盡管5G移動網絡已普遍具備主流水平的下行性能，但上行性能仍是許多應用的瓶頸。5G上行的核心挑戰在于：個人用戶設備代替移動基站成為數據發送端，而用戶設備的輸出功率遠不及移動基站。一方面，用戶設備的可用電池容量有限，另一方面，用戶設備需嚴格滿足保障人體安全的輻射控制要求（例如比吸收率SAR），導致用戶設備的輸出功率受限。

5G引入了新的高頻頻段（通常在3.5GHz左右），在實現超高速下行的同時，也抬高了用戶設備的上行門檻——相比4G低頻段，高頻信號更容易被障礙物衰減。。為有效解決這一難題，5G最新標準已納入上行增強特性。

為何上行性能對消費者日益重要？

當前，主流運營商的網絡已經承載著諸多形態的上行業務，從網絡直播、聯網安防、企業遠程虛擬專網，到傳統的消息或郵件附件共享。與此同時，AI和網絡切片正在帶動個人消費者以及企事業應用的快速發展。對運營商而言，提升上行性能是未來實現網絡質量差異化、避免“管道化”的先決條件。

Meta推出的Ray-Ban智能眼鏡是上行性能價值的典型例證。該眼鏡搭載Meta的視覺AI功能：用戶與AI交互時，只需注視某物體并提問，，眼鏡會拍照并上傳圖片到云端進行深度分析。這類照片大小通常為5-10MB，需要高速上行來縮小響應時延。此外，Meta還集成了基于智能手機的“Be My Eyes”服務，為視障用戶與真人志愿者之間提供實時連接，幫助這些用戶了解適應周圍環境。目前，“Be My Eyes”服務已覆蓋全球150多個國家，惠及約80萬視障用戶，連接850多萬志愿者。

Meta目前正在測試一項名為“Live AI”的新功能，旨在提升這類視覺AI的用戶體驗。用戶啟動Live AI會話后，智能眼鏡會持續上傳圖像至云端；當用戶問及周圍環境時，系統可借助提前獲取的圖像快速做出回應。這類應用所產生的數據量遠高于“按需拍照上傳”方式，且其他智能眼鏡廠商很可能快速跟進。

5G-A上行助力“超然蘇超”

中國擁有全球最大的5G-A網絡。盡管中國職業足球近年經歷轉型期，但今春江蘇省城市足球聯賽（簡稱“蘇超”）的興起卻呈現另一番景象。蘇超現場觀賽規模龐大，每場比賽吸引上萬名現場觀眾，同時還有大量觀眾通過線上直播觀看比賽，甚至一度有超過80萬人關注某場比賽的門票銷售情況。在抖音平臺，今年相關話題的總瀏覽量更是超過了8.2億次。

蘇超聯賽現場觀眾人數超3萬

賽事對體育場館內的移動網絡性能提出了極高的要求，尤其是上行性能。與傳統的蜂窩網絡標準相比，5G-A技術支持更高密度用戶設備接入，并顯著提升了上行能力。蘇超聯賽的移動網絡流量構成中，上行流量占比超過40%，其中80%來源于現場解說、微信短視頻、照片分享等實時互動，有力說明了優質移動網絡對于提升觀賽體驗的重要性。

中國三大電信運營商充分發揮5G-A的優勢，通過3載波聚合技術部署多個網絡頻段，并利用輔助上行和高效調度機制，顯著提升了網絡性能，上行峰值速度高達240Mbps，保障球迷暢享賽事。

非消費者應用同樣需要強大的上行性能

上行性能的重要性同樣體現在網絡切片服務中。許多網絡切片服務本就專為實現上行速率、時延和下載性能等網絡保障而設計。例如，在應急響應場景中，現場人員需要上傳事故現場視頻，以便控制中心或救援隊伍快速評估險情并采取措施。

另一個網絡切片的應用場景是5G在公共場所用作回傳網絡。由于此類場景通常采用共享網絡資源的方式，為確保每個最終用戶都能獲得10Mbps或20Mbps的上行性能，整個回傳鏈路需要支持該速率的倍數速率，因為該鏈路需同時服務于多個用戶設備。以列車場景為例，即便部分用戶通過Wi-Fi連接，而非5G直連，整列車廂所需的合并上行速率仍需達到數百兆，甚至可能高達500Mbps。

與其他網絡應用相比，物聯網應用通常具有更多的對稱性能需求：傳感器數據共享、遠程機械操控、安全應用等皆需穩定上行。無人機管控通常需要25Mbps的典型目標上行速率；自動駕駛同樣對上行性能要求較高——當本地自動駕駛系統出現故障時，或惡劣天氣導致自動駕駛系統無法正常工作時，遠程真人安全駕駛員必須能夠快速、可靠地接管控制。

