中国联通eSIM通信模组技术白皮书_16页_832kb

报告摘要

中国联通 eSIM 通信模组技术白皮书总结

1. 范围

本白皮书定义了中国联通eSIM通信模组的技术规范，涵盖以下内容：

功能要求：包括通信能力、设备管理、LPA（本地Profile管理助理）功能等；
硬件要求：涉及eUICC卡、封装方式、接口类型等；
软件要求：包括AT指令支持；
稳定性要求：涵盖温度特性及环境适应性。

白皮书依据GSMA SGP.21和SGP.22标准，明确了eSIM模组在不同应用场景下的技术细节。

2. eSIM产业发展

随着物联网和智能终端的快速发展，传统SIM卡已无法满足新型设备对尺寸、功耗、可靠性及远程管理的需求。eSIM技术应运而生，其优势包括：

支持远程配置、激活、Profile更换；
更加灵活的管理方式；
更小的物理尺寸，适用于智能穿戴、车联网、工业物联网等场景。

过去两年，eSIM生态系统迅速发展，涵盖车联网、消费电子、工业互联网和M2M等多个领域，推动了相关技术标准和商用解决方案的成熟。

3. eSIM模组分类

eSIM模组根据应用场景、触发方式及通信制式可分为三类：

3.1 触发方式分类

A类模组：采用push模式，用于无人值守的物联网设备；
B类模组：采用pull模式，用于有人机交互的车联网等场景。

3.2 应用场景分类

消费级模组：工作温度范围为-20℃～+60℃，存储温度为-45℃～+95℃；
工业级模组：工作温度范围为-40℃～+85℃，存储温度为-45℃～+95℃；
车规级模组：工作温度范围为-40℃～+125℃，存储温度为-45℃～+95℃。

3.3 通信制式分类

根据支持的通信制式，模组可分为以下几类：

5G模组：支持5G-NR，可选支持FDD-LTE；
4G模组：支持FDD-LTE，可选支持WCDMA；
3G模组：支持WCDMA；
NB-IoT模组：支持NB-IoT；
eMTC模组：支持eMTC。

4. eSIM模组业务流程

4.1 A类模组业务流程

A类模组为“哑终端”，不支持用户交互，业务流程如下：

业务办理：通过eSIM业务受理及下载触发服务器连接到联通业务系统；
Profile生成：eSIM管理平台生成profile；
订购信息同步：业务系统同步订购信息至eSIM业务受理服务器；
profile下载触发：eSIM业务受理服务器将管理平台地址告知模组并触发下载；
profile下载：模组连接至eSIM管理平台完成下载。

4.2 B类模组业务流程

B类模组需主终端（如手机、平板）配合完成profile下载，流程如下：

主终端配对：通过蓝牙或WiFi与模组配对；
获取EID：主终端获取模组的EID；
eSIM业务办理：主终端通过联通业务系统订购服务；
profile生成：eSIM管理平台生成profile；
profile下载触发：主终端或APP触发模组进行下载；
profile下载：模组通过主终端连接至eSIM管理平台完成下载。

5. eSIM技术要求

5.1 总体要求

eSIM模组需符合GSMA SGP.21 RSP Architecture v2.2规范及SGP.22 RSP Technical Specification V2.2附录C要求，其中：

A类模组：必须包含一个LPA功能实体；
B类模组：LPA可选在模组固件或终端MCU中实现；
eSIM LPA：仅能由自身发起Profile操作，禁止其他进程直接操作。

5.2 通信能力要求

通信制式：支持WCDMA、FDD-LTE、5G-NR、NB-IoT、eMTC；
频段要求：具体频段见表5-1，5G模组需支持n78频段；
选网优先级：5G-NR > FDD-LTE > WCDMA；
移动性：支持系统内及异系统小区重选与切换。

5.3 协议要求

通信协议：支持TCP或HTTP协议；
IP协议栈：支持IPv4单栈、IPv6单栈及IPv4/IPv6双栈。

5.4 设备管理功能

IMEI支持：作为物联网模组的唯一标识；
升级功能：支持通过UART、USB、PCIe进行固件升级；
调试功能：提供标准调试接口；
FOTA：可选支持远程固件升级，升级失败需具备恢复功能。

5.5 LPA技术要求

接口激活条件：支持MANAGE CHANNEL与SELECT命令建立逻辑通道；
APDU命令格式：基于STORE DATA APDU，遵循GlobalPlatform和ISO/IEC 7816-4标准；
功能要求：
- 支持PrepareDownload、LoadBoundProfilePackage、GetEUICCChallenge、GetEUICCInfo、AuthenticationServer等命令；
- 支持Profile的激活、去激活、删除、重置等本地管理；
- 支持敏感操作的安全保护机制；
- 支持CAT机制中的多种Profile操作指令。

6. eSIM模组硬件要求

6.1 eUICC卡

采用不可拆卸设计；
满足中国联通eSIM卡技术规范；
通过中国联通eSIM平台认证。

6.2 封装要求

封装方式包括LGA、LCC、miniPCIe、M.2；
工业级和车规级模组推荐使用LGA封装。

6.3 接口要求

电源接口：支持射频、基带、RTC电源；
控制信号接口：支持关机、休眠/唤醒、系统重启、网络状态指示；
UART接口：至少一路两线接口（TXD、RXD）；
天线接口：支持主天线、分集天线，可选支持GNSS天线；
GND接口：支持接地；
USB接口：
- 3G模组及Cat6以下4G模组需支持USB 2.0；
- Cat6以上4G模组需支持USB 3.0；
PCIe接口：5G模组需支持，接口信号定义见表6-3。

7. eSIM模组软件要求

AT指令：支持3GPP27.007R13标准AT指令。

8. 稳定性要求

温度特性：
- 所有模组支持存储温度范围：-45℃～+95℃；
- 消费级模组工作温度范围：-20℃～+60℃；
- 工业级模组工作温度范围：-40℃～+85℃；
- 车规级模组工作温度范围：-40℃～+125℃；
环境适应性：需具备抗震动、冲击、盐雾、沙尘等能力，符合行业可靠性标准。

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