2023电力5G通信模组通用技术规范

电力5G通信模组通用技术规范目 次前言 III2范引文件 2语定义 2略语 3能求 4概述 4网接能要求 5多多段求 5电模的信力 6切功能 6IP议功能 6移性求 7SIM功要求 7调功要求 7Open CPU7管功能 7能求 8射性能 8速要求 9同授要求 9低延可要求 9定精要求 9功要求 10电模可性求 10CPU性要求 10存空要求 10全求 10可验和份要求 10安存要求 10访控要求 10口求 11电供接口 11电模控及接口 11eSIM接口 13UART接口 13USB接口 13模接口 14同接口 14天接口 14其接口 14件求 14AT令求 14通命令 14呼控命令 15网服相指令 15终控和态令 15终错命令 15分域令 16短模指令 16TCP/IP 网协求 16数交方及用数通要求 17USB虚设驱要求 17境应性 17附录A（料附） 硬件寸求 18电力5G通信模组通用技术规范范围6GHz5G本文件适用于5G在电力系统应用中通信模组的设计、研发、制造和应用。YD/T36275G数字蜂窝移动通信网增强移动宽带终端设备技术要求(第一阶段)3GPPTS27.005用于短消息服务(SMS)和小区广播服务(CBS)的设备(DTE-DCE)接口Equipment(DTE-DCE)interfaceforShortMessageService(SMS)andCellBroadcastService(CBS)3GPPTS27.007用于用户设备(UE)的AT命令集ATcommandsetforuserequipment(UE)3GPPTS38.101-1新空口(NR;用户设备(UE)无线发射和接收;第一部分:频段范围1独立组网(NR;UserEquipment(UE)radiotransmissionandreception;Part1:Range1Standalone)3GPPTS38.521-1新空口(NR(UE)(NR;UserEquipmentUE)conformancespecification;Radiotransmissionandreception;Part1:Range1Standalone)下列术语和定义适用于本文件。3.1电力5G通模组 5GCommunicationModuleofPower3.2eMBB组 eMBBModule基于3GPPRelease15技术，主要面向eMBB业务应用。3.3uRLLC模组 uRLLCModule为基于3GPPRelease16增强特性，如高精度授时，高可靠低时延等特性的模组。3.4电力全理件 PowerSecurityAgentComponent为保障电力模组通道安全的软件组成部分，用于电力模组内部建立eSIM与管理平台的专属可信连接。缩略语下列缩略语适用于本文件。ACM:抽象控制模型（AbstractControlModel）ADC:模数转换器（AnalogtoDigitalConverter）AP:应用处理器（ApplicationProcessor）APN:接入点名称（AccessPointName）AT:用来启动从终端设备发送到终端适配器的命令行（Attention）BT:蓝牙（Bluetooth）CEP:圆形公算误差(CircularErrorProbable)DCE:数据通信设备(DataCommunicationEquipment)DFP:下行端口（DownstreamFacingPort）DMIPS:整数型每秒执行百万条指令（DhrystoneMillionInstructionsExecutedPerSecond）DNN:数据网络名称（DataNetworkName）DTE:（DataTerminalEquipment）eMBB:（EnhanceMoblieBroadBoand）FDD:（FrequencyDivisionDuplex）GPIO:（GeneralPurposeInputOutput）HTTP:（HypertextTransferProtocol，HTTP）HTTPS:超文本传输安全协议(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)I2C:内置集成电路（Inter-IntegratedCircuit）ID:身份标识（Identity）IMSI:国际移动用户识别码（InternationalMobileSubscriberIdentificationNumber）I/O:输入输出（Input/Output）I:输入（Input）IP:网络互联协议（