5G新標準顯著提升上行性能

最近幾代移動網絡技術的發展，通過載波組合或頻段組合來提升整體網絡吞吐量，從而提高網絡速率。在下行方向，設備通常支持6載波聚合甚至更多。而在上行方向，由于用戶設備自身的限制，通常只能實現單載波或至多雙載波聚合。

另一種提高速率的方法是MIMO空分復用。MIMO空分復用將額外的數據流疊加在單個載波上，提高有效容量和傳輸速度。這種方法主要應用于TDD頻段，TDD是應用于高頻頻段的一種常見雙工模式，能有效提升5G網絡容量并實現超高下載速度。

運營商還可通過增加上行時隙占比來提升TDD頻段的上行容量和速率，這種方式已長期應用于4G網絡的TDD頻段。然而，該方法通常會犧牲一部分下行容量，因此在許多場景下也并非理想的解決方案。

除此之外，上行載波聚合技術也是關鍵首段。該技術自最初的5G標準（3GPP R15）起即已支持，但實際應用受限，主要源于兩方面因素：一是運營商在5G非獨立組網階段仍大量依賴4G頻段；二是由于FDD與TDD頻段在上行聚合中的技術限制。隨著5G獨立組網的逐步推廣，運營商將有能力整合多個5G頻段用于上行傳輸，從而顯著提升上行性能。

現階段，運營商可通過配置專用的輔助上行（SUL），與具備上下行雙工能力的主頻段協同部署，從而提供額外的專用上行容量。與動態調整時隙的方式相比，SUL技術通過引入額外的專用上行頻段，可在不犧牲下行性能的基礎上實現上行容量與速率的提升。盡管SUL技術在中國已得到廣泛應用，這類專用頻譜在全球范圍內的部署仍面臨較大限制。

3GPP R16針對5G上行載波聚合的技術瓶頸提出了多項改進。其中，上行發射通道切換技術（Uplink-Tx Switching）通過將上行載波聚合與單頻段的額外空間層相結合，實現上行性能的進一步提升。其核心原理是：在TDD頻段用于下行傳輸的時隙內，設備上行天線依然工作在FDD頻段；當TDD調度切換到上傳時隙時，設備雙天線均切換到MIMO模式下的TDD頻段，以最大化上傳性能。

3GPP R17和R18進一步增強了上行發射通道切換技術。例如，R17增加了FDD頻段雙天線同時傳輸的選項。相比單頻段單天線，雙頻段可以靈活地調用兩個天線，進一步提高了性能。而R18甚至支持四頻段切換。如果運營商在TDD頻段有兩個連續載波，則可以利用TDD 2x2 MIMO上行連續載波聚合功能，實現FDD上行2流+TDD 4流間的切換。

TDD和FDD頻段并用的另一個關鍵優勢在于，FDD低頻天然具備的更高的覆蓋能力以及更廣的信號發射范圍，可有效彌補移動設備在TDD高頻段上傳輸時面臨的電量和功率限制。FDD通常覆蓋1GHz以下及1GHz至2.2GHz之間的大部分頻段，而TDD則覆蓋這些頻段之上的大部分頻段。

3GPP R18還提供了一種上行發射通道切換技術的替代方法，即上行3Tx天線傳輸（Uplink 3-Transmit）。與發射通道切換不同，該方法實現雙載波同時傳輸。然而，其限制在于需要修改用戶設備硬件設計，且通常僅適用于具備三個配套天線的FWA場景。

最新版本的3GPP標準進一步增強了跨頻段載波聚合的能力，能夠有效整合非連續分配的頻譜資源，尤其適用于那些在特定頻段內擁有大量帶寬但頻譜分配不連續的運營商。

L4S保障高負載下的低延遲

L4S（Low Latency, Low Loss, Scalable Throughput）技術是5G-A網絡提升上行性能的另一項關鍵特性。作為一項已在固定網絡中廣泛應用的技術，L4S現已合入3GPP R18移動網絡標準。其設計目標是在路由器高負荷工作時，仍能保障網絡隨時響應。

通常情況下，當網絡負載過重時，延遲會顯著增加。L4S通過提升網絡在高負載和高緩沖區占用下的響應能力，不僅有助于改善上行性能，也對下行性能有所提升。目前，美國T-Mobile等運營商已開始L4S早期部署。與其他技術類似，L4S不僅提升上行性能，對于實時通信、游戲和XR等應用場景亦具重要意義。

5G SA是提升5G上行性能的基礎

隨著網絡從早期非獨立組網（NSA）逐步向獨立組網（SA）演進，運營商已經具備部署上述3GPP新特性的能力，從而優化上行性能。5G-A標準進一步要求網絡運行于SA模式。隨著網絡向SA轉變，FDD低頻段被用于TX切換，有助于進一步提升上行速率。對于剛剛開始部署SA網絡的運營商而言，應提前規劃演進路線圖，以支持這些新特性，實現差異化的網絡質量和服務體驗，從而在競爭中脫穎而出。

(作者：Ian Fogg CCS, Insight網絡創新總監）

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