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06/23 17:42
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最近這段時間,國內各地運營商密集發(fā)布5G-A套餐,掀起了一股頗具規(guī)模的5G-A商用浪潮。

 

在宣傳5G-A的時候,有一個詞經常會掛在運營商的嘴邊,作為5G-A的核心亮點進行推介。

 

這個詞,就是——“大上行”。

 

運營商們是這么說的:“5G-A相比5G有十倍的理論速率提升,將會推動移動通信邁入‘下行萬兆,上行千兆’時代。大上行,將滿足AI時代的用戶場景需求,帶來全新的網絡體驗。”

 

那么,為什么運營商們都開始強調“大上行”的重要性呢?這背后有著怎樣的技術背景和市場需求呢?5G-A,在技術上又是如何實現“大上行”的呢?

 

今天這篇文章,小棗君就和大家深入聊聊這個話題。

 

 

█?傳統(tǒng)上行,為什么這么慢?

 

所謂“大上行”,就是更高的上行連接速率。

 

大家都知道,像手機這樣的移動終端,既會從基站接收數據,也會向基站發(fā)送數據。前者是下行,后者是上行。

 

 

上行和下行的通信速率,一直都是不平等的。上行速率明顯慢于下行速率。

 

原因很簡單,蜂窩移動通信一直都是中心化的架構,一個基站服務幾百上千個終端。

 

基站的無線發(fā)射功率比手機大3個數量級,信號更強,傳播距離更遠。

 

這就好比在一個操場上,一個老師和N個學生說話,為了能讓學生們能聽見,老師會拿一個大話筒。而學生手里沒有話筒。所以,學生很容易可以聽清老師的聲音,而老師卻很難聽見學生的聲音。

 

站在手機的角度,不僅手機的發(fā)射功率小,它的天線數量也有限制。一般來說,手機終端天線都是2T4R(2發(fā)4收)或者1T2R(1發(fā)2收),這也是不平衡的。

 

現代移動通信系統(tǒng)在設計的時候,就偏向于下行。例如,5G TDD的幀結構配置中,上行時隙和下行時隙的比例通常是3:7,下行多于上行。

 

此外,手機在接收下行數據后,還要占用上行帶寬回傳應答消息,進一步影響了上行的能力。

 

從具體的技術代際來看,4G(FDD LTE)的上行/下行理論速率分別是50Mbps和150Mbps,5G NR的上行/下行理論速率分別是200-300Mbps和1.5-2Gbps(視具體頻段和配置而定)。可以看出,無論是4G還是5G,上行速率都明顯低于下行速率。

 

 

█?我們?yōu)槭裁葱枰嵘闲校?/p>

 

上行弱于下行,是通信網絡中心化架構決定的。從某種意義上來說,也屬于“歷史遺留問題”。

 

移動通信的早期發(fā)展階段,主要用于人與人之間的通訊,業(yè)務也以語音通話和短信為主。這種通信業(yè)務雖然屬于點對點,但對通信帶寬的要求不高。

 

后來,互聯網崛起,越來越多的網站和內容服務提供商出現。內容的形式,也從文本向音視頻等多媒體演進。整個網絡開始變成了中心化的業(yè)務架構。

 

在這種架構下,大部分的通信需求,是需要將多媒體內容從數據中心傳輸到手機終端。這顯然屬于下行需求,所以,那一時期的移動通信網絡,會偏向于加強下行能力。

 

如今,時代又發(fā)生了劇烈的變化。

 

由于攝像頭等技術的不斷升級,終端具備了很強的影像采集能力,催生出了高清視頻通話、視頻會議、視頻直播等新型業(yè)務。這些業(yè)務,對移動通信網絡的上行能力提出了更高的要求。網絡業(yè)務的模式,從“下行為主”開始走向“上下行并重”。

 

 

除了手機之外,不斷發(fā)展的物聯網,也對上行能力有更高要求。物聯網的業(yè)務類型包括控制和采集。就采集而言,同樣也包括了大量的視頻終端(例如工業(yè)攝像頭、交通攝像頭、安防攝像頭等)上傳數據需求。

 

物聯網的終端規(guī)模更大,有些工業(yè)場景(例如智能制造)采集的視頻分辨率極高,不僅需要更高的上行速率,還需要更低的上行傳輸時延。

 

如果說視頻業(yè)務只是對上行能力提出了初步考驗,那么,正在快速崛起的移動AI,將會讓這個考驗變得更加嚴峻。

 

AI是典型的數據驅動型業(yè)務。和AI相關的業(yè)務,例如AI助理、實時翻譯、圖像識別等,都需要將大量的原始數據(如語音、視頻、環(huán)境信息)上傳至云端處理。一些AI應用涉及到多模態(tài)交互(文本、語音、視頻、AR等),對上行鏈路的帶寬、時延、穩(wěn)定性也有多樣化的要求。

 

如大家所見,AI端側應用正在加速走向以Agent為中心的交互方式。80%的Agent交互場景,對上行的需求超過下行。

 

除了手機消費類AI應用之外,行業(yè)AI應用對上行能力會帶來更大的挑戰(zhàn)。海量的場景數據需要上傳云端,經過處理后成為大模型訓練的樣本數據。

 

例如車聯網場景,自動駕駛車輛每秒需要上傳的環(huán)境感知數據,就高達數GB。

 

總而言之,在視頻業(yè)務、AI業(yè)務的多重壓力下,移動通信網絡的上行能力提升變得迫在眉睫。在新一代移動通信技術標準5G-A中重點加強上行能力,打造Gbps級的上行速率,也成為整個行業(yè)的普遍共識。

 

 

█?怎樣才能提升上行能力?

