4G頻譜加速演進(jìn)到5G！中國(guó)聯(lián)通攜手華為頻出“妙招”

  ICC訊 2021年的春節(jié)臨近，很多人無(wú)法回家過(guò)年，也無(wú)法出省、出國(guó)旅游，但人們可以通過(guò)5G+VR云賞景、5G+4K慢直播等，獲得沉浸式場(chǎng)景體驗(yàn)，替代并滿足外出的渴望。

  工信部1月26日數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)已建成全球最大5G網(wǎng)絡(luò)，截至2020年底，開(kāi)通5G基站超過(guò)71.8萬(wàn)個(gè)，實(shí)現(xiàn)所有地級(jí)以上城市5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。2021年，我國(guó)將繼續(xù)建設(shè)超60萬(wàn)5G基站，應(yīng)用MEC、切片、專網(wǎng)等技術(shù)，提供高質(zhì)量精品5G網(wǎng)。

  盡管5G現(xiàn)網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bps-1000Mbps下行速率，但運(yùn)營(yíng)商遭遇新難題：多路5G+VR直播業(yè)務(wù)等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)上行速率提出極高要求，以前的幾Mbps、幾十Mbps的上行速率完全不夠用。

  而且，不只是多路視頻直播，5G遠(yuǎn)程醫(yī)療、5G智能制造、5G無(wú)人駕駛等業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)上行要求同樣很高。比如飛機(jī)制造的機(jī)身噴漆檢測(cè)工作，如果采用5G高清攝像頭拍攝并遠(yuǎn)程檢測(cè)處理，就對(duì)5G上行要求很高。

  但現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)上行理論峰值速率與多種toB業(yè)務(wù)需求存在巨大鴻溝?？磥?lái)，5G殺手級(jí)應(yīng)用遲遲未能出現(xiàn)，與5G網(wǎng)絡(luò)上行速率增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展緩慢有關(guān)。運(yùn)營(yíng)商該如何解決這個(gè)難題，提升自身5G競(jìng)爭(zhēng)力？

  我們看到，過(guò)去的一年，中國(guó)聯(lián)通基于共建共享發(fā)力推動(dòng)LTE黃金頻譜向5G遷移，4/5G協(xié)同不僅可構(gòu)建一張“廣深厚”的5G網(wǎng)絡(luò)，還能有效降低5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)TCO投入。中國(guó)聯(lián)通創(chuàng)新試點(diǎn)各種上行技術(shù)增強(qiáng)方案：

  一方面從3GPP R16/R17標(biāo)準(zhǔn)角度發(fā)力，形成3.5GHz+2.1GHz雙頻協(xié)同的產(chǎn)業(yè)共識(shí)；

  另一方面從網(wǎng)絡(luò)側(cè)入手，在內(nèi)蒙古、廣東佛山、山西太原、江蘇等試點(diǎn)，推動(dòng)3.5GHz+2.1GHz雙頻協(xié)同建網(wǎng)落地。

  01解決上行短板：

  中國(guó)聯(lián)通確立5G目標(biāo)網(wǎng)

  5G的真正價(jià)值在于垂直行業(yè)，也只有與垂直行業(yè)實(shí)現(xiàn)深度融合，才能真正激發(fā)5G的全部?jī)r(jià)值；但在垂直行業(yè)的拓展中，5G網(wǎng)絡(luò)上行能力正在成為新瓶頸。

  我們看到，中國(guó)聯(lián)通已探索出應(yīng)對(duì)方法——既然3.5GHz上行頻譜不足，那就想辦法釋放本來(lái)用在LTE網(wǎng)絡(luò)的2.1GHz頻段潛力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)下行千兆速率和上行千兆速率。

  考慮到共建共享，中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信共同確立3.5GHz+2.1GHz頻段的FDD/TDD高低頻協(xié)同5G目標(biāo)網(wǎng)戰(zhàn)略。