InternetProtocol）LGA:平面网格阵列封装（LandGridArray）LTE:长期演进（LongTermEvolution）MDIO:大数据输入输出（总线）（MetaDataInputOutput）MIMO:多输入输出（MultipleInputMultipleOutput）MIPI:（MobileIndustryProcessorInterface）MISO:/（MasterInput/SlaveOutput）mMTC:）（MassiveMachineTypeCommunication）MOSI:/（MasterOutput/SlaveInput）MQTT:消息队列遥测传输（MessageQueuingTelemetryTransport）MTBF:平均无故障工作时间（MeanTimeBetweenFailure）NAS:非接入层（NonAccessStratum）NR:新空口（NewRadio）NSA:非独立组网（Non-Standalone）NSSAI:网络切片选择辅助信息(NetworkSliceSelectionAssistanceInformation)O:输出（Output）PCIe:高速可编程通信接口（ProgrammableCommunicationInterfaceExpress）PDP:分组数据协议(PacketDataProtocol)QAM:正交振幅调制（QuadratureAmplitudeModulation）RAM:随机访问存储器（RandomAccessMemory）RAN:无线接入网（RadioAccessNetwork）RGMII:精简千兆媒体独立接口（ReducedGigabitMediaIndependentInterface）RRC:无线资源控制（RadioResourceControl）RSRP:参考信号接收功率（ReferenceSignalReceivingPower）SA:独立组网（Standalone）SDIO:安全数字输入/输出接口（SecureDigitalInputandOutput）SDK:软件开发工具包（SoftwareDevelopmentKit）SGMII:串行吉比特多媒体独立接口（SerialGigabitMediaIndependentInterface）SIM:用户识别卡（SubscriberIdentityModule）SINR:信号与干扰加噪声比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio）SLA:服务等级协议（ServiceLevelAgreement）SPI:串行外设接口（SerialPeripheralInterface）TCP:传输控制协议（TransmissionControlProtocol）TD:时分（TimeDivision）UART:通用异步收发器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）UDP:用户数据报协议（UserDatagramProtocol）UE:用户设备（UserEquipment）URL:统一资源定位器（UniformResourceLocator）uRLLC:超高可靠低时延通信（UltraReliableLowLatencyCommunication)USB:通用串行总线（UniversalSerialBus）USIM:全球用户识别卡（UniversalSubscriberIdentityModule）WLAN:无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork）3GPP:第三代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject）概述必选可选eSIMUSBUART///（）主天线接口 射频前端天线及射频前端 （射频开关、功分集天线接口 滤波器等）射频收发器主功能模块 存储单元基带处理器eSIM电源管理单元外供电源接口 同步接口USB UART 模拟、控制接口接口及外设模块 其它接口 北斗）定位图1 电力组辑构图基于3GPPRelease15eMBBeMBBeMBB/3GPPRelease16uRLLC5GSA5GNSASANSA1。表1 网络入力求组网模式描述要求SAOption2必选NSAOption3x可选NR电力模组使用的频段应符合国家无线电管理和3GPP相关规定。电力模组应支持的NR频段如表2所示。