有首歌叫《我最深愛的人傷我最深》，這首歌也是5G最想唱給“上行”的心聲吧。

一、最愛上行

4G時代主要面向2C消費者，網(wǎng)絡能力主要以下行流量為主。直到近幾年，抖音等高速率的上行需求業(yè)務才逐漸出現(xiàn)。

5G時代萬物互聯(lián)，與2C的eMBB不同，2B行業(yè)應用的海量數(shù)據(jù)將自下而上的產(chǎn)生，在傳統(tǒng)下行大帶寬的基礎上，提出了上行大帶寬、低時延的新需求。比如無人機、4K高清直播等需要40Mbps上傳+20-40ms時延，無人采礦車需要多路30Mbps上傳+30ms時延等。

這些種類繁多的2B新業(yè)務的需求，讓5G的挑戰(zhàn)接踵而至。

二、5G時代新挑戰(zhàn)

1. 上行帶寬與時延的挑戰(zhàn)

5G NR的雙工模式包括FDD和TDD。中國5G頻段3.5G和2.6G，均采用TDD模式。

FDD叫頻分雙工，上行和下行分別在兩個獨立的、對稱的頻率信道上傳送。這就好像是雙向車道，兩個方向的車輛各行其道，互不干擾;

TDD叫時分雙工，上行和下行在同一頻率信道上傳送，兩者通過時間間隔來分離。這就好像是潮汐車道，需要分時段來控制車輛通行方向。

5G初期，3.5G上下行時隙配比主要針對eMBB場景設計，典型采用7：3或8：2等，即整體資源70%的時間用于下行，30%的時間用于上行，因此下行單用戶速率可以達到1.5Gbps，上行只有280Mbps;而手機收下行數(shù)據(jù)時，反饋ACK/NACK需要等到上行時隙到來才能發(fā)送，因此造成7:3配比下最大時延約4.2ms，平均時延約2.5ms。

隨著5G 2B業(yè)務發(fā)展，下行體驗不變的情況下大幅提升上行體驗并縮短時延，是對網(wǎng)絡提出的新的需求和挑戰(zhàn)。

2. 上行覆蓋的挑戰(zhàn)

無線網(wǎng)絡覆蓋的短板在上行?；竟β士蛇_200W，基站向手機發(fā)送信號時，下行覆蓋距離不用擔心。但手機的發(fā)射功率只有0.2W，手機向基站發(fā)射信號時，上行覆蓋距離有限。

這就好比基站發(fā)射信號像用高音大喇叭喊話可以傳幾公里，手機發(fā)射信號像靠嘴喊只能傳幾百米，雙方通信的距離就只能以手機發(fā)射信號的距離為準。

而且頻段越高，覆蓋距離越短，3.5G頻段相比4G主力頻段1.8G/2.1G頻段覆蓋少50%。

怎么辦?

目前業(yè)界主要的解決方案有兩種，一種是采用TDD +FDD的載波聚合技術(CA)，一種是將FDD低頻的上行頻段做補充的技術(SUL)。其中：

• 上行CA：在3.5G基礎上增開低頻通道做上行，讓流量同時承載于高頻段+低頻段，提升覆蓋和體驗。但CA技術存在兩大問題：一是兩個頻段上行只能各占一個通道，導致3.5G頻段無法充分發(fā)揮雙通道大帶寬優(yōu)勢，同時每個通道功率小于20dbm，導致上行收縮3dB，二是終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，目前無TDD+FDD上行載波聚合的終端并無任何實現(xiàn)路標。
• SUL：在遠點3.5G上行無覆蓋的地方增開低頻做上行，高頻段上傳輸5G下行，在低頻上傳輸5G上行，從而提升5G上行覆蓋。SUL雖然解決了上行覆蓋問題，但用戶在近中點依然只使用3.5G的上下行頻譜，對于近中點用戶體驗和時延無任何改善。

還有沒有更好辦法?幾天前，中國電信和華為在MWC2019上海展發(fā)布會上聯(lián)合提出了一種新的解決方案，叫5G超級上行。

超級上行，光聽名字就讓人感覺很牛掰的樣子，它的背后到底是啥原理?

三、啥叫超級上行?

1. 提升上行帶寬  縮短網(wǎng)絡時延

5G TDD 3.5G上行帶寬不夠，就用FDD上行帶寬來補充，通過TDD+FDD的方式合力提升上行吞吐率，并縮短時延。

這就相當于加開了一條FDD上行車道，從此上行車輛不用分時段限行，全時段暢通無阻。

與上行CA和SUL不同的是，當3.5G頻段傳送上行數(shù)據(jù)時，F(xiàn)DD上行不傳送數(shù)據(jù)。這樣可以充分利用3.5G 100M大帶寬和終端雙通道發(fā)射的優(yōu)勢提升上行吞吐率(3.5G 100Mhz+終端雙通道發(fā)射 VS FDD 20Mhz+終端單通道發(fā)射)，同時確保每個通道最大發(fā)射功率達到23dBm，提升3dB覆蓋。

當3.5G傳送下行數(shù)據(jù)時，F(xiàn)DD傳送上行數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了FDD和TDD時隙級的轉換，保證全時隙均有上行數(shù)據(jù)傳送。

從時域圖上來看，它們就是這樣子的：

從速率上分析，3.5G 64QAM上行峰值約為280Mbps，2.1G 64QAM上行速率約為90Mbps。超級上行打開后，理論上行峰值速率可達到280+0.7*90=343Mbps，速率提升20%。

從時延上分析，筆者從發(fā)布會上的信息了解到，由于ACK/NACK反饋更加及時，可以使TDD的時延從最大4.2ms降低到2ms以內(nèi)，時延降低60%。

2. 增強上行覆蓋

3.5G上行覆蓋受限，當終端遠離基站，離開3.5G上行覆蓋范圍時，超級上行可以使用FDD低頻段，來補齊TDD上行覆蓋短板，從而擴大覆蓋范圍。

超級上行在提升上行速率的同時，也會更及時準確的對下行數(shù)據(jù)進行反饋，帶來下行速率的提升。

從發(fā)布會現(xiàn)場展示的數(shù)據(jù)來看，采用超級上行后，手機在覆蓋邊緣的上行速率提升高達4-5倍。

簡單的講，所謂超級上行，就是將TDD和FDD協(xié)同、高頻和低頻互補、時域和頻域聚合，充分發(fā)揮3.5G大帶寬能力和FDD頻段低、穿透能力強的特點，既提升了上行帶寬，又提升了上行覆蓋，同時縮短網(wǎng)絡時延。它是無線通信首個時頻結合的技術，是面向2B/2C市場的最優(yōu)速率/時延解決方案，是無線通信又一個里程碑式的創(chuàng)新，具有跨時代的意義。

附：幾種上行增強技術關鍵指標對比

面向5G時代，遠程控制、遠程醫(yī)療、智慧安防、智能工廠、視頻直播等各種各樣的5G應用都需上行低時延、大帶寬能力來支撐。毫不夸張的講，只有提升網(wǎng)絡上行能力，才能真正實現(xiàn)“5G改變社會“的夢想。

當前超級上行解決方案需要從芯片、終端、基站等端到端能力支持，為此，中國電信在MWC上呼吁全產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴共同參與技術驗證、部署和應用，全力支持超級上行技術落地。