深挖频谱潜力,促进数实融合,中国移动研究院联合产业完成UDD关键能力验证

近日,中国移动研究院联合中兴通讯等合作伙伴,在中国移动协同创新基地5G-A实验室和中兴通讯西安实验室,共同完成了UDD关键能力验证。测试结果显示,基于5G-A UDD(时频统一全双工)技术,在100MHz的单载波上5G商用模组可并发实现5.1ms@99.999%的确定性低时延和超650Mbps的上行吞吐量,可高效满足工业互联网应用对超低时延、超低抖动、超高可靠网络的确定性需求,为加速5G-A UDD技术提前商用以及赋能存量终端奠定了坚实基础。

自5G商用以来,中国移动已建成全球最大的5G网络,开通基站总数超过190万。同时,中国移动持续引领5G发展、锻造技术领先的5G能力、积极推动5G演进方向,提出了“卓越网络、智生智简、低碳高效”三大方向,以满足个人和行业应用新需求和持续发展新需要。特别是针对工业领域,目前5G应用已从生产外围辅助环节逐步深入至生产核心控制环节,连接人、机、料、法、环、测等生产要素,实现数据采集、工业控制、生产管理等核心生产环节应用的实时处理和本地闭环。因此,需要5G网络具备用户级服务定制能力、适配差异化的业务需求,如:上行覆盖增强,上行吞吐量提升,提供确定性低时延保障等。在这个背景下,中国移动提出了UDD(时频统一全双工)技术,并作为“卓越网络”的主要方向之一,实现TDD频谱上下行同时传输、零等待时延等要求。

在5G-A标准推动中,中国移动作为报告人主导3GPP首个全双工标准研究课题——R18双工演进SI(Study on Evolution of NR Duplex Operation),开展单载波UDD,即子带不重叠全双工(SBFD:SubBand non-overlapping Full Duplex)的技术研究工作。单载波UDD技术通过融合TDD和FDD特点,引入“子带”的方式使基站具备在单载波同时接收和发送数据的能力,既能保留TDD上下行资源高效匹配业务需求的灵活性,又能提升上行覆盖和容量,并大幅降低传输等待时延。该技术将拓宽5G融合应用的行业广度和业务深度,满足千行百业的核心生产业务需求。R18双工演进SI课题已于2023年12月结项,技术报告TR 38.858初步确认了单载波UDD技术可行性。2024-2025年,中国移动将继续推动3GPP R19双工演进标准制定(WI)工作。

为推动UDD技术的提前商用,单载波UDD除了要优化R19新型终端性能之外,还必须赋能5G存量终端。即只需基站升级支持单载波UDD工作模式,现网已支持灵活时隙配置(3GPP R15定义)的5G存量终端就可以无感知地接入UDD网络,初步享受UDD技术带来的用户级服务定制能力优势。为加速UDD技术的商用进程,中国移动研究院在中国移动协同创新基地5G-A实验室和中兴通讯西安实验室,携手业界多个合作伙伴开展UDD技术的关键能力、兼容性和行业应用支持能力的验证。测试采用中兴通讯的UDD原型机和5G现网商用终端、以及行业综合测试仪模拟行业应用验证。根据测试结果显示,基于100MHz带宽的单载波,UDD技术可以提升5G商用频段的传输灵活性、满足工业互联网的极致要求:

一是单载波确定性能力大幅提升。基于单载波(100MHz带宽)上行速率可达650Mbps以上,较商用网络(DDDSUDDSUU)提升超70%;端到端时延平均4.8ms,可靠性达5.1ms@99.999%。

二是终端兼容性验证逐步完善。考虑到行业终端部署的难度,UDD系统已充分考虑了系统的前向兼容性。通过结合3GPP R15标准中动态帧结构flexible slot(灵活时隙)的方式,存量终端可正常接入5G网络,也就是说5G现网的行业终端无需软硬件升级也能获得5G-A的性能收益。目前已经完成了和高通、MTK等主流商用芯片、中兴AXON30 Ultra等部分商用终端的兼容性验证。

三是关键行业应用模拟测试。业务支持能力验证采用5G行业综合测试仪、通过模拟 “智能制造、钢铁、电力、矿山、轨交、钢铁、港口”等场景按真实业务协议进行模拟测试,包括PLC等业务,性能满足预期。

本次验证也充分体现了中国移动的5G-A产业链链长引领带动作用,通过加速关键技术突破和加速创新成果转化,可推动5G-A技术向行业应用向纵深拓展,助力各类工业企业提升创新效能,助力我国工业高质量可持续的发展。

UDD技术是 TDD与全双工之间承前启后的关键里程碑,将进一步提升5G的网络能力,解决当下5G网络灵活满足行业应用确定性要求和差异化需求的部署难题,也对一部分6G关键技术进行提前验证,为6G标准制定和技术落地积累重要经验。

站在新的起点,中国移动研究院愿携手社会各方,共同推进产业融合、资源融通、能力共享,为促进数实深度融合,加速新型工业化发展贡献智慧和力量。


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