表2 NR工作频段上行工作频段下行工作频段双工方式等级n11920MHz~1980MHz2110MHz~2170MHzFDD必选n31710MHz~1785MHz1805MHz~1880MHzFDD可选n5824MHz~849MHz869MHz~894MHzFDD可选n8880~915MHz925MHz~960MHzFDD可选n28703MHz~748MHz758MHz~803MHzFDD必选n412515MHz~2675MHz2515MHz~2675MHzTDD必选n773300MHz~4200MHz3300MHz~4200MHzTDD可选n783400MHz~3600MHz3400MHz~3600MHzTDD必选n794800MHz~4900MHz4800MHz~4900MHzTDD必选对于持NSA式电组，支如组频，见3 。表3 组合段组合频段要求DC_1A_n78A必选DC_3A_n78A必选DC_5A_n78A可选DC_8A_n78A必选DC_3A_n41A必选DC_39A_n41A必选DC_40A_n41A必选DC_3A_n79A必选DC_39A_n79A必选DC_8A_n41A可选DC_8A_n79A可选SLASLASLAeMBB和n792天线MIMOYD/T3627电力模组应支持切片功能，支持的切片个数不低于3个。IP电力模组应支持IPv4单栈、IPv6单栈以及IPv4/v6双栈，默认打开IPv4/v6双栈；在同时获得IPv4和IPv6地址时，优先通过IPv6地址进行访问，同时兼容IPv4和IPv6的业务应用。电力模组在空闲态和连接态下，应支持NR到NR的移动性过程，包括小区重选、切换和重定向。RRC_INACTIVE电力组支RRC_INACTIVE（RRC激）态并支如移性理能，表4 ：表4 移动管功能移动性管理功能要求基于RAN的通知区（RNA）管理5GUERAN区（RNA：RAN-BasedNotificationArea）必选基于RAN的通知区更新（RNAU）5GRAN通知区更新必选UERAN动时的通知区更新必选状态转换支持UE触发的RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED状态的转换必选支持网络触发的RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED状态的转换必选SIMeSIM义参见8.3profileeSIMeSIMUART或USBRRC/NAS/MAC5GNR5GOpenCPU电力模组应支持OpenCPU方案，开放存储和处理资源，提供SDK，支持基于电力模组开发外围器件驱动程序和应用程序，支持电力业务应用。5G蜂窝网络承载接入参数，例如包括：DNN、APN、（或URL）及端口号等。如果发生预置参数与网络侧下发参数不一致，以网络侧下发参数为准。eSIMID如RSRPID（如RSRP5GNR5GNR射指应足3GPP38.521系规要其中键灵度发功率标表5 。表5 5GNR关射指标频段3大发射功率(dBm)，必选功率等级2大发射功率(dBm)，可选单天线接收灵敏度(dBm)@子载波间隔(kHz)@带宽(MHz)双天线接收灵敏度(dBm)@子载波间隔(kHz)@带宽(MHz)NRn123±2N/A<-87.7dBm@30kHz@40MHz<-90.7dBm@30kHz@40MHzNRn323±2N/A<-86dBm@30kHz@30MHz<-89dBm@30kHz@30MHzNRn523±2N/A<-88dBm@30kHz@20MHz<-91dBm@30kHz@20MHzNRn823±2N/A<-87.2dBm@30kHz@20MHz<-90.2dBm@30kHz@20MHzNRn2823+2/-2.5N/A<-87.8dBm@15kHz@20MHz<-90.8dBm@15kHz@20MHzNRn4123±226+2/-3<-81.7dBm@30kHz@100MHz<-84.7dBm@30kHz@100MHzNRn7723+2/-326+2/-3<-82.1dBm@30kHz@100MHz<-85.1dBm@30kHz@100MHzNRn7823+2/-326+2/-3<-82.6dBm@30kHz@100MHz<-85.6dBm@30kHz@100MHzNRn7923+2/-326+2/-3<-82.6dBm@30kHz@100MHz<-85.6dBm@30kHz@100MHz4GLTE对于NSA4GLTE3GPP36.5216。