华为甘斌深度解读:上行体验再突破,“超级时频折叠”究竟是什么?

5月10日下午消息(蒋均牧)尽管疫情还在继续,但这并不能阻挡中国电信与华为在5G上的联合创新脚步。作为最新的成果,双方今日携手推出“超级时频折叠”5G-Advanced创新方案,通过融合TDD大带宽和FDD空口“0等待”优势,一网多能满足行业对5G的更高确定性能力要求。

那么“超级时频折叠”基于怎样的创新理念,究竟如何实现?其背后又蕴含着哪些历程与故事?华为无线网络产品线副总裁甘斌在发布会上作出了解读。

时隙配比:上行体验的关键

“无线通信的发展历程,就是网络能力和业务应用互相驱动,轮动发展的过程。”正如甘斌所言,无线网络已经成为数智社会的基座,在进一步丰富人们的沟通和生活的同时,又承担使能行业数智化转型的使命。

在此过程中,不同的业务对网络有着不同的要求。5G时代的XR需要下行千兆的通信能力,XR PRO需要时万兆的网络能力;上行随着XR、机器视觉、云计算的兴起,需求也正从上行百兆走向泛在千兆。

从网络提供侧来看,不同的频率分配模式下网络能力有所不同。甘斌谈到,当前业界有两种主流的频率分配模式,一种是FDD的分配模式,上下行频谱对称、上行全时隙传输,上行与下行的速率差异主要受限于终端能力;而TDD频谱采用分时上下行,虽然带宽更大但上下行分配并不均衡,以常用的4:1配比模式为例,上行带宽只有下行带宽的1/4。

“中国电信的当前的2.1G/1.8G/800M网络使用了FDD模式,从4G网络可以看到,上下行的能力差异不大,大概在2~3倍。”他解释说,“全球使用的5G频率C-Band,使用的就是TDD模式,按照当前的配置模式,在100M带宽下,从去年工信部组织的网络测试中可以看到,下行可以达到平均1Gbps,而上行平均在100M左右。”

这无疑距离泛在千兆的需求仍有有不小的差距,也因此,解决非对称频率配置问题将是实现上行千兆的关键。

联合创新:屡次突破上行瓶颈

作为最重要的战略合作伙伴,华为与中国电信以客户需求出发,从2017年开始就提出上行是5G发展的关键瓶颈,需要持续增强这个产业方向,结合各个阶段的产业能力进行迭代创新。

甘斌回顾道,首先,在5G产业发展初期,在原来4G TDD使用4:1使用配比的基础上,双方提出了7:3新时隙配比的增强上行能力的方案,通过5G推进组半年的论证,7:3配比可以带来近50%的频率资源和增益,得到了系统、芯片、终端厂商的广泛支持。在2018年5月,工信部决策C-Band采用7:3配比,奠定了5G上行体验的基础。

5G规模商用三年来,7:3时隙上行体验的优势在商用网络中充分兑现,从商用网络测试中可以看到,7:3的时隙配比可以达到170Mbps左右的平均体验速率,明显优于海外4:1时隙配比网络的上行体验。

在增强C-Band上行的同时,考虑到中国电信拥有丰富的FDD频谱,如何充分利用存量的FDD频率进一步满足上行的网络需求,成为上行创新的新方向。2019年6月,中国电信与华为共同提出“超级上行”创新解决方案,通过C-Band与现有一个FDD 20M载波互补提升网络的上行带宽能力,实现了上行体验2倍提升。双方提交的“超级上行”核心技术进入3GPP R16,成为了5G R16标准的关键特性之一;同时,“超级上行”也引领了产业发展,得到海思、联发科、展锐等芯片厂商的支持,在全国20多个城市规模商用,服务10多个行业。

中国电信和中国联通一共拥有100M左右的FDD频谱,如果能把多个FDD频率都使用起来,将进一步提升上行能力。2021年2月,电信与华为联合发布“超级频率聚变”,进一步聚合FDD存量频谱,将多个离散的频谱高效形成频谱云化,灵活接入进一步提升上行带宽,实现了上行体验3倍提升。“超级频率聚变”已成功在R18首批立项,并且获得了包括中国移动、中国联通、沃达丰在内的30多家产业伙伴的支持。

可以说,中国电信与华为的“双超”创新,充分释放了存量频谱价值,充分满足了日益增长的上行需求和行业数字化的需求。

“超级时频折叠”:提升近5倍上行速率

中国电信和中国联通一共拥有300M的C-Band资源,未来新引入的6GHz和毫米波频谱也将按照TDD模式发放,基于超大带宽的TDD频谱进行上行创新由此被提上日程。“超级时频折叠”正是中国电信与华为在这方面的创新成果。

“超级时频折叠”一方面基于7:3配比工作的载波1,如3.4GHz的100MHz;另一方面配置3:7的时隙配比的载波2,与载波1完全互补,如3.5GHz的100MHz。通过双载波时域互补,模拟FDD全时隙上下行空口,得到一个上下行全时隙大带宽的网络,上行等效带宽可以达到100MHz以上。同样的方式也可以使用到未来的6GHz和毫米波中。

经验证,使用C-Band频谱折叠互补增加上行带宽,上行体验超过了1Gbps。相对于原先的TDD 7:3的单载波,上行速率提升接近5倍。据介绍,这个创新方案已经纳入到R18的上行增强的候选方案中。

除了有效提升上行的吞吐率以外,超级时频折叠的全时隙上下行的特征,还能有效降低时延。单载波7:3配比的端到端时延是10毫秒,超级时频折叠可以实现端到端时延小于4毫秒,降幅达到60%,高效支持5G进入核心生产环节。例如可以同时满足工业3D机器视觉和工业AR检测所需的Gbps大上行速率,以及机器协同所需的小于4ms时延。

“5G,开启数智社会;5.5G,深化数智转型”。移动网络需要在毫秒级时延下,实现泛在的下行万兆和上行千兆体验。同时,还需要支撑千亿联接的按需部署,助力全行业的数字孪生和智能化升级。

为此,华为认为在建设一张无处不在的5G千兆基础网的基础上,下一阶段还需要构建5.5G万兆体验层,并将通感一体、无源物联、工业大上行、高精定位等多个新能力按需叠加部署,这即是其提出的“1+1+N”未来5G建网理念,需要通过多维度持续的创新来实现。

“华为携手中国电信,和全行业合作伙伴,面向上行能力提升持续创新,实现5G改变社会的美好愿景。”在发言的最后,甘斌如是总结道。

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2022-05-10
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