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【新浪科技综合】5G最新标准：纳米级“舞蹈”提升手机八成上行速率新浪科技综合2020-07-15 05:10:390阅

【新浪科技综合】5G最新标准：纳米级“舞蹈”提升手机八成上行速率新浪科技综合2020-07-15 05:10:390阅
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图1/5来源：IT时报
30秒快读
1、有没有过这样的体验？
2、在5G网络环境下看次直播 ， 屏幕里主播的演示却“卡”出天际？明明是5G手机 ， 可为什么开视频会议时却无法共享我的高清视频？随着5G日益普及 ， 人们逐渐习惯于秒速看大片 ， 可一旦需要实时视频互动 ， 效果却依然一言难尽 。
这并非你的5G网络出了问题 ， 而是你和网络那边的主播 ， 跑在两条并不对称的5G高速公路“车道”上 。 广为人知的5G特性之一“高带宽” ， 有一个潜在定语“下载” ， 隐藏的台词是“上行速率还不够快” 。
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图2/5图源/网络当然 ， 5G不会让你失望 。 在北京时间7月3日冻结的5G第一个演进版本标准R16中 ， 出现了一个新名词——UL Tx switching(上行发射机切换) ， 作为R16中引入的新特性 ， 它可以将上行峰值速率提升40%到80% ， 该核心标准由中国电信引领完成 。 在中国 ， 它还有另一个更加通俗的名字——“超级上行” 。
近日 ， 《IT时报》采访人员独家专访中国电信研究院超级上行3GPP标准团队 ， 解读何为“超级上行” 。
01
难两全的5G NR模式
4G改变生活 ， 5G改变社会 。 这句耳熟能详“5G广告语”所透露的意味是 ， 5G更像生产工具 ， 它改变的是整个社会生产模式 ， 但在5G第一阶段 ， 出于快速商用的考量 ， 有些关键问题并未解决 ， 比如超高清视频回传、视频监控等需要的高上行带宽和远程医疗、工业互联网、无人驾驶需要的低网络时延 ， 这些问题留给了R16标准去解决 。
众所周知 ， 5G NR（New Radio ， 新空口）模式包括FDD和TDD 。 FDD是频分双工 ， 上下行在两条独立的频率信道上传送 ， 好处是互不干扰、资源对等、覆盖范围广 ， 但缺点是带宽较窄 ， 700M、800M、900M、1.8G、2.1G等主流频段属于FDD 。
TDD是时分双工 ， 上下行按时间比率分配 。 一般分配比率是7:3或8:2 ， 比如当用户上网时 ， 有点像过独木桥 ， 5毫秒中 ， 3.5毫秒用来下载数据 ， 1.5毫秒用来上传 。 这种模式的好处是带宽大 ， 2.3GHz、2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等频段都属于TDD ， 缺点便是上行“吃亏” ， 而且高频覆盖范围小 ， 离基站较远 ， 手机很可能便连接不到5G网络 ， 而掉入4G频段 。
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图3/5图源/网络一种方案是在手机里装3套发射机 。 比如用两套TDD发射机和一套FDD发射机 ， 便可以让TDD交叉完成上行下行 ， 确保带宽 ， 同时用FDD确保上行覆盖和时延 。 但至少在目前 ， 此方案并不可行 。
“增加手机发射机会带来成本、散热、功耗等问题 ， 简单来说 ， 就是手机会变贵、容易发烫、耗电比较快 。 ”一位业内人士告诉《IT时报》采访人员 ， 在移动通信发展的几十年历程中 ， 手机里只有一套上行发射机 ， 一直到5G时代 ， 手机才进入两套发射机时代 。
进入R15阶段后 ， 虽然有2个上行载波 ， 可每个载波只能有1套上行发射机 ， 比如2.1G低频单发+3.5GHz中频单发 ， 无法同时使用上行双流MIMO技术 ， 上行峰值速率也无法提速 。
所以 ， 必须另辟蹊径 。
02
在手机发射机上“跳舞”
根据中国电信向3GPP国际标准组织提交的技术文稿 ， 在刚刚冻结的R16标准中 ， 超级上行可将上行峰值速率提升40%到80% 。 粗略估算 ， 理论上行峰值速率可达380Mbps到500Mbps ， 与最高测试可达1.5Gbps的下载速率相比 ， 虽然还不能完全对称 ， 但已基本满足现有应用对高上行带宽的需求 。
据采访人员此前了解 ， 用VR直播一台晚会时 ， 300Mbps的上行带宽可以在遭遇瞬间突发流量时仍旧保持网络稳定 。
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图4/5图源/网络让手机等5G终端用2套发射机实现3套发射机的功能 ， 便是5G R16超级上行的“秘密” 。
据了解 ， 这套名为UL Tx switching(上行发射机切换)的标准 ， 关键词便是switching（切换） ， 手机发射机在两个载波间不断动态切换 ， 相当于在TDD旁边开了一条FDD车道 ， 在TDD的下行时间 ， 由FDD承担上行 ， 而在TDD的上行时间 ， 便“双箭齐发” ， 实现3.5GHz上行双流或者3.5GHz+2.1GHz各一流 ， 确保上行实时高速在线 。
这更像是一场“看不见的舞蹈” ， 上网指令发出后 ， 信号在两套不同载波发射机上“跳舞” ， 每次跳跃的时间间隔可能只有几十纳秒 。
03
“不见面”的云端标准
受疫情影响 ， 国际标准组织3GPP取消了今年所有的面对面会议 ， 所有沟通交流乃至刚刚结束的RAN全会 ， 全部采用电子邮件和线上会议结合的方式 。
R16是3GPP史上第一个通过非面对面会议审议完成的技术标准 。 对于中国电信超级上行3GPP标准团队来说 ， 这更是一次特殊的标准之路 。
在2019年6月举行的MWCS大会（世界移动大会-上海）上 ， 中国电信首次发布5G超级上行技术创新方案 ， 此后超级上行3GPP标准的启动、推进工作便进入快车道 。


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