  為何要選擇這樣的方案？我們知道，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信都有100MHz的3.5GHz頻段，還各自擁有用在4G LTE的2.1GHz頻段。以前，2.1GHz是中國(guó)聯(lián)通4G建網(wǎng)主力頻段。伴隨4G用戶向5G逐步遷移以及4G共建共享，中國(guó)聯(lián)通希望2.1GHz頻譜重耕方案能高效兼顧當(dāng)前4G業(yè)務(wù)體驗(yàn)、效益和未來(lái)5G發(fā)展。

  因?yàn)?.1GHz這些頻譜資源都利用起來(lái)，就能讓5G上行速率更快。一位中國(guó)聯(lián)通無(wú)線專家告知筆者，2021年，中國(guó)聯(lián)通希望實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)上行的高低頻載波聚合（CA），推動(dòng)終端產(chǎn)業(yè)鏈支持聯(lián)通和電信40MHz帶寬的2.1GHz頻段。

  為了賦予5G網(wǎng)絡(luò)千兆上行能力，中國(guó)聯(lián)通提出了“智享上行”技術(shù)方案。據(jù)悉，“智享上行”方案不只是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新，而是系統(tǒng)級(jí)的解決方案，擁有三大核心。

  筆者了解到，該方案：

  一是通過(guò)智能調(diào)整上下行時(shí)隙配比去靈活匹配業(yè)務(wù)上下行業(yè)務(wù)需求，比如時(shí)隙動(dòng)態(tài)配比可以實(shí)現(xiàn)“哪里需求更旺盛，就把頻譜用在哪里”；

  二是通過(guò)上行載波聚合技術(shù)去增加傳輸帶寬，比如將兩家的3.5G和2.1G頻譜資源進(jìn)行CA載波聚合；

  三是通過(guò)面向行業(yè)的專享終端功率增強(qiáng)（高功率、3天線或4天線增強(qiáng)終端）去提升覆蓋和速率。

  通過(guò)三者技術(shù)的結(jié)合，中國(guó)聯(lián)通就可以從時(shí)域、頻域、空間域以及功率域進(jìn)一步增強(qiáng)上行能力，為用戶打造智能尊享的上行速率體驗(yàn)。

  02標(biāo)準(zhǔn)入手：5G NR 2.1GHz

  大帶寬形成產(chǎn)業(yè)共識(shí)

  3.5GHz與2.1GHz要真正協(xié)同，必須實(shí)現(xiàn)支持這兩大頻段的電信設(shè)備和行業(yè)終端。但此前市場(chǎng)上2.1GHz 5G終端支持率低。所以，中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信，希望從R16標(biāo)準(zhǔn)制定角度，推動(dòng)2.1GHz大帶寬網(wǎng)絡(luò)和終端產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

  回顧可知，2019年12月中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信牽頭推進(jìn)立項(xiàng)2.1G(50MHz)大帶寬5G共建共享重要標(biāo)準(zhǔn)。2020年7月，該標(biāo)準(zhǔn)伴隨3GPP R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)發(fā)布而正式確立發(fā)布。過(guò)去，雙方基于3.5G C-Band 200M大帶寬快速推進(jìn)5G共建共享規(guī)模部署，為用戶提供最高2.7Gbps的最優(yōu)體驗(yàn)。

  現(xiàn)在，隨著2.1G(30M/40M/50M)大帶寬標(biāo)準(zhǔn)先后發(fā)布，雙方基于3.5G+2.1G協(xié)同建網(wǎng)最大化匹配電聯(lián)頻譜資源，最大化發(fā)揮共建共享效益，實(shí)現(xiàn)超大覆蓋、上下行超高速多重價(jià)值，構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)力領(lǐng)先的5G精品網(wǎng)。

  其中，中國(guó)聯(lián)通在3GPP推進(jìn)成功立項(xiàng)的HP UE大功率5G共建共享標(biāo)準(zhǔn)，也處于良好研究進(jìn)展中，已完成絕大部分關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)分析。此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)5G上行覆蓋不足問(wèn)題從終端角度給出優(yōu)化方案，協(xié)助5G共建共享網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提升覆蓋廣度和用戶體驗(yàn)。

