“大话5G终端”之“上行增强：我们对你是qiao认真滴”

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在传统的4G时代，移动通信主要面向消费类用户，网络能力以下行流量为主。

到了5G万物互联，网络除了满足ToC大带宽移动互联网需求，还会与垂直行业的多种业务结合，丰富的应用场景更是对5G的上行传输性能提出了更高要求。

高清直播、AR/VR、智能无人机小伙伴们一定不陌生吧；再比如，矿山、港口、制造、电力等行业中的数据采集、高清视频监控、远程控制等业务场景，对上行传输速率和传输时延都提出了更为严苛的要求~

高数据速率、低传输时延、良好的上行边缘覆盖，上行增强需求就这样统统摆在了我们面前。怎么办？5G网络有办法满足这些需求吗？上行业务中当仁不让的主角终端又需要具备哪些加持功能呢？

别忙，小编这就带你来一探5G终端的开挂表现~

一、5G有哪些上行增强特性（法宝）？

1.载波聚合：通过上行载波聚合（Carrier Aggregation，简称CA），终端聚合多个成员载波（Component Carrier，简称CC）进行上行数据传输，可提升上行传输速率、增强小区上行覆盖。载波聚合特性最早在LTE-A标准中引入，5G沿用了载波聚合并进行了全方位增强：一方面是提升载波聚合的性能，如进一步提高数据传输速率、缩短载波聚合的建立时延，另一方面则是增强载波聚合的网络部署灵活性以适应多种多样的频段组合和部署场景的需求。下面，我们就来看几个关键功能点，以及所需的终端实现~

1）带间载波聚合帧头不对齐：R15协议要求不同载波间的系统帧和时隙边界需要严格对齐。R16引入NR inter-band CA帧头不对齐特性，不同载波保持时隙的边界对齐，但载波间帧头最多可以偏移±2.5ms，以子载波间隔为30kHz为例，载波间帧头最多可以偏移±5个时隙。有了这个功能，NR带间载波聚合的部署可以更加灵活，同时也为错开两个载波的发送时隙、最大化上行载波聚合的传输速率提供了前提条件。

为实现这一功能，终端需要独立维护Pcell、Scell不同载波间的帧号、时隙号以及对应调整调度、测量上报的时序关系等，对终端芯片的软件开发提出了一定要求，但目前来看，5G终端芯片的资源处理单位已经达到时隙或更细的颗粒度，因此支持该功能的实现难度较小。

2）上行载波聚合轮流发送（Tx switching）：上行载波聚合为最大化上行传输速率，可以考虑不同载波间采用TDM（时分复用）轮发方式。R16针对载波间轮发定义了1Tx与2Tx间的上行通道切换，每个上行时隙只有一个载波进行发射，每个载波可以采用单发或双发方式（UL-MIMO），可有效提升上行传输速率。上行载波轮发与刚才提到的帧头不对齐“强强联手”，带来的上行速率增益可以在50%以上。

终端支持上行载波聚合需时刻保持载波间并发的能力，上行射频通道处于开启状态。依据现有主流终端芯片的实现方案，针对1Tx与2Tx间的切换场景，已锁定在不同频点的锁相环需要与上行通道重新映射，所需时延最短约35us。

2.双连接：双连接（Dual Connectivity，简称DC）本质是在非理想回程前提下的站点间的多载波技术，UE可同时在多个载波上进行数据传输，提高数据传输速率。5G进一步利用双连接技术扩展实现了多种组网模式MR-DC（Multi-Radio Dual Connectivity），像5G网络部署初期非独立组网（NSA）方式EN-DC就是其中的典型代表。与上行载波聚合类似，终端支持双连接也需要具备在多个载波上并发传输能力。

3.SUL（Supplementary Uplink）：也称为上下行解耦技术，在R15标准中引入，在同一个NR小区中可配置两个上行载波和一个下行载波。通常情况下，SUL载波会采用一个比NUL（Normal Uplink） 载波频率低的上行载波作为NR上行传输的补充。这就好比在原有的双向5G车道上，多加了一条单向上行车道。

利用SUL的技术本质，在小区近/中点使用SUL CC和NUL CC进行上行传输，在远点则采用SUL CC进行上行传输，可提升小区边缘上行覆盖、上行传输速率、时延体验。SUL与载波聚合和双连接不同，同一个时刻终端只在一个载波（SUL CC或NUL CC）进行发射。

4.灵活帧结构：5G系统的灵活帧结构配置，也为低时延或高速率需求提供了可能，例如，2.5ms单周期帧结构（3U1D1S）就是用于上行速率增强的一种典型帧结构配置。以30kHz子载波间隔为例，10个slot典型配置为：DSUUUDSUUU。与典型的公网帧结构相比，可显著提升网络的上行传输速率和上行容量，现网中实测的单载波上行峰值接近750Mbps（上行2流、256QAM调制方式）。

二、终端支持上行多载波技术

需要什么准备？

1.基带芯片：目前，主流5G基带芯片在6GHz以下频段的硬件最大处理能力已达到下行4流的NR 2CC载波聚合以及上行2流的NR 2CC载波聚合。因此，面对现有典型的NR 2CC载波聚合的需求，主流基带芯片已具备支持能力。

2.射频芯片：主要用于提供上/下行射频通路、上/下变频。一般来说，载波数和MIMO流数越多，需要的射频通路数越多。目前主流射频芯片可支持10个左右的下行通道并行接收，上行并行工作通路数则为2个。此外，射频芯片规格的另一个重要参数就是单个通路可支持的带宽，目前各家射频芯片已支持100MHz单通路带宽，已有部分厂家可以支持200MHz单通路带宽。

3.射频前端器件：目前主流功率放大器（Power Amplifier，简称PA）工作带宽为100 MHz，且终端采用上行两个PA同时工作的设计方案。针对上行带间2CC载波聚合，现有的射频前端实现方案可满足载波聚合轮发方式下的每个频段100MHz ×2流发送需求。若PA工作带宽支持200MHz，则可满足200M×2流的带内连续2CC载波聚合需求。

三、总结划重点啦~

5G系统引入了载波聚合、双连接、SUL和大上行帧结构等多种技术方案并进行了大刀阔斧的升级改造，一方面是提升性能，包括：提高用户峰值速率、缩短时延以及小区覆盖的增强，另一方面多载波部署方案也具有更强的灵活性。可以说，5G系统的多种上行增强方案加上逐步增强的终端软硬件处理能力，为应对日益迫切的上行增强需求和多样的业务场景提供了技术保障。对于上行增强需求，我们（5G）是qiao认真的~

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来源：超级无线店

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