5g標準r16是什么意思？解讀5g標準r16超級上行

來源：IT時報

1、有沒有過這樣的體驗？

2、在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下看次直播，屏幕里主播的演示卻“卡”出天際？明明是5G手機，可為什么開視頻會議時卻無法共享我的高清視頻？隨著5G日益普及，人們逐漸習慣于秒速看大片，可一旦需要實時視頻互動，效果卻依然一言難盡。

這并非你的5G網(wǎng)絡(luò)出了問題，而是你和網(wǎng)絡(luò)那邊的主播，跑在兩條并不對稱的5G高速公路“車道”上。廣為人知的5G特性之一“高帶寬”，有一個潛在定語“下載”，隱藏的臺詞是“上行速率還不夠快”。

　


當然，5G不會讓你失望。在北京時間7月3日凍結(jié)的5G第一個演進版本標準R16中，出現(xiàn)了一個新名詞——UL Tx switching（上行發(fā)射機切換），作為R16中引入的新特性，它可以將上行峰值速率提升40%到80%，該核心標準由中國電信引領(lǐng)完成。在中國，它還有另一個更加通俗的名字——“超級上行”。

近日，《IT時報》記者獨家專訪中國電信研究院超級上行3GPP標準團隊，解讀何為“超級上行”。

01

難兩全的5G NR模式

4G改變生活，5G改變社會。這句耳熟能詳“5G廣告語”所透露的意味是，5G更像生產(chǎn)工具，它改變的是整個社會生產(chǎn)模式，但在5G第一階段，出于快速商用的考量，有些關(guān)鍵問題并未解決，比如超高清視頻回傳、視頻監(jiān)控等需要的高上行帶寬和遠程醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛需要的低網(wǎng)絡(luò)時延，這些問題留給了R16標準去解決。

眾所周知，5G NR（New Radio，新空口）模式包括FDD和TDD。FDD是頻分雙工，上下行在兩條獨立的頻率信道上傳送，好處是互不干擾、資源對等、覆蓋范圍廣，但缺點是帶寬較窄，700M、800M、900M、1.8G、2.1G等主流頻段屬于FDD。

TDD是時分雙工，上下行按時間比率分配。一般分配比率是7:3或8:2，比如當用戶上網(wǎng)時，有點像過獨木橋，5毫秒中，3.5毫秒用來下載數(shù)據(jù)，1.5毫秒用來上傳。這種模式的好處是帶寬大，2.3GHz、2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等頻段都屬于TDD，缺點便是上行“吃虧”，而且高頻覆蓋范圍小，離基站較遠，手機很可能便連接不到5G網(wǎng)絡(luò)，而掉入4G頻段。

　　

一種方案是在手機里裝3套發(fā)射機。比如用兩套TDD發(fā)射機和一套FDD發(fā)射機，便可以讓TDD交叉完成上行下行，確保帶寬，同時用FDD確保上行覆蓋和時延。但至少在目前，此方案并不可行。

“增加手機發(fā)射機會帶來成本、散熱、功耗等問題，簡單來說，就是手機會變貴、容易發(fā)燙、耗電比較快。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴《IT時報》記者，在移動通信發(fā)展的幾十年歷程中，手機里只有一套上行發(fā)射機，一直到5G時代，手機才進入兩套發(fā)射機時代。

進入R15階段后，雖然有2個上行載波，可每個載波只能有1套上行發(fā)射機，比如2.1G低頻單發(fā)+3.5GHz中頻單發(fā)，無法同時使用上行雙流MIMO技術(shù)，上行峰值速率也無法提速。

所以，必須另辟蹊徑。

02

在手機發(fā)射機上“跳舞”

根據(jù)中國電信向3GPP國際標準組織提交的技術(shù)文稿，在剛剛凍結(jié)的R16標準中，超級上行可將上行峰值速率提升40%到80%。粗略估算，理論上行峰值速率可達380Mbps到500Mbps，與最高測試可達1.5Gbps的下載速率相比，雖然還不能完全對稱，但已基本滿足現(xiàn)有應(yīng)用對高上行帶寬的需求。