表6 4GLTE键频标频段传导发射功率(dBm)单天线接收灵敏度(dBm)@带宽(MHz)双天线接收灵敏度(dBm)@带宽(MHz)FDD-LTEB123±2<-91dBm@20MHz<-94dBm@20MHzFDD-LTEB323±2<-88dBm@20MHz<-91dBm@20MHzFDD-LTEB523±2<-92.5dBm@10MHz<-95dBm@10MHzFDD-LTEB823±2<-91.5dBm@10MHz<-94dBm@10MHzFDD-LTEB3423±2<-91.5dBm@20MHz<-95.2dBm@15MHzTDD-LTEB3823±2N/A<-94dBm@20MHzTDD-LTEB3923±2<-91.5dBm@20MHz<-94dBm@20MHzTDD-LTEB4023±2<-91.5dBm@20MHz<-94dBm@20MHzTDD-LTEB4123±2<-89.5dBm@20MHz<-92dBm@20MHz不考虑终端自干扰，电力模组峰值速率要求见表7。其中，在SA网络架构下，100MHz带宽下，NR典型配置为：2.5ms双周期，特殊时隙配比10：2：2；20MHz带宽下，NR典型配置为NRFDD。在NSA网络架构下，NR典型配置为：2.5ms双周期，特殊时隙配比10：2：2；LTE典型配置：LTEFDD，单载波带宽20MHz。表7 速率求网络架构带宽调制模式MIMO峰值速率要求电力模组类型NSANR：100MHzLTE：20MHz上行：64QAM下行：64QAMNR：2T1RLTE：2T1R下行：≥750Mbps上行：≥200Mbps电力eMBB模组NR：100MHzLTE：20MHz上行：64QAM下行：64QAMNR：1T1RLTE：1T1R下行：≥375Mbps上行：≥200MbpsSANR：100MHz上行：64QAM下行：64QAM2T1R下行：≥275Mbps上行：≥280MbpseMBB或电力uRLLC模组NR：100MHz上行：64QAM下行：64QAM1T1R下行：≥275Mbps上行：≥140MbpsNR：100MHz上行：QPSK下行：QPSK2T1R90Mbps90MbpsNR：100MHz上行：QPSK下行：QPSK1T1R下行：≥90Mbps上行：≥45MbpsNR：20MHz上行：64QAM下行：64QAM1T1R85Mbps85MbpsNR：20MHz上行：QPSK下行：QPSK1T1R28Mbps28Mbps电力模组应支持从网络侧接收授时信息的功能，授时精度应优于3us。电力eMBB模组应配合网络层支持空口单向传输时延小于5ms，可靠性优于99.9%。电力uRLLC模组应配合网络层支持低时延高可靠功能，空口单向传输时延小于2ms，时延抖动不大于0.5ms，可靠性优于99.999%。CEP95(即951015505电力模组在外接4V直流电源条件下，典型功耗数据如下所示。eB1W2W2140bp，下行275Mbps3W；uLL12W4Mbp，下行90Mbps5W。电力模组本体平均无故障工作时间(MTBF不应小于40000h(+25℃)，使用寿命应不低于10年。eSIMSM1/SM2/SM3/SM4为保障电力模组通信链路安全，电力模组应基于电力安全代理对业务终端网络访问进行安全控制，需满足以下要求：/直流电源接口VDD为必选的输入接口，截止电压为3.4V，最高电压4.3V，典型电压3.8V。外部供电输出接口VDD_1V8为可选的输出接口，属于电源接口，为外接供电输出，输出电压1.8V，最大输出电流50mA。电源关状指接描述表8 。表8 电源关状指接口接口类型接口名称接口说明接口特性要求控制及状态接口PWRKEY电源开关，用于模组上电/下电：I必选a关机状态下b)软件关机动作：拉低持续状态≥800ms（开机状态下）；c)模组硬件强制关机要求（拉低持续状态≥8s（开机状态下强制关机））。STATUS模组当前工作状态指示：O必选a)低电平：关机；b)高电平：上电且模组系统工作正常。FLIGHTMODE模组飞行模式控制：I必选a)低电平：飞行模式b)高电平：正常模式NETLIGHT模组网络状态指示：O必选a)常亮：正在找网或正在通话b)快闪：数据连接已建立c)慢闪：网络已注册d)熄灭：关机或休眠模式RESET_N。电力组醒口述表9 ，接为电能驱。表9 电力组醒口接口类型接口名称接口说明接口特性要求控制及状态接口WAKEUP_IN用于外部设备唤醒模组I必选WAKEUP_OUT用于模组唤醒外部设备O必选ACCEL_INT_N用于加速度传感器唤5GI可选ALSP_INT_N用于光感传感器唤醒5G智能型电力模组I可选MAG_INT_N用于地磁传感器唤醒5G智能型电力模组I可选GYRO_INT_N用于陀螺仪传感器唤5GI可选电力组提控接。