5G部署迎來(lái)規(guī)模商用階段未來(lái)發(fā)展可期

如果把5G部署比喻為球場(chǎng)上的排兵布陣，上行將首次占據(jù)一席核心位置。超級(jí)上行，自從在這一位置上獲得首發(fā)登場(chǎng)后，如今已逐漸坐穩(wěn)主力——迎來(lái)規(guī)模商用階段。

上行首次占據(jù)5G核心位置

從2G到4G，我們一拿起手機(jī)上網(wǎng)，往往都是從網(wǎng)上下載內(nèi)容，需求主要集中在網(wǎng)絡(luò)下行，很少有上行什么事。上行，一直不是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的核心布局。但進(jìn)入5G時(shí)代，一切都變了。

剛進(jìn)入5G商用元年，一場(chǎng)百年不遇的疫情肆虐全球，數(shù)十億居家隔離的人們推動(dòng)了在線教育、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、高清直播等應(yīng)用高速增長(zhǎng)，這些應(yīng)用都有一個(gè)共同的特征——要求實(shí)時(shí)上傳高清視頻，如果網(wǎng)絡(luò)上行速率太低，時(shí)延太大，就可能出現(xiàn)直播卡頓、畫(huà)面不清晰等現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在疫情之下全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的上行流量增長(zhǎng)了40%。而進(jìn)入后疫情時(shí)代，隨著這些沉浸式、互動(dòng)式視頻業(yè)務(wù)不斷發(fā)展和演進(jìn)，上行流量需求還將持續(xù)提升，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上行能力要求越來(lái)越高。

面向toB市場(chǎng)，上行能力更是被公認(rèn)為5G網(wǎng)絡(luò)的“頂梁柱”。高清視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、機(jī)器視覺(jué)等應(yīng)用是使能港口、鋼鐵、煤礦、電力等各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典型5G應(yīng)用，都要求實(shí)時(shí)上傳多路高清視頻，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的上行能力要求極高。比如，高清視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程操控要求單點(diǎn)上行速率達(dá)3Mbps至20Mbps（720p至4K），在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中通常要部署多個(gè)甚至幾十個(gè)攝像頭多點(diǎn)并發(fā)上傳，則要求小區(qū)上行容量高達(dá)1Gbps；機(jī)器視覺(jué)對(duì)圖像質(zhì)量要求苛刻，光是單點(diǎn)上行速率就需600Mbps至1Gbps。

同時(shí)，5G相比2/3/4G頻段更高，小區(qū)覆蓋范圍更小。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)下行，可通過(guò)增大基站發(fā)射功率以及Massive MIMO 和波束賦形等技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)高頻段的覆蓋不足；但對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上行，因手機(jī)發(fā)射功率和天線數(shù)量受限而導(dǎo)致上行覆蓋距離有限。這就好比基站拿著高音大喇叭喊話，而手機(jī)只能靠嘴吼，一旦兩者距離較遠(yuǎn)，手機(jī)喊破了喉嚨，基站也聽(tīng)不到他在說(shuō)什么，當(dāng)然就沒(méi)辦法通信了，因此5G小區(qū)要擴(kuò)大覆蓋范圍，需補(bǔ)齊上行覆蓋短板。

超級(jí)上行應(yīng)運(yùn)而生

要提升上行容量，降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，增強(qiáng)上行覆蓋，超級(jí)上行技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，獲得了入選5G主力陣容的機(jī)會(huì)。

超級(jí)上行打破了過(guò)去上下行綁定于同一頻段（TDD）的限制，通過(guò)在5G TDD中頻段上新增頻率較低的SUL（補(bǔ)充上行鏈路）頻段，使得在同一個(gè)小區(qū)內(nèi)一個(gè)下行頻段（TDD中頻段）可以與兩個(gè)上行頻段（SUL低頻段和TDD中頻段）配對(duì)，相當(dāng)于在原有的TDD雙向車道的基礎(chǔ)上新增了一條單向上行車道，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)上行能力的補(bǔ)充。

