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5G创新看中国:超级上行开拓出自主可控之路

2021年9月26日 18:41  CCTIME飞象网  

飞象网讯 (计育青/文)在过去三十多年时间里,中国通信产业从2G时代的跟随到3G时代的突破,从4G时代的并驾齐驱到5G时代的全面领先,逐步走出了一条自主创新的产业化之路。如今中国不仅建成了全球规模最大、最先进的5G网络,在新技术研发、业务创新、行业应用探索等方面也走在世界最前列。

不过我们应该看到,中国5G的成长之路并不顺利。华为、中国移动等通信公司频频遭到西方国家阻击,人员、资金、技术、市场、供应链、设计制造等等诸多环节被重重设限,中国5G产业的发展因此受到非常大的影响。然而能够独立开发出北斗卫星导航系统、新冠疫苗、“天宫”空间站,并且在5G领域引领全球的中国科技产业,从来不会因外部的干扰而止步。

2019年,中国通信产业联手推出了创新的5G超级上行技术,其中的核心技术在2020年被纳入3GPP全球统一规范,成为了5G R16标准的关键特性之一。顶着西方国家层层加码的压力,中国通信产业还有条不紊地建立起了端到端的5G超级上行解决方案能力,不仅为国内5G应用创新提供了领先世界的基础环境支持,也在前沿科技领域走出了一条自主可控的产业化之路。​​

需求驱动,中国企业创新引领

网络的上行能力,从来没有像在当今这个时代一样,显得如此重要。

自从5G在国内商用以来,各行各业都在推进数字化转型,特别是港口、钢铁、煤矿、电力等行业,借助5G网络大范围引入视频监控、远程控制、机器视觉等典型应用。这些5G应用随时需要上传大量数据,对5G网络的上行能力形成了挑战。与此同时,网课、VR、视频会议、视频直播等个人应用全面爆发,也对网络上行能力提出了非常高的要求。

5G时代的网络,普遍以高频段大带宽来部署。对于下行,通过增大基站发射功率、引入Massive MIMO 和波束赋形等技术,来弥补高频段快速衰减导致的下行覆盖不足。至于上行,由于手机发射功率低、天线数量受限,所以上行覆盖不足问题非常突出。上行能力不足,不但影响用户体验、抑制流量增长,也直接影响到了运营商的业务收入。为解决5G网络上行问题,中国通信产业界联合开展技术创新,提出了5G超级上行解决方案。

超级上行的核心技术包括补充上行链路(SUL, Supplementary Uplink)和上行发射机切换(UL Tx Switching)。传统的上行频谱会与下行频谱进行对称绑定(FDD)或者分时绑定(TDD),而SUL则提供了一种上行频谱与下行频谱解绑的技术,可以专门用于补充上行,实现频谱资源利用效率和商业价值的最大化。UL Tx Switching技术是在上行链路以时分复用方式使用低频载波和高频载波,从而提高终端天线的使用效率,这是一种改善终端上行体验的高性价比方案。

2019年9月,中国电信提交的5G超级上行的核心技术进入3GPP R16立项,此后中国通信产业密切协作,合力推进5G超级上行技术创新。中国联通提出了“智享上行”技术方案,赋予5G网络千兆上行能力;中国移动在2020年7月发布的5G专网启航计划中,将超级上行列为5G专网关键能力之一,并在2020年10月发布了《5G 大上行能力在行业数字化中的价值》白皮书。中国通信标准化协会(CCSA)也将超级上行的关键技术写入到国家通信行业标准中,并正式发布。

在中国企业的共同努力下,5G超级上行的核心技术成功进入2020年7月冻结的3GPP R16标准,并成为了新版5G标准的关键特性之一。早在2016年,在中国通信产业链的努力下,华为提议的Polar码入选5G标准;四年后,5G超级上行核心技术再次被纳入5G标准,这是中国通信产业团结协作的成果,不仅有利于削弱西方国家的技术霸权,也为中国自主可控的产业化之路指明了方向,对整个中国通信产业的长远发展具有重要意义。

集体发力,商用部署释放强烈信号

对于一种新技术来说,技术研发、标准制定固然重要,但现网测试、规模部署的意义更大,这是决定未来发展前景的关键步骤。进入2021年后,国内四大运营商均已启动了超级上行的规模部署和商用。

2021年4月,厦门电信与华为联合发布了“超级上行第一城”,在2021厦门马拉松赛上,沿线商用5G超级上行基站以其高达460Mbps的上行网络带宽能力,为5G 8K VR现场直播和无数现场博主的直播提供了有力支持。2021年7月,北京联通在1000多个商用5G站点上开通了超级上行功能。9月,北京移动、中国广电与华为率先完成了700M和2.6G协同超级上行技术商用站点测试,在天安门区域30多个站点上连片开启了功能。

四大运营商集体发力超级上行释放出了一个明显的信号,即超级上行已经成为5G建设必不可少的新热点、新趋势。与国外运营商还在忙于改善5G下行能力相比,中国运营商已经进入了全新的5G上行能力建设阶段,开始为更多的个人、企业应用场景搭建能力舞台。在这个新舞台上,直播、互动、VR等应用将具备更好的体验,企业可以将传感器收集到的海量数据高速上传并实时回馈决策结果,真正释放智慧城市、智慧工业、智慧交通、智慧能源等等大量数字化、智能化应用的生机和活力。

终端、芯片跟上,击破“卡脖子”困局

超级上行不仅需要在网络侧进行部署,也需要终端侧予以配合。华为与中国电信在2019年发布超级上行技术时,曾在现场展示了支持超级上行的芯片和终端,随后又陆续推出了支持超级上行的系列化终端,包括与长虹联合开发的5G模组、5G AR企业路由器、5G CPE、Mate40 Pro、NOVA7/8系列手机等。​​

据统计,目前国内支持超级上行的手机出货量接近7000万部,在5G用户中占比达到20%。这个数字原本应该更多,但由于众所周知的原因,华为芯片、终端的研发和生产受到了极大的干扰,这在很大程度上也影响了超级上行的应用发展速度。

不过已经发展壮大起来的中国通信产业韧性十足,很快就有其它国内生态伙伴跟上。今年8月,联发科与厦门电信合作,在5G商用网络上测试了天玑移动芯片的超级上行能力。9月初,联发科又与中国移动完成了2.6G+700M SUL上行增强解决方案测试,这意味着联发科芯片已经具备了支持5G超级上行的能力。最近紫光展锐也宣布与天津联通完成了基于5G现网的SUL上行增强测试,测试终端基于展锐唐古拉V516芯片。

这些测试结果表明,国产芯片正在接过华为海思的大旗,击破“卡脖子”困局。随着越来越多国产芯片的加入,支持超级上行的5G终端必然会越来越多,超级上行商用之路也将越走越宽。

近年来,中国高科技产业面临着日益严峻的“卡脖子"问题,这不是一两个行业、三四家企业自身的问题,而是当中国经济、科技和国际影响力发展到一定阶段后,必然会面临的外部压力。从陆地高铁到海上巨舰,从“嫦娥”奔月到“神舟”飞天,无数的例证告诉我们,高科技的可持续发展必须建立在自主可控的基础上。在5G超级上行技术领域,华为联合运营商验证技术方案,国内四大运营商启动规模商用,国产终端、芯片企业跟进产品能力——自主可控的全链条能力再一次让中国无惧外界阻力,继续引领全球5G发展趋势,同时也为国产技术的产业化之路指明了前进方向。

编 辑:霏雯
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