5G創(chuàng)新看中國：超級上行開拓出自主可控之路

在過去三十多年時間里，中國通信產業(yè)從2G時代的跟隨到3G時代的突破，從4G時代的并駕齊驅到5G時代的全面領先，逐步走出了一條自主創(chuàng)新的產業(yè)化之路。如今中國不僅建成了全球規(guī)模最大、最先進的5G網絡，在新技術研發(fā)、業(yè)務創(chuàng)新、行業(yè)應用探索等方面也走在世界最前列。

不過我們應該看到，中國5G的成長之路并不順利。華為、中國移動等通信公司頻頻遭到西方國家阻擊，人員、資金、技術、市場、供應鏈、設計制造等等諸多環(huán)節(jié)被重重設限，中國5G產業(yè)的發(fā)展因此受到非常大的影響。然而能夠獨立開發(fā)出北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、新冠疫苗、“天宮”空間站，并且在5G領域引領全球的中國科技產業(yè)，從來不會因外部的干擾而止步。

2019年，中國通信產業(yè)聯(lián)手推出了創(chuàng)新的5G超級上行技術，其中的核心技術在2020年被納入3GPP全球統(tǒng)一規(guī)范，成為了5G R16標準的關鍵特性之一。頂著西方國家層層加碼的壓力，中國通信產業(yè)還有條不紊地建立起了端到端的5G超級上行解決方案能力，不僅為國內5G應用創(chuàng)新提供了領先世界的基礎環(huán)境支持，也在前沿科技領域走出了一條自主可控的產業(yè)化之路。

需求驅動，中國企業(yè)創(chuàng)新引領

網絡的上行能力，從來沒有像在當今這個時代一樣，顯得如此重要。

自從5G在國內商用以來，各行各業(yè)都在推進數(shù)字化轉型，特別是港口、鋼鐵、煤礦、電力等行業(yè)，借助5G網絡大范圍引入視頻監(jiān)控、遠程控制、機器視覺等典型應用。這些5G應用隨時需要上傳大量數(shù)據，對5G網絡的上行能力形成了挑戰(zhàn)。與此同時，網課、VR、視頻會議、視頻直播等個人應用全面爆發(fā)，也對網絡上行能力提出了非常高的要求。

5G時代的網絡，普遍以高頻段大帶寬來部署。對于下行，通過增大基站發(fā)射功率、引入Massive MIMO 和波束賦形等技術，來彌補高頻段快速衰減導致的下行覆蓋不足。至于上行，由于手機發(fā)射功率低、天線數(shù)量受限，所以上行覆蓋不足問題非常突出。上行能力不足，不但影響用戶體驗、抑制流量增長，也直接影響到了運營商的業(yè)務收入。為解決5G網絡上行問題，中國通信產業(yè)界聯(lián)合開展技術創(chuàng)新，提出了5G超級上行解決方案。

超級上行的核心技術包括補充上行鏈路(SUL, Supplementary Uplink)和上行發(fā)射機切換(UL Tx Switching)。傳統(tǒng)的上行頻譜會與下行頻譜進行對稱綁定(FDD)或者分時綁定(TDD)，而SUL則提供了一種上行頻譜與下行頻譜解綁的技術，可以專門用于補充上行，實現(xiàn)頻譜資源利用效率和商業(yè)價值的最大化。UL Tx Switching技術是在上行鏈路以時分復用方式使用低頻載波和高頻載波，從而提高終端天線的使用效率，這是一種改善終端上行體驗的高性價比方案.

2019年9月，中國電信提交的5G超級上行的核心技術進入3GPP R16立項，此后中國通信產業(yè)密切協(xié)作，合力推進5G超級上行技術創(chuàng)新。中國聯(lián)通提出了“智享上行”技術方案，賦予5G網絡千兆上行能力；中國移動在2020年7月發(fā)布的5G專網啟航計劃中，將超級上行列為5G專網關鍵能力之一，并在2020年10月發(fā)布了《5G 大上行能力在行業(yè)數(shù)字化中的價值》白皮書。中國通信標準化協(xié)會(CCSA)也將超級上行的關鍵技術寫入到國家通信行業(yè)標準中，并正式發(fā)布。

在中國企業(yè)的共同努力下，5G超級上行的核心技術成功進入2020年7月凍結的3GPP  R16標準，并成為了新版5G標準的關鍵特性之一。早在2016年，在中國通信產業(yè)鏈的努力下，華為提議的Polar碼入選5G標準；四年后，5G超級上行核心技術再次被納入5G標準，這是中國通信產業(yè)團結協(xié)作的成果，不僅有利于削弱西方國家的技術霸權，也為中國自主可控的產業(yè)化之路指明了方向，對整個中國通信產業(yè)的長遠發(fā)展具有重要意義。

