提升频谱柔性，子带全双工成就“单频多能”

        随着5G和千行百业的紧密结合，网络需要面对复杂场景和多样化的业务需求，如XR、云化PLC、AGV、机器视觉等。如何在有限的频谱资源上提供更优性能的思考一直驱动着5G技术的内在变革。

        在2G、3G和4G网络中主要采用FDD（频分双工）和TDD（时分双工）的双工制式。FDD利用对称的频谱来区分上下行，其特点是时域连续时延小，但带宽小、容量低；TDD将不同的时隙划分给上行或下行，其特点是带宽大、容量高，但由于时域不连续，时延较大。FDD和TDD的时频资源固定使用方式既有优势，也存在其局限性。因此业界一直希望通过“全双工”的方式提升频谱效率和灵活性，即上下行在相同的频谱上同时发送和接收，也称为“同时同频全双工”，理论上频谱效率可提升一倍。

“子带全双工“是“全双工”的首要里程碑节点

        尽管全双工可实现时频资源的最有效利用，但由于上下行链路相互干扰，对基站和终端的设计复杂度提出了更高的挑战。因此在5G-Advanced初期，将会从子带全双工开始考虑，逐渐研究引入基站和终端都能支持的全双工网络。

        子带全双工制式（SubBand Full Duplex， SBFD）在单载波的频域划分不重叠的上行子带和下行子带，使得基站可以在同一个频谱内同时收发；从终端侧看，其仍然采用TDD制式，但不同终端可能看到不同的TDD帧结构效果，因而频谱灵活性提升。

        子带全双工是TDD频谱在空口上的一次突破式创新，可以为不同用户“按需”提供5G服务，满足运营商的中长期部署需求。

子带全双工产品和关键技术突破

        中兴通讯与中国移动一起紧密协作推动双工技术的研究探索，已率先完成子带全双工技术突破和验证。

• 子带全双工RRU业内首发，通过空频域/模拟域/数字域抑制自干扰

        由于基站具备同时收发能力，所以子带全双工面临的第一个技术难题就是“自干扰”：基站发射出去的大功率信号将会被基站自己直接接收，进而造成严重的自干扰。因此必须进行全新的射频模块的设计。

        中兴通讯推出业内首个子带全双工RRU设备（见图1），该设备引入了多维的自干扰抑制技术，包括：将发送链路和接收链路隔离开，增加空域/天线域的隔离度；增加子带模拟滤波器，提升滤波性能；增加数字域联合的自干扰抑制技术，借助发送端的信息进行干扰抵消。通过空频域、模拟域和数字域的能力联合，使得自干扰抑制能力超过了130dB，可以将严重的自干扰抑制到预期水平。

• 灵活的帧结构设计，兼容现网5G商用终端，实现5G-A技术超前应用

        为了尽量兼容现网的商用终端，中兴通讯对子带全双工的帧结构进行了精心设计（见图2）。第一，为了保护现网的存量商用终端可以正常接入系统，将帧结构的第一个时隙固定为下行时隙（D时隙），保证控制信息正常下发；同时将帧结构的最后一个时隙固定为上行时隙（U时隙），使得现网终端可以正常接入；其余的3个时隙设置为Flexible时隙（F时隙），在这3个时隙中可以基于子带划分和实际的业务需求进行灵活的资源分配和调度。

        目前已经完成和商用终端的对接，充分说明5G存量商用终端可以正常接入子带全双工系统中，实现大上行业务和低时延并发的业务。

• 基站调度能力提升，满足一网多能需求

        基于子带全双工的灵活帧结构，基站拥有了更为灵活的上下行资源调度能力，可依据用户的实际业务需求进行资源调度。例如，对于上行大带宽的业务，可以调度F时隙上行子带和U时隙上的资源，使得上行流量最大化。对于低时延业务，可以进行类似于DS帧的调度，单向时延可降至1ms。此外，基站还可通过“跨子带调度”，同时满足大上行和低时延并发的要求。通过调度能力增强，基站实现用户级的服务能力定制，做到“单频多能”，灵活适配差异化的业务需求。

        中兴通讯的子带全双工系统已实现单载波上单用户上行吞吐量达1.4Gbps，端到端时延降低到4ms以内，达业内最佳水平。

        子带全双工技术是向“全双工“迈进的第一步，释放了收发控制的自由度，改变了网络频谱使用的传统模式，是5G-Advanced关键技术特性，将使能更多的应用场景。