 

那么,5G-A究竟該如何實現“大上行”的呢?

 

在此前的5G早期階段,其實已經開始研究如何提升上行能力。

 

例如,在5G中引入的SUL(Supplementary Upload,輔助上行)技術,通過增開LTE FDD低頻(例如1.8GHz頻段)做上行,高頻段NR TDD做下行,可以一定程度解決手機發(fā)射功率弱導致的遠點上行瓶頸。

 

SUL(輔助上行)

 

再例如,通過適當修改幀結構,增加上行時隙,可以提升數倍的上行速率?;蛘撸谏闲兄胁捎肅A載波聚合,也可以提升上行能力。

 

2019年,華為和中國電信還聯合發(fā)布了“超級上行”技術,通過TDD/FDD協同、高頻/低頻互補、時域/頻域聚合等方式,解決上行帶寬不足和覆蓋受限的問題。

 

在5G-A時代,業(yè)界基于這些嘗試,進行了更加深入的探索。

 

我們來看看近期的一些最新進展:

 

不久前,浙江移動聯合華為等單位,在杭州率先完成全國首個F/A SUL(Supplementary Uplink)大上行外場規(guī)模組網技術驗證。

 

F/A SUL技術通過在錨點站(本次試點采用4.9GHz)下行時隙內引入F頻段(1880~1900MHz)或A頻段(2010~2025MHz)全上行頻譜,實現“異頻同時上行”,突破傳統(tǒng)TDD鏈路的上行資源瓶頸。

 

這次驗證實現商用終端單用戶上行峰值超1Gbps,證明了F/A SUL技術的上行能力,也為下一階段的商用規(guī)模組網驗證奠定了基礎。

 

業(yè)界首款F/A SUL大規(guī)模天線陣列AAU

 

上個月,浙江電信、浙江聯通、華為攜手,共同完成1.8GHz + 2.1GHz雙頻8T8R基站創(chuàng)新商用驗證,5G單用戶上行速率突破1.1Gbps。

 

此次商用驗證采用的1.8GHz + 2.1GHz雙頻8T8R基站具備頻分雙工(FDD)上下行各95MHz大帶寬能力,通過上行載波聚合(CA)和單用戶多輸入多輸出(SU-MIMO)技術的協同作用,有效提升了基站的上行能力。

 

6月19日,也就是2025 MWC上海展期間,中國電信聯合華為共同舉辦了5G-A“智聚大上行”聯合創(chuàng)新發(fā)布會。他們提出的“智聚大上行”技術,非常值得關注。

 

該技術包括智能頻譜聚合、智能小區(qū)協同、智能鏈路管理三大創(chuàng)新,充分挖掘多天線的上行覆蓋能力,并結合分布式UCN(User-Centric Network,用戶中心網絡)和時頻制空功全資源實時共享,引入無線智能化技術,構筑無線網絡AI業(yè)務承載網。

 

智能頻譜聚合,是指以往傳統(tǒng)4G/5G不能做到頻譜跨制式靈活分配,而采用這個創(chuàng)新之后,可以實現跨制式智能頻譜池化,將部分4G上行頻譜“借給”5G上行使用。

 

智能小區(qū)協同,是在組網上進行創(chuàng)新,讓多個網絡級小區(qū)進行智能協同,為用戶提供確定性時延保障。

 

智能鏈路創(chuàng)新,是指通過智能信道追蹤,智能化重構上行鏈路,實現極致的頻譜效率。

 

根據發(fā)布會上的數據,這些創(chuàng)新可以讓5G-A網絡具備精準預估能力,讓時延降低超30%,上行速率提升超15%,邊緣體驗提升超15%。

 

 

█?最后的話

 

目前,5G-A在國內的發(fā)展已經進入了快車道。三大運營商已在國內31個省份,300余個城市部署5G-A網絡,覆蓋核心商圈、交通樞紐、工業(yè)園區(qū)等關鍵場景,預計可支撐5000萬用戶。

 

具體來看,中國移動5G-A商用城市已超330個,2025年中國移動將投入98億元推進5G-A商用,預計年底發(fā)展5000萬5G-A用戶。中國聯通計劃2025年在39個重點城市主城區(qū)全面啟動5G-A業(yè)務,其他300余城市重點場景啟動5G-A業(yè)務。中國電信2024年在121個城市規(guī)模部署了約7萬5G-A基站。2025年,他們計劃進一步擴大5G-A基站覆蓋規(guī)模,覆蓋至超過150個重點城市。

 

隨著5G-A網絡的不斷普及,越來越多的用戶將會享受到包括“大上行”在內的卓越網絡體驗?!按笊闲小钡耐七M,不僅僅是技術上的革新,更是對未來網絡需求的積極響應。希望產業(yè)鏈各方能夠共同努力,加速推動這項技術的創(chuàng)新升級和應用拓展,為移動AI時代的到來奠定堅實的基礎。

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通信行業(yè)知名新媒體鮮棗課堂創(chuàng)始人,通信行業(yè)資深專家、行業(yè)分析師、自媒體作者,《智聯天下:移動通信改變中國》叢書作者。通信行業(yè)13年工作經驗,曾長期任職于中興通訊股份有限公司,從事2/3/4G及5G相關技術領域方面的研究,曾擔任中興通訊核心網產品線產品經理、能力提升總監(jiān)、中興通訊學院二級講師、中興通訊高級主任工程師,擁有豐富的行業(yè)經驗和積累。