  據(jù)悉，針對(duì)2.1GHz未來(lái)進(jìn)一步創(chuàng)新，中國(guó)聯(lián)通持續(xù)針對(duì)FDD Massive MIMO增強(qiáng)等創(chuàng)新技術(shù)加強(qiáng)研究分析，將推進(jìn)2.1G為5G目標(biāo)網(wǎng)最大化發(fā)揮價(jià)值。

  值得一提的是，在上述多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定中，作為中國(guó)聯(lián)通的緊密合作者，華為等產(chǎn)業(yè)鏈伙伴發(fā)揮自身在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織中的力量，積極參與了相關(guān)提案討論和支持，為中國(guó)5G高質(zhì)量快速發(fā)展再助一臂之力。

  03多地試點(diǎn)：端網(wǎng)合力，

  實(shí)現(xiàn)上行高低頻協(xié)同+下行載波聚合

  中國(guó)聯(lián)通5G目標(biāo)網(wǎng)的重任，落在中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)以及各省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維人員肩上。

  過(guò)去的2020年，我們看到了這群聯(lián)通技術(shù)達(dá)人們的努力碩果——在全國(guó)多地實(shí)現(xiàn)智享上行試點(diǎn)和初步規(guī)模應(yīng)用。

  1、內(nèi)蒙古聯(lián)通

  2020年6月15日，內(nèi)蒙古聯(lián)通率先實(shí)現(xiàn)全球首個(gè)共享場(chǎng)景下2.1GHz+3.5GHz雙智享上行創(chuàng)新試點(diǎn)。在此次試驗(yàn)中，基于聯(lián)通和電信5G共建共享200M場(chǎng)景，實(shí)測(cè)上行峰值速率基于100M帶寬可達(dá)420Mbps，基于200M帶寬高達(dá)819Mbps，滿足千行百業(yè)對(duì)于上行速率的需求。

  本次驗(yàn)證的雙智享上行方案，是利用2個(gè)3.5GHz 100M載波和2個(gè)2.1GHz SUL(補(bǔ)充上行鏈路)載波同時(shí)工作，可以進(jìn)一步提升5G上行容量，充分滿足toB業(yè)務(wù)需求，充分發(fā)揮電聯(lián)在TDD和FDD上的帶寬優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建5GNR上行容量通道。

  據(jù)了解，試驗(yàn)使用華為3.5GHz AAU以及2.1GHz 4T4R射頻模塊組網(wǎng)，雙用戶同時(shí)測(cè)試時(shí)速率分別達(dá)到414Mbps、405Mbps。在深度覆蓋場(chǎng)景，開(kāi)啟雙智享上行最大增益可達(dá)4倍以上，F(xiàn)DD形成了對(duì)TDD網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，全面提升了上行覆蓋及體驗(yàn)。

  2、廣東聯(lián)通

  2020年6月，廣東聯(lián)通佛山分公司（下文統(tǒng)稱“佛山聯(lián)通”）首次針對(duì)2.1G DSS 4G/5G動(dòng)態(tài)頻譜方案完成全國(guó)首個(gè)規(guī)模連片商用部署驗(yàn)證。

  據(jù)悉，佛山聯(lián)通連片部署DSS 4G/5G網(wǎng)絡(luò)，以TTI毫秒級(jí)時(shí)間粒度為調(diào)度周期，按需智能調(diào)度RB資源。在優(yōu)先保障4G用戶體驗(yàn)的調(diào)度策略下，4G用戶路測(cè)平均速率超過(guò)百兆達(dá)到107Mbps，開(kāi)通DSS對(duì)原有4G業(yè)務(wù)體驗(yàn)基本無(wú)影響，同時(shí)支持5G用戶接入，大幅提升頻譜資源利用效率。

  3、山西聯(lián)通

  2020年9月，山西聯(lián)通在太原實(shí)現(xiàn)全球首個(gè)FDD NR 2.1GHz 40MHz大帶寬連片組網(wǎng)試點(diǎn)。據(jù)悉，該連片組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)單小區(qū)下行峰值速率可達(dá)903Mbps，上行峰值速率可達(dá)492Mbps；連片拉網(wǎng)中上行平均速率超過(guò)250Mbps，下行平均速率超過(guò)500Mbps。