集體發(fā)力，商用部署釋放強烈信號

對于一種新技術來說，技術研發(fā)、標準制定固然重要，但現(xiàn)網測試、規(guī)模部署的意義更大，這是決定未來發(fā)展前景的關鍵步驟。進入2021年后，國內四大運營商均已啟動了超級上行的規(guī)模部署和商用。

2021年4月，廈門電信與華為聯(lián)合發(fā)布了“超級上行第一城”，在2021廈門馬拉松賽上，沿線商用5G超級上行基站以其高達460Mbps的上行網絡帶寬能力，為5G 8K VR現(xiàn)場直播和無數(shù)現(xiàn)場博主的直播提供了有力支持。2021年7月，北京聯(lián)通在1000多個商用5G站點上開通了超級上行功能。9月，北京移動、中國廣電與華為率先完成了700M和2.6G協(xié)同超級上行技術商用站點測試，在天安門區(qū)域30多個站點上連片開啟了功能。

四大運營商集體發(fā)力超級上行釋放出了一個明顯的信號，即超級上行已經成為5G建設必不可少的新熱點、新趨勢。與國外運營商還在忙于改善5G下行能力相比，中國運營商已經進入了全新的5G上行能力建設階段，開始為更多的個人、企業(yè)應用場景搭建能力舞臺。在這個新舞臺上，直播、互動、VR等應用將具備更好的體驗，企業(yè)可以將傳感器收集到的海量數(shù)據高速上傳并實時回饋決策結果，真正釋放智慧城市、智慧工業(yè)、智慧交通、智慧能源等等大量數(shù)字化、智能化應用的生機和活力。

終端、芯片跟上—擊破“卡脖子”困局

超級上行不僅需要在網絡側進行部署，也需要終端側予以配合。華為與中國電信在2019年發(fā)布超級上行技術時，曾在現(xiàn)場展示了支持超級上行的芯片和終端，隨后又陸續(xù)推出了支持超級上行的系列化終端，包括與長虹聯(lián)合開發(fā)的5G模組、5G AR企業(yè)路由器、5G CPE、Mate40 Pro、NOVA7/8系列手機等。

據統(tǒng)計，目前國內支持超級上行的手機出貨量接近7000萬部，在5G用戶中占比達到20%。這個數(shù)字原本應該更多，但由于眾所周知的原因，華為芯片、終端的研發(fā)和生產受到了極大的干擾，這在很大程度上也影響了超級上行的應用發(fā)展速度。

不過已經發(fā)展壯大起來的中國通信產業(yè)韌性十足，很快就有其它國內生態(tài)伙伴跟上。今年8月，聯(lián)發(fā)科與廈門電信合作，在5G商用網絡上測試了天璣移動芯片的超級上行能力。9月初，聯(lián)發(fā)科又與中國移動完成了2.6G+700M SUL上行增強解決方案測試，這意味著聯(lián)發(fā)科芯片已經具備了支持5G超級上行的能力。最近紫光展銳也宣布與天津聯(lián)通完成了基于5G現(xiàn)網的SUL上行增強測試，測試終端基于展銳唐古拉V516芯片。

這些測試結果表明，國產芯片正在接過華為海思的大旗，擊破“卡脖子”困局。隨著越來越多國產芯片的加入，支持超級上行的5G終端必然會越來越多，超級上行商用之路也將越走越寬。

近年來，中國高科技產業(yè)面臨著日益嚴峻的“卡脖子"問題，這不是一兩個行業(yè)、三四家企業(yè)自身的問題，而是當中國經濟、科技和國際影響力發(fā)展到一定階段后，必然會面臨的外部壓力。從陸地高鐵到海上巨艦，從“嫦娥”奔月到“神舟”飛天，無數(shù)的例證告訴我們，高科技的可持續(xù)發(fā)展必須建立在自主可控的基礎上。在5G超級上行技術領域，華為聯(lián)合運營商驗證技術方案，國內四大運營商啟動規(guī)模商用，國產終端、芯片企業(yè)跟進產品能力——自主可控的全鏈條能力再一次讓中國無懼外界阻力，繼續(xù)引領全球5G發(fā)展趨勢，同時也為國產技術的產業(yè)化之路指明了前進方向。（暴走通信）

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