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5g標準r16是什么意思?解讀5g標準r16超級上行

454398 ? 來源:IT時報 ? 作者:IT時報 郝俊慧 ? 2020-07-15 19:10 ? 次閱讀

來源:IT時報

1、有沒有過這樣的體驗?

2、在5G網絡環境下看次直播,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網絡出了問題,而是你和網絡那邊的主播,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”。

圖源/網絡 


當然,5G不會讓你失望。在北京時間7月3日凍結的5G第一個演進版本標準R16中,出現了一個新名詞——UL Tx switching(上行發射機切換),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更像生產工具,它改變的是整個社會生產模式,但在5G第一階段,出于快速商用的考量,有些關鍵問題并未解決,比如超高清視頻回傳、視頻監控等需要的高上行帶寬和遠程醫療、工業互聯網、無人駕駛需要的低網絡時延,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,比如當用戶上網時,有點像過獨木橋,5毫秒中,3.5毫秒用來下載數據,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網絡,而掉入4G頻段。

圖源/網絡  

一種方案是在手機里裝3套發射機。比如用兩套TDD發射機和一套FDD發射機,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、容易發燙、耗電比較快。”一位業內人士告訴《IT時報》記者,在移動通信發展的幾十年歷程中,手機里只有一套上行發射機,一直到5G時代,手機才進入兩套發射機時代。

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

所以,必須另辟蹊徑。

02

在手機發射機上“跳舞”

根據中國電信向3GPP國際標準組織提交的技術文稿,在剛剛凍結的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,但已基本滿足現有應用對高上行帶寬的需求。

據記者此前了解,用VR直播一臺晚會時,300Mbps的上行帶寬可以在遭遇瞬間突發流量時仍舊保持網絡穩定。

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

據了解,這套名為UL Tx switching(上行發射機切換)的標準,關鍵詞便是switching(切換),手機發射機在兩個載波間不斷動態切換,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”,實現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”,上網指令發出后,信號在兩套不同載波發射機上“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束的RAN全會,全部采用電子郵件和線上會議結合的方式。

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,中國電信首次發布5G超級上行技術創新方案,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、引導技術討論并牽頭技術規范的撰寫,提交及通過提案數占相關總提案數的60%,這意味著龐大的溝通協調工作。

不僅會議前要和海內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實時變化的情況,持續不斷地開展溝通,聚合技術觀點和推進思路。

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便有125封討論郵件。

除了時差,由于產品能力和技術路線的不同,網絡、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(Compromise)的3GPP傳統理念,這些問題都得以解決。

隨著3GPP標準的完成,后續中國電信將繼續與業界一道,合力推進超級上行的產業進程。一般會經過實驗室、外場測試、同廠家、異廠家等多個環節,從正常節奏來看,電信運營商、網絡設備廠商芯片與終端廠商應該已經在根據標準調整自己的原有方案,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

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