2.1.3 寻呼节能信号的设计
2.2 TRS指示用于终端节能
2.2.1 TRS实现终端的节能原理
2.2.2 TRS的指示方式
2.2.3 TRS的配置
2.3 基于DCI的PDCCH检测自适应
2.3.1 DCI PDCCH检测自适应原理
2.3.2 DCI PDCCH检测自适应节能候选方案和评估
2.3.3 DCI PDCCH检测自适应节能标准化方案
2.3.4 DCI PDCCH检测自适应时序和重传控制
2.4 小结
参考文献
第3章 紧凑型5G终端演进技术
3.1 紧凑型终端的评估
3.1.1 终端成本与复杂度的评估方式
3.1.2 不同候选技术对终端成本和复杂度的影响
3.2 降低紧凑型5G终端带宽
3.2.1 降低带宽后的目标带宽
3.2.2 初始接入过程的initial DL BWP
3.2.3 初始接入过程的initial UL BWP
3.2.4 初始接入之后的initial DL/UL BWP与non-initial BWP
3.2.5 DL BWP与UL BWP的中心频点的一致性问题
3.3 紧凑型5G终端的天线减少
3.3.1 接收天线数的减少和上报
3.3.2 接收天线数减少对系统性能的影响
3.4 紧凑型5G终端半双工
3.4.1 紧凑型5G终端半双工的复杂度优化
3.4.2 半双工支持的终端过程和转换时间
3.4.3 半双工的上下行信道优先级
3.5 紧凑型5G终端的eDRX
3.5.1 RRC空闲态的eDRX
3.5.2 RRC非激活态的eDRX
3.5.3 针对eDRX的系统消息更新
3.6 紧凑型5G终端的测量放松
3.6.1 RRC非连接态的测量放松
3.6.2 RRC连接态的测量放松
3.7 紧凑型5G终端识别与接入控制
3.8 小结
参考文献
第4章 5G终端覆盖增强
4.1 5G覆盖评估和覆盖增强侯选技术
4.1.1 5G终端覆盖评估方法
4.1.2 5G终端覆盖增强覆盖的技术分类
4.1.3 5G终端覆盖评估结果比较
4.1.4 5G终端覆盖增强结论和标准化
4.2 5G上行数据覆盖增强
4.2.1 上行PUSCH重复传输TypeA增强原理
4.2.2 上行PUSCH重复传输TypeA增强标准化
4.2.3 上行PUSCH多时隙TB增强原理
4.2.4 上行PUSCH多时隙TB确定的标准化
4.2.5 上行PUSCH多时隙联合信道估计原理
4.2.6 上行PUSCH多时隙联合信道估计标准化
4.3 5G上行控制覆盖增强
4.3.1 上行PUCCH动态重复增强原理
4.3.2 上行PUCCH动态重复增强标准化
4.3.3 上行PUCCH多时隙联合信道估计原理
4.3.4 上行PUCCH多时隙联合信道估计标准化
4.4 5G初始接入覆盖增强
4.4.1 Msg3 PUSCH的重复传输请求
4.4.2 Msg3 PUSCH的重复传输次数和指示
4.4.3 Msg3 PUSCH的重复传输过程
4.5 小结
参考文献
第5章 零功耗的终端技术演进
5.1 零功耗技术的需求和场景
5.1.1 低功耗终端技术
5.1.2 垂直行业的业务需求与驱动力
5.1.3 零功耗技术的典型场景
5.2 零功耗技术基础
5.2.1 零功耗背景介绍
5.2.2 零功耗通信技术原理
5.2.3 零功耗系统设计和实现
5.2.4 零功耗技术在网络中的应用
5.3 零功耗通信技术的标准化展望
5.3.1 零功耗通信对网络服务的要求
5.3.2 零功耗通信对网络架构的影响
5.3.3 零功耗通信对RAN标准的影响
5.4 小结

前言

移动通信系统的演进到了5G，代表通信技术上的变革。在第一代移动通信技术中，网络采用了模拟信号技术支持语音业务。第二代移动通信技术的主要特征是数字信号，但仍然用于语音业务。从第三代移动通信技术开始在数字信号技术的基础上支撑IP数据业务并不断扩大能力维度。