若力组持制口功，应持10 中各口。表10 控制口接口类型接口名称接口说明接口特性要求备注控制接口WLAN_PWR_EN2WLAN电源使能O可选-WLAN_PWR_EN1WLAN电源使能O可选-WLAN_EN用于WLAN使能O可选-WLAN_SLP_CLK外部WLAN提供睡眠时钟O可选-BT_EN外部BT功能使能控制O可选-CDC_RESET外部Codec复位信号O可选-DR_SYNC用于1PPS时间或B码O可选M.2模组，DR_SYNC固定管脚68TDDRX时间指示高电平脉冲宽度用来精确指示目前模组处于RX态O可选M.2模组，TDDRX定管脚61TDDTX时间指示高电平脉冲宽度用来精确指示目前模组处于TX态O可选M.2模组，TDDTX定管脚59eSIM电力组eSIM口述见表11 。表11 eSIM接口接口类型接口名称接口说明接口特性要求7816接口USIM_DETUSIMDETECT信号I可选USIM_RSTUSIMRESET信号O必选USIM_CLKUSIMCLK信号O必选USIM_DATAUSIMDATA信号I/O必选USIM_VDDUSIM供电输出O必选SPI接口SPI_CLKSPICLOCK信号O必选SPI_CSSPIRESET信号O必选SPI_MOSISPIMOSI信号O必选SPI_MISOSPIMISO信号I必选UARTUART口应持务传和网管理能电力组应持2线UART口选支持线UART接。模组的UART应支持8bit数据传输，可支持5/6/7bit长度的数据传输。模组的UART应支持9600到115200之间种见率可持自应特。UART口说见12 。表12 UART接口接口类型接口名称接口说明接口特性要求数据通信接口UART_RXD接收数据I必选UART_TXD发送数据O必选UART_RTS准备发送数据I可选UART_CTS数据收到，可清除发送数据O可选USBUSB口支业传协议试网管功口述表13 模组的USB接应容支USB2.0USB3.0，同时支持USB3.1（TypeC）。表13 USB接口类型接口名称接口说明接口特性要求USBUSB_VBUSUSB插入检测信号，I必选有效电压范围：4.5V～5.25VUSB_DNUSB高速差分信号负极I/OUSB_DPUSB高速差分信号正极I/OUSB_IDUSB的ID检测信号IUSB_SS_TX_PUSB超速发送端正极OUSB_SS_TX_MUSB超速发送端负极OUSB_SS_RX_PUSB超速接收端正极IUSB_SS_RX_MUSB超速接收端负极IUSB_VCONNDFP模式下驱动有源type-c线时需要的电源输入引脚I可选USB_SS_SWITCHUSBTypeC开关控制信号OUSB_SS_CC1USBTypeC连接器通道1配置引脚I/OUSB_SS_CC2USBTypeC连接器通道2配置引脚I/O对于LGA封装模式的模组，模拟输入接口（ADC接口）为必选接口，负责AD转换。对于有授时需求的电力模组，应支持通过GPIO口输出1pps及B码。电力模组应支持2T1R或1T1R，宜支持2T4R、1T2R。电力模组还应支持SGMII/RGMII接口或PCIe接口，可支持GPIO接口，I2C接口，SDIO接口，SPI接口等。AT3GPPATAT命令概述、类型及语法应遵循3GPP协议：TS27.007《ATcommandsetforuserequipment(UE)》TS27.005《Equipment(DTE-DCE)interfaceforShortMessageService(SMS)andCellBroadcastService(CBS)》AT电力模组AT指令集应能根据电网业务进行扩充。通用令述表14 。表14 通用令AT命令用途要求CGMI获取厂商识别码必选CGMM获取型号识别码必选CGMR获取版本识别码必选CGSN获取IMEI或IMEISV必选CIMI获取IMSI必选CSUPI获取SUPI宜选CNUM获取MSISDN宜选呼叫制令述表15 。表15 呼叫制令AT命令用途要求ATD发起呼叫宜选ATA应答呼叫宜选ATH挂断呼叫宜选网络务关令述见表16 。表16 网络务关令AT命令用途要求CREG网络注册状态必选CEREGEPS网络注册状态必选C5GREG5GS网络注册状态必选COPS选择运营商必选终端制状命描见表17 。表17 终端制状命令AT命令用途要求CFUN设置功能必选CPIN设置PIN值必选CSQ获取信号质量必选CCLK设置时间必选CPWC设置功率等级宜选CSIM通用SIM卡访问宜选CPOS定位控制宜选CPOSR定位报告宜选CBCAP电池能力宜选CLAC列出可用AT命令宜选CE