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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(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(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(jiān)控等需要的高上行帶寬和遠程醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)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(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,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(fā)流量時仍舊保持網絡穩(wěn)定。

讓手機等5G終端用2套發(fā)射機實現3套發(fā)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(fā)射機切換)的標準,關鍵詞便是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(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(fā)布5G超級上行技術創(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?!?/p>

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(guī)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(xié)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(xù)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(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業(yè)進程。一般會經過實驗室、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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