基于超級(jí)上行技術(shù)，在TDD中頻段的覆蓋范圍內(nèi)：當(dāng)TDD中頻段傳送上行數(shù)據(jù)時(shí)，SUL低頻段上行不傳送數(shù)據(jù)，可充分發(fā)揮TDD大帶寬和終端雙通道發(fā)射的優(yōu)勢(shì)來(lái)提升上行吞吐率；當(dāng)TDD中頻段傳送下行數(shù)據(jù)時(shí)，SUL同時(shí)傳送上行數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了SUL和TDD時(shí)隙級(jí)的轉(zhuǎn)換，保證了全時(shí)隙均有上行數(shù)據(jù)傳送，提升了頻譜利用率和上行容量，也降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。而當(dāng)終端移動(dòng)到TDD中頻段覆蓋范圍之外時(shí)，上行則采用SUL低頻段來(lái)傳送數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)充了TDD 中頻段的上行覆蓋短板，延伸了5G覆蓋范圍，讓更大范圍內(nèi)的用戶可享受到5G網(wǎng)速體驗(yàn)。

當(dāng)處于TDD中頻段覆蓋范圍時(shí)，SUL和TDD之間動(dòng)態(tài)切換來(lái)保證全時(shí)隙均有上行數(shù)據(jù)傳送

簡(jiǎn)而言之，超級(jí)上行技術(shù)就是通過(guò)TDD和FDD（SUL）協(xié)同、高頻和低頻互補(bǔ)、時(shí)域和頻域聚合的方式，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)上行帶寬和上行覆蓋能力的提升，并可縮短網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，恰好補(bǔ)齊了5G TDD網(wǎng)絡(luò)的上行短板，匹配了5G時(shí)代的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

規(guī)模商用指日可待

任何一項(xiàng)移動(dòng)通信新技術(shù)從誕生到成熟，都會(huì)經(jīng)歷從標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品研制到商用試驗(yàn)，再到規(guī)模商用的過(guò)程，這就像一個(gè)球星從首次入選主力陣容到獲得認(rèn)可再到坐穩(wěn)主力的過(guò)程。那超級(jí)上行在首發(fā)登場(chǎng)后接下來(lái)的表現(xiàn)如何？

從標(biāo)準(zhǔn)制定看，超級(jí)上行關(guān)鍵技術(shù)已寫(xiě)入3GPP協(xié)議。在5G R15標(biāo)準(zhǔn)里，為了補(bǔ)充TDD中頻段的上行覆蓋短板，3GPP定義了SUL頻段，以及與NR的組合頻段，也定義了SUL access procedure、Scheduling mechanism of SUL、SRS switching in uplink等具體流程和規(guī)范。在R16標(biāo)準(zhǔn)里，除了新增了SUL頻譜，還定義了可在SUL和TDD兩個(gè)載波上實(shí)現(xiàn)時(shí)分發(fā)送的TDM模式，可進(jìn)一步提升上行容量。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，當(dāng)前已經(jīng)有眾多芯片、模組、終端支持超級(jí)上行，產(chǎn)業(yè)鏈已成熟。

在芯片方面，早在2020年4月，基于搭載MediaTek 5G M70基帶芯片的終端和華為最新的5G基站平臺(tái)，華為與MediaTek完成了基于超級(jí)上行解決方案的5G NR 互操作性測(cè)試。本次測(cè)試基于3GPP R16最新定義的超級(jí)上行標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證了終端天線上行通道的時(shí)分復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了終端上行通道在不同頻段的動(dòng)態(tài)切換，由此保證在超級(jí)上行功能開(kāi)啟后，終端可靈活使用不同頻段的上行資源，實(shí)現(xiàn)上行能力的聚合和提升。2020年8月，紫光展銳發(fā)布了全球首顆支持全場(chǎng)景覆蓋增強(qiáng)技術(shù)的5G芯片虎賁T7520，支持上下行解耦和超級(jí)上行技術(shù)，不僅可利用低頻段來(lái)增強(qiáng)上行覆蓋，還能在小區(qū)近點(diǎn)位置同時(shí)支持中頻段和低頻段的上行發(fā)射，增強(qiáng)上行峰值速率。

