5G超級上行，規(guī)模商用正當時

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

上行首次占據(jù)5G核心位置

從2G到4G，我們一拿起手機上網(wǎng)，往往都是從網(wǎng)上下載內容，需求主要集中在網(wǎng)絡下行，很少有上行什么事。上行，一直不是移動網(wǎng)絡和業(yè)務的核心布局。但進入5G時代，一切都變了。

剛進入5G商用元年，一場百年不遇的疫情肆虐全球，數(shù)十億居家隔離的人們推動了在線教育、網(wǎng)絡會議、高清直播等應用高速增長，這些應用都有一個共同的特征——要求實時上傳高清視頻，如果網(wǎng)絡上行速率太低，時延太大，就可能出現(xiàn)直播卡頓、畫面不清晰等現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，在疫情之下全球移動網(wǎng)絡的上行流量增長了40%。而進入后疫情時代，隨著這些沉浸式、互動式視頻業(yè)務不斷發(fā)展和演進，上行流量需求還將持續(xù)提升，對網(wǎng)絡上行能力要求越來越高。

面向toB市場，上行能力更是被公認為5G網(wǎng)絡的“頂梁柱”。高清視頻監(jiān)控、遠程控制、機器視覺等應用是使能港口、鋼鐵、煤礦、電力等各行各業(yè)數(shù)字化轉型的典型5G應用，都要求實時上傳多路高清視頻，對5G網(wǎng)絡的上行能力要求極高。比如，高清視頻監(jiān)控和遠程操控要求單點上行速率達3Mbps至20Mbps（720p至4K），在實際應用場景中通常要部署多個甚至幾十個攝像頭多點并發(fā)上傳，則要求小區(qū)上行容量高達1Gbps；機器視覺對圖像質量要求苛刻，光是單點上行速率就需600Mbps至1Gbps。

同時，5G相比2/3/4G頻段更高，小區(qū)覆蓋范圍更小。對于網(wǎng)絡下行，可通過增大基站發(fā)射功率以及Massive MIMO 和波束賦形等技術來彌補高頻段的覆蓋不足；但對于網(wǎng)絡上行，因手機發(fā)射功率和天線數(shù)量受限而導致上行覆蓋距離有限。這就好比基站拿著高音大喇叭喊話，而手機只能靠嘴吼，一旦兩者距離較遠，手機喊破了喉嚨，基站也聽不到他在說什么，當然就沒辦法通信了，因此5G小區(qū)要擴大覆蓋范圍，需補齊上行覆蓋短板。

超級上行應運而生

要提升上行容量，降低網(wǎng)絡時延，增強上行覆蓋，超級上行技術應運而生，獲得了入選5G主力陣容的機會。

超級上行打破了過去上下行綁定于同一頻段（TDD）的限制，通過在5G TDD中頻段上新增頻率較低的SUL（補充上行鏈路）頻段，使得在同一個小區(qū)內一個下行頻段（TDD中頻段）可以與兩個上行頻段（SUL低頻段和TDD中頻段）配對，相當于在原有的TDD雙向車道的基礎上新增了一條單向上行車道，從而可實現(xiàn)對小區(qū)上行能力的補充。

基于超級上行技術，在TDD中頻段的覆蓋范圍內：當TDD中頻段傳送上行數(shù)據(jù)時，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)勢來提升上行吞吐率；當TDD中頻段傳送下行數(shù)據(jù)時，SUL同時傳送上行數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了SUL和TDD時隙級的轉換，保證了全時隙均有上行數(shù)據(jù)傳送，提升了頻譜利用率和上行容量，也降低了網(wǎng)絡時延。而當終端移動到TDD中頻段覆蓋范圍之外時，上行則采用SUL低頻段來傳送數(shù)據(jù)，從而補充了TDD 中頻段的上行覆蓋短板，延伸了5G覆蓋范圍，讓更大范圍內的用戶可享受到5G網(wǎng)速體驗。

當處于TDD中頻段覆蓋范圍時，SUL和TDD之間動態(tài)切換來保證全時隙均有上行數(shù)據(jù)傳送

簡而言之，超級上行技術就是通過TDD和FDD（SUL）協(xié)同、高頻和低頻互補、時域和頻域聚合的方式，實現(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)絡時延，恰好補齊了5G TDD網(wǎng)絡的上行短板，匹配了5G時代的業(yè)務發(fā)展需求。