  本次測(cè)試結(jié)果表明，2.1GHz大帶寬連片組網(wǎng)可以充分發(fā)揮共建共享的優(yōu)勢(shì)，滿足不同行業(yè)用戶對(duì)大帶寬速率的需求，尤其可有效補(bǔ)充5G高頻在小區(qū)邊緣的上行覆蓋不足。同時(shí)，2.1GHz頻段可利用現(xiàn)網(wǎng)站址快速開(kāi)通5G業(yè)務(wù)，有利于降低5G建網(wǎng)成本。

  4、江蘇聯(lián)通

  2020年10月，江蘇聯(lián)通在南京江寧大學(xué)城完成了“智享上行+下行CA+ DSS”三大解決方案融合的創(chuàng)新試點(diǎn)，這是三大解決方案首次在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)開(kāi)通部署。

  本次測(cè)試選擇南京江寧大學(xué)城商用基站，利用3.5G 100M和2.1G 20M頻譜實(shí)現(xiàn)的智享上行，5G單用戶手機(jī)上行峰值達(dá)到了493Mbps，刷新現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試速率的新記錄；5G下行峰值速率達(dá)1.62Gbps，下行CA對(duì)5G下行的性能提升非常明顯。由于LTE&NR DSS的使用，LTE和NR動(dòng)態(tài)共享2.1G頻譜資源，提升了頻譜的使用效率，也兼顧了4G網(wǎng)絡(luò)的性能。

  可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)聯(lián)通通過(guò)3.5GHz+2.1GHz高低頻協(xié)同和載波聚合，實(shí)現(xiàn)one 5G網(wǎng)絡(luò)，提供上下行速率都是雙千兆相關(guān)的精品體驗(yàn)：一方面發(fā)力下行CA，提升覆蓋范圍體驗(yàn)；另一方面，中國(guó)聯(lián)通致力于智享上行方面推進(jìn)，即通過(guò)上行SUL CA補(bǔ)充上行短板。

  此外，我們發(fā)現(xiàn)上述中國(guó)聯(lián)通在多地的創(chuàng)新試點(diǎn)，都得到華為等產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的大力支持。據(jù)悉，華為從2018年就開(kāi)始推動(dòng)上行SUL(補(bǔ)充上行鏈路)技術(shù)創(chuàng)新，提出整個(gè)行業(yè)上行高低頻協(xié)同解耦的新理念。這也進(jìn)一步促進(jìn)了高通等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)跟進(jìn)。

  總結(jié)：4G/5G頻譜協(xié)同，

  滿足應(yīng)用新需求

  2021年，隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署逐漸形成規(guī)模，行業(yè)用戶對(duì)5G提出了更多訴求，如上行大帶寬等。各種5G上行增強(qiáng)技術(shù)（UL TX-Switching）必然是三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)力的重點(diǎn)，全面滿足5G時(shí)代各類應(yīng)用對(duì)更高上行速率和更低時(shí)延的需求。

  目前，三大運(yùn)營(yíng)商5G套餐用戶滲透率超過(guò)20%，且部署數(shù)千個(gè)5GtoB 行業(yè)應(yīng)用，彼此網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)激烈。隨著5G用戶的持續(xù)增加，未來(lái)中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信等合作，將頻譜資源從4G LTE逐步向5G NR傾斜，發(fā)揮2.1GHz頻段優(yōu)勢(shì)，結(jié)合智享上行技術(shù)方案、2.1G 40M/50M大帶寬技術(shù)以及DSS方案，打造5G領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)力。

  而中國(guó)聯(lián)通上述多個(gè)5G創(chuàng)新試點(diǎn)，對(duì)于中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)后續(xù)的5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)持續(xù)演進(jìn)具有重大意義，將為toC用戶帶來(lái)更流暢的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、醫(yī)療健康、交通物流、新媒體、能源、礦山等更多toB行業(yè)的拓展提供有力支撐。