在模組方面，在今年MWC上海展期間，移遠(yuǎn)通信推出的兩款采用MediaTek 5G芯片平臺(tái)的5G模組——RG500L和RM500K均支持5G SUL超級(jí)上行技術(shù)，可充分滿足筆記本電腦、固定無(wú)線接入、MiFi、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等各類設(shè)備對(duì)上行大帶寬和低時(shí)延的新需求。不只是移遠(yuǎn)，早在一年前長(zhǎng)虹愛(ài)聯(lián)就發(fā)布了一款5G視頻專業(yè)模組——AI-NR10（V），這款5G模組不僅支持5G NR n41/n77/n78/79全頻段，支持SA和NSA兩種組網(wǎng)方式，還支持5G超級(jí)上行技術(shù)。

在CPE方面，去年發(fā)布的華為5G CPE Pro 2和鼎橋5G工業(yè)CPE Ins 2.0都支持5G超級(jí)上行，支持上行大帶寬和低時(shí)延能力，助力了5G遠(yuǎn)程控制、高清直播、機(jī)器視覺(jué)等應(yīng)用加速落地于鋼廠、礦山、港口等各行各業(yè)。

在手機(jī)方面，目前華為Mate40 pro等多款手機(jī)已支持超級(jí)上行，相信在2021年將有更多的手機(jī)廠商、更多的手機(jī)品牌支持超級(jí)上行。

我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商在推進(jìn)超級(jí)上行商用落地進(jìn)程中也取得了喜人的成績(jī)。比如，去年8月深圳電信與華為攜手通過(guò)超級(jí)上行技術(shù)將FDD上行20MHz的2.1GHz頻譜資源與TDD 3.5GHz頻譜資源組合，實(shí)現(xiàn)了上行平均速率達(dá)470Mbps；去年10月，上海聯(lián)通和上海電信基于Mate 40系列手機(jī)在商用網(wǎng)絡(luò)上對(duì)5G超級(jí)上行能力測(cè)試顯示，單用戶上行峰值速率可達(dá)499Mbps；去年5月，山東移動(dòng)通過(guò)利用1.8GHz SUL 20M頻譜對(duì)2.6GHz 100M頻譜做上行增強(qiáng)，通過(guò)5G商用終端測(cè)試顯示，實(shí)現(xiàn)了單用戶上行峰值達(dá)324Mbps，近中點(diǎn)上行速率增益2.3倍，遠(yuǎn)點(diǎn)上行速率增益可達(dá)近3倍；不久前，中國(guó)聯(lián)通官微發(fā)布率先實(shí)現(xiàn)全球首個(gè)5G“超級(jí)上行SUL+下行載波聚合” 5G精品線路改造升級(jí)，測(cè)試顯示這條位于上海的5G精品線路的上行速率在500Mbps以上……案例太多，不再一一列出。

更值得慶賀的是，4月10日，廈門電信和華為聯(lián)合發(fā)布了超級(jí)上行規(guī)模商用第一城，雙方表示將更廣泛地啟動(dòng)5G超級(jí)上行技術(shù)，更好地促進(jìn)直播、VR/AR、云應(yīng)用發(fā)展，以及推動(dòng)更多“5G+行業(yè)”應(yīng)用落地。與此同時(shí)，在當(dāng)天舉行的2021廈門馬拉松賽上，依托于比賽沿線開(kāi)通的商用5G超級(jí)上行基站，通過(guò)高達(dá)460Mbps的上行網(wǎng)絡(luò)帶寬能力，為比賽現(xiàn)場(chǎng)的5G 8K VR賽事直播和網(wǎng)紅博主直播等提供了有力的網(wǎng)絡(luò)支撐。

從標(biāo)準(zhǔn)制定到芯片、模組、終端成熟，再到運(yùn)營(yíng)商商用落地的喜報(bào)頻傳，5G超級(jí)上行規(guī)模商用的步伐正越來(lái)越近。進(jìn)入5G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)上行能力對(duì)運(yùn)營(yíng)商至關(guān)重要，它除了能幫助運(yùn)營(yíng)商加速網(wǎng)絡(luò)覆蓋，更重要的是，它是運(yùn)營(yíng)商打造差異化的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)以及拓展toB市場(chǎng)的關(guān)鍵利器?？梢赃@么說(shuō)，如果說(shuō)5G是一場(chǎng)球賽，超級(jí)上行就是這場(chǎng)比賽的絕對(duì)主力，是運(yùn)營(yíng)商贏得比賽的核心球員。從這個(gè)角度看相信超級(jí)上行規(guī)模商用的步伐會(huì)更快。

編輯：jq