規(guī)模商用指日可待

任何一項移動通信新技術從誕生到成熟，都會經(jīng)歷從標準制定、產(chǎn)品研制到商用試驗，再到規(guī)模商用的過程，這就像一個球星從首次入選主力陣容到獲得認可再到坐穩(wěn)主力的過程。那超級上行在首發(fā)登場后接下來的表現(xiàn)如何？

從標準制定看，超級上行關鍵技術已寫入3GPP協(xié)議。在5G R15標準里，為了補充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標準里，除了新增了SUL頻譜，還定義了可在SUL和TDD兩個載波上實現(xiàn)時分發(fā)送的TDM模式，可進一步提升上行容量。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，當前已經(jīng)有眾多芯片、模組、終端支持超級上行，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，華為與MediaTek完成了基于超級上行解決方案的5G NR 互操作性測試。本次測試基于3GPP R16最新定義的超級上行標準，驗證了終端天線上行通道的時分復用技術，實現(xiàn)了終端上行通道在不同頻段的動態(tài)切換，由此保證在超級上行功能開啟后，終端可靈活使用不同頻段的上行資源，實現(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景覆蓋增強技術的5G芯片虎賁T7520，支持上下行解耦和超級上行技術，不僅可利用低頻段來增強上行覆蓋，還能在小區(qū)近點位置同時支持中頻段和低頻段的上行發(fā)射，增強上行峰值速率。

在模組方面，在今年MWC上海展期間，移遠通信推出的兩款采用MediaTek 5G芯片平臺的5G模組——RG500L和RM500K均支持5G SUL超級上行技術，可充分滿足筆記本電腦、固定無線接入、MiFi、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等各類設備對上行大帶寬和低時延的新需求。不只是移遠，早在一年前長虹愛聯(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超級上行技術。

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超級上行，支持上行大帶寬和低時延能力，助力了5G遠程控制、高清直播、機器視覺等應用加速落地于鋼廠、礦山、港口等各行各業(yè)。

在手機方面，目前華為Mate40 pro等多款手機已支持超級上行，相信在2021年將有更多的手機廠商、更多的手機品牌支持超級上行。

我國三大運營商在推進超級上行商用落地進程中也取得了喜人的成績。比如，去年8月深圳電信與華為攜手通過超級上行技術將FDD上行20MHz的2.1GHz頻譜資源與TDD 3.5GHz頻譜資源組合，實現(xiàn)了上行平均速率達470Mbps；去年10月，上海聯(lián)通和上海電信基于Mate 40系列手機在商用網(wǎng)絡上對5G超級上行能力測試顯示，單用戶上行峰值速率可達499Mbps；去年5月，山東移動通過利用1.8GHz SUL 20M頻譜對2.6GHz 100M頻譜做上行增強，通過5G商用終端測試顯示，實現(xiàn)了單用戶上行峰值達324Mbps，近中點上行速率增益2.3倍，遠點上行速率增益可達近3倍；不久前，中國聯(lián)通官微發(fā)布率先實現(xiàn)全球首個5G“超級上行SUL+下行載波聚合” 5G精品線路改造升級，測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)布了超級上行規(guī)模商用第一城，雙方表示將更廣泛地啟動5G超級上行技術，更好地促進直播、VR/AR、云應用發(fā)展，以及推動更多“5G+行業(yè)”應用落地。與此同時，在當天舉行的2021廈門馬拉松賽上，依托于比賽沿線開通的商用5G超級上行基站，通過高達460Mbps的上行網(wǎng)絡帶寬能力，為比賽現(xiàn)場的5G 8K VR賽事直播和網(wǎng)紅博主直播等提供了有力的網(wǎng)絡支撐。

廈門馬拉松現(xiàn)場8K VR設備以及網(wǎng)紅主播現(xiàn)場直播

從標準制定到芯片、模組、終端成熟，再到運營商商用落地的喜報頻傳，5G超級上行規(guī)模商用的步伐正越來越近。進入5G時代，網(wǎng)絡上行能力對運營商至關重要，它除了能幫助運營商加速網(wǎng)絡覆蓋，更重要的是，它是運營商打造差異化的網(wǎng)絡體驗以及拓展toB市場的關鍵利器?？梢赃@么說，如果說5G是一場球賽，超級上行就是這場比賽的絕對主力，是運營商贏得比賽的核心球員。從這個角度看相信超級上行規(guī)模商用的步伐會更快。