移动通信的终端在这个技术变革进程中也发生了巨大的改变。第一代和第二代的移动通信终端主要支持“打电话”的业务，所发生的改进也主要体现在尺寸和质量上。第三代的移动通信终端开始能够提供宽带视频通话、彩信，继而支持一定能力的IP数据通信。这时，移动通信终端已经有一定的智能化形态。智能手机形态的终端在4G时代得到很大发展，终端的人机交互方式革新，丰富的移动互联网智能应用推动智能手机的普及，也充分发挥了4G更强的数据业务的能力。智能手机如今渗透到人们日常的衣食住行中去，这与4G通信技术和智能应用之间的相互促进密不可分。5G技术则从更多的能力维度出发，扩大对各种垂直行业和相关应用场景的支持，以激励着终端的发展。5G的终端的用途已经开始从人与人之间的通信，到人与物和物与物的通信中来。除此之外，5G技术更新作为科技进步的一个重要标志，还获得了各大洲地缘政治层面的关注，可以看出5G技术进步更深层次的影响和意义。作为一本标准的技术性书籍，本书只讨论技术层面的问题。

回到5G的技术内涵，我们还是聚焦5G技术对移动通信终端的核心影响，5G技术又对终端引入了哪些创新和增强，5G终端将来的发展又如何等问题。本书的着力点还是在这些技术性的话题之上。

本书的大部分篇幅用在介绍5G基础版本之后的终端增强部分。5G终端的增强或者说改进，很大程度上源于新的需求不断驱动，也包括5G终端部署初期所反馈的需求的驱动。5G第一个标准版本的制定，是基于早期的研究报告的场景需求。但不可避免地，人为构想的应用场景的定义并不能面面俱到，也需要通过实践不断地检验。5G终端的增强，就是在这个过程中持续不断地弥补终端的短板。一些增强已经标准化到5G的R16和R17版本中。R18的研究也刚刚在3GPP启动。

本书讲解的技术基于3GPP NR（New Radio）标准，但这只是补充。3GPP标准有一系列的标准文档，主要的作用是定义产品规范。本书除了总结这些终端相关的规范之外，还会介绍规范背后技术方案的选择和考虑。通过一定的讨论和分析，让读者了解到5G终端增强技术的全貌。移动通信的标准往往侧重于必要的接口定义，比较抽象甚至是枯燥的。本书通过一定的讲解，可以帮助读者对此有更深层次的理解。总之，本书撰写的特色就是有结果，也有分析。由于具备这个特色，本书可以给5G产品研发人员、研究人员及通信专业的高校师生作为参考。

本书共5章，第1～4章分别对应5G标准上终端增强的4个项目，包括5G R16终端节能技术、5G R17 终端节能技术、紧凑型5G终端演进技术和5G终端覆盖增强。这些技术已经标准化，不久将在新一代5G终端产品中让用户体验到。第5章讲述了零功耗的终端技术演进，探讨未来终端。

关于5G标准的基础、核心部分的介绍，相关的3GPP标准是NR R15版本中定义的。这些背景技术的细节，可以在丛书的第一本《5G技术核心与增强：从R15到R16》的第2～14章中找到。

本书的作者是移动通信技术领域的标准专家，他们为5G、4G甚至3G的国际标准化做出过贡献。当大家在使用5G终端、体验5G网络服务的时候，其中有一部分标准规范和接口是来自于他们的设计。也许这才是标准和技术研究工作者能从中体会到的最大的满足和回馈吧。

本书的出版还要特别感谢邵帅这位同在OPPO标准研究部的同事。他是OPPO 资深标准工程师，曾获得美国俄亥俄州立大学电子工程学博士学位和中国香港城市大学电子工程学学士学位。他拥有15年无线通信及消费电子研究工作经验。

本书第2章及之后描述的技术的研究和标准化的过程正处在世界新冠病毒肆虐时期。所有的相关国际标准化讨论都是在网上以电话会议和邮件的形式完成的。能够顺利结项并即将产品化，实属不易。标准技术还能够在第一时间成书，也非常难得。在疫情期间，还要感谢清华大学出版社持续的大力支持和高效工作，使本书能尽早与读者见面。

本书是基于作者的主观视角和有限学识对标准化讨论过程和结果的理解，观点难免有欠周全之处，敬请读者谅解，并提出宝贵意见。

作 者