據(jù)記者此前了解，用VR直播一臺晚會時，300Mbps的上行帶寬可以在遭遇瞬間突發(fā)流量時仍舊保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。

讓手機等5G終端用2套發(fā)射機實現(xiàn)3套發(fā)射機的功能，便是5G R16超級上行的“秘密”。

據(jù)了解，這套名為UL Tx switching（上行發(fā)射機切換）的標準，關(guān)鍵詞便是switching（切換），手機發(fā)射機在兩個載波間不斷動態(tài)切換，相當于在TDD旁邊開了一條FDD車道，在TDD的下行時間，由FDD承擔上行，而在TDD的上行時間，便“雙箭齊發(fā)”，實現(xiàn)3.5GHz上行雙流或者3.5GHz+2.1GHz各一流，確保上行實時高速在線。

這更像是一場“看不見的舞蹈”，上網(wǎng)指令發(fā)出后，信號在兩套不同載波發(fā)射機上“跳舞”，每次跳躍的時間間隔可能只有幾十納秒。

03

“不見面”的云端標準

受疫情影響，國際標準組織3GPP取消了今年所有的面對面會議，所有溝通交流乃至剛剛結(jié)束的RAN全會，全部采用電子郵件和線上會議結(jié)合的方式。

R16是3GPP史上第一個通過非面對面會議審議完成的技術(shù)標準。對于中國電信超級上行3GPP標準團隊來說，這更是一次特殊的標準之路。

在2019年6月舉行的MWCS大會（世界移動大會-上海）上，中國電信首次發(fā)布5G超級上行技術(shù)創(chuàng)新方案，此后超級上行3GPP標準的啟動、推進工作便進入快車道。

2019年8月，中國電信首次向3GPP提交超級上行技術(shù)提案；2019年9月，通過超級上行3GPP立項；至今年7月，完成核心標準的制定，正好一年的時間。

《IT時報》記者了解到，一年間3GPP RAN小組會和全會共召開了10次，其中今年5次都是線上會議，由于主要成員遍布亞洲、歐洲和美洲，時差是一開始要共同克服的難題，“最后選擇了彼此相對都能接受的時間段，中國的晚上8點到11點，歐洲的中午12點到下午3點，不過在美國圣地亞哥的高通就有點痛苦，這個時間段是早上5點到8點。”

在超級上行標準一年的推進和制定過程中，中國電信擔任了該標準工作的報告人、主持、引導技術(shù)討論并牽頭技術(shù)規(guī)范的撰寫，提交及通過提案數(shù)占相關(guān)總提案數(shù)的60%，這意味著龐大的溝通協(xié)調(diào)工作。

不僅會議前要和海內(nèi)外核心參與公司開展一對一的電話會議；會議期間還需要根據(jù)實時變化的情況，持續(xù)不斷地開展溝通，聚合技術(shù)觀點和推進思路。

3GPP圈里流行一句話，早起跟美國代表多聊一會兒，晚睡跟歐洲代表多聊一會兒。據(jù)記者了解，僅在最后一次RAN全會上，超級上行在3GPP官方郵件列表中一周內(nèi)便有125封討論郵件。

除了時差，由于產(chǎn)品能力和技術(shù)路線的不同，網(wǎng)絡(luò)、終端廠家對性能和復雜度評價視角的不同，超級上行標準制定過程中也常常有激烈而廣泛的爭論，但最終基于共識（Consensus）與妥協(xié)（Compromise）的3GPP傳統(tǒng)理念，這些問題都得以解決。

隨著3GPP標準的完成，后續(xù)中國電信將繼續(xù)與業(yè)界一道，合力推進超級上行的產(chǎn)業(yè)進程。一般會經(jīng)過實驗室、外場測試、同廠家、異廠家等多個環(huán)節(jié)，從正常節(jié)奏來看，電信運營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、芯片與終端廠商應(yīng)該已經(jīng)在根據(jù)標準調(diào)整自己的原有方案，測試將很快開始。

作者／IT時報記者 郝俊慧

來源／《IT時報》公眾號vittimes