小弟在12月初上傳影片檔案時，忽然留意到網速居然高達80~90Mbps，但當下連上的不是5G網路，也不是Wi-Fi，真的是4G網路！4G的上傳可以跑那麼快？
我趕緊把SIM卡換到另一部裝有專業測試軟體的手機，哇！不得了，居然上行用上了256QAM的調變技術，怪不得可以這麼地快！！
過去我們常在訊號好的環境測過200~300Mbps的4G下載網速，一些場域甚至跑個500~600Mbps以上都不是問題，但上傳速度卻好像往往只有40~50多Mbps，翻出電腦裡過往的測速截圖，也確實如此。
愛蓁自己測過最高的上傳網速，也大概落在70Mbps左右，難不成這是4G上傳的極限網速了嗎？還是其實是業者做了限速呢
小弟先前介紹過，要得出理論可以跑出最快的下行網速，可以從頻寬、CA、MIMO及調變(Modulation)這四大指標來計算；相對的，要算出上傳的網速，其實也是一樣的，因此你的4G上傳跑不快，肯定是其中有哪些指標達不到所致。
首先，我要先把CA給砍除。CA相信大家已經非常熟悉了，中華有5CA，遠傳有4CA，台哥大有3CA，台星、亞太則有2CA，但是上傳也是有那麼多CA嗎?
不！很抱歉，我們台灣五家電信業者都沒有開出所謂的上行CA，所以實際上傳只使用單一的頻段，至於吃到多個頻段時，要用哪一個頻段上傳，答案就是看主頻段(PCell)是誰就用誰上傳囉～
那既然上行其實是可以CA的，那為何不開呢？主要有三點原因：
- 上行需求不大：
- 現在講的視訊、直播、雲端需求，那是近幾年才突然暴增的，在早期上傳的需求是真的非常小，上傳的資源基本非常充裕，沒有擴充的必要。
- 開UL CA需要花錢買授權：
- 想要開出上行CA，業者得跟基站設備商買授權，其實下行CA、MIMO和調變也是一樣，都是得買授權，即便設備能支援，但承原因(一)，上行需求不高，那當然也就不會花這個錢。
- 支援UL CA的終端少：
- 就算是業者真的開出上行CA，也要你的手機支援才能用，但是早期能支援上行CA的手機並不多，往往是要一些高階旗艦才有，且多數也支援的是連續頻段的上行CA，這並不符合台灣業者現況的頻譜分布。
現在知道沒有開上行CA了，那麼網速基本上就不可能達到200Mbps以上了，但這還沒完，我還要繼續把MIMO也砍了。
4G在規範中其實也是有上行MIMO的，最大還可支援到4x4 的UL，但據我所知是沒有哪一家信商有做UL MIMO的商用 (不過5G就有囉) ，所以你的4G也僅僅是靠單一跟天線來做上傳，不像下載有2x2及4x4。
那麼，就只剩下頻寬和調變了！那這樣是不是選一家頻寬大的業者上傳速率就會快呢？我們來看目前的4G頻譜分布簡圖：
既然沒有CA，那就是剩下單頻，而4G規範中單一頻段的最大頻寬就是20MHz，所以咱們把所有的20MHz都給Highlight出來：
不過可以發現...其實每家業者都有連續20MHz頻位，只淘汰了亞太電信，因為亞太的20MHz是屬於TDD的雙工方式，它的20MHz是上下、行一起共享的。
所以，就只剩下最後一項指標 - 調變(Modulation)
目前的4G主流上行多為64QAM，所以極限大概是可以跑到76Mbps左右，也和個人先前測出最高的70Mbps符合，而如今中華電信開出上行256QAM，速率更是可以逼近100Mbps (理論值約97~105Mbps)，經實測真的可以跑到90Mbps以上，真的非常強悍！
在此也整理各業者現在上傳可以跑到的最高速率吧：
但相信不少人看到的亮點不是中華開256QAM，而是那個台灣之星....
什麼？大家都有64QAM，那個台灣之星怎麼就只有16QAM呢？
沒錯，我想台灣之星的設備一定是能支援的，但是可能大概為了節省開支吧，所以上行就只買了16QAM的License，所以極限就只能到50Mbps囉~
而亞太電信則是因為TDD的配比設置，所以上行分配的資源少，反而它的700MHz 10MHz頻寬跑的還比較快一點。
好啦，所以中華電信現在終於脫穎而出，拿到上行之冠了！
小弟在中部地區(台中、彰化及苗栗)都有測到UL 256QAM，所以應該是全區一起開了，至於北區(Ericsson站台)我還要找時間去測測看。
在信令裡可以看到有一個enable256QAM-r14 代表有啟用上行256QAM，對比右邊的台灣大哥大則沒有這行內容。
不過呢，和UL CA一樣，你的手機也要能支援UL 256QAM才能享受到，這個要求會比UL CA還要再高，由於上行256QAM也是3GPP R14才加入的標準，從標準制定、設備推出到終端手機支援通常最少要3~4年，所以可能2021以後的中、高階手機才有機會支援。
支援256QAM UL手機終端必須達到UL Cat.16以上，大家可以去cacombo的網站查查看。
像即便是去年出的華碩ZenFone 8上行也只有Cat.13，沒有支援，要最新的ZenFone 9才有！
或者是，直接到一個訊號良好的地方測速，看看SpeedTest上傳能不能跑超過70Mbps，如果能那就可以確定手機吃到UL 256QAM了！
看到這邊，我相信不少人還是會覺得，別說這50Mbps甚至70Mbps了，我的上傳常常連20Mbps都跑不到
，這又是為什麼呢？手機上傳先天就受到體積、功耗及安全等因素限制，所以難以將訊號打回給基地台端。
- 體積問題：
- 手機不像基地台那個大一個，所有的元器件都得集成到那麼小的機身裡面。
- 功耗問題：
- 基地台由市電供電，但手機是裝電池的，如果設計一個只能用2小時就沒電的手機，那用戶大概也沒法接受。
- 安全問題：
- 手機雖然發射功率遠小於基地台，但畢竟離人體很近，電磁波的衰減是和距離平方成反比，故考量安全因素，不應將手機的發射功率調得過高。
有關基地台電磁波的議題，在先前的影片已經有非常詳細的介紹：
所以，原則上，你離基地台遠、訊號差，或是有干擾，上傳速度就不可能快！
除此之外，雖然同樣是20MHz的上行頻寬，但是頻率的高低也將會影響不同場景的上行速率。
- 高頻的訊號相對乾淨，SNR高，但是衰減快速，傳不遠，故在室內場景就會不好用(尤其是上傳)。
- 低頻繞射能力佳，但承載力差，容易塞網，也會使得速度上不去。
從以上測試，在室外收訊良好的環境，基本上個頻段都可以跑出很不錯的上傳網速，但到室內，高頻的網速就幾乎不太行，而弱訊場景更不用說了。又遠傳和中華的低頻都只有10MHz上行頻寬(遠傳現為15MHz)，故跑出來的網速也只比中頻(1800MHz)好一點。
由此可知，擁有中頻段(1800MHz)連續20MHz的業者是比較吃香的，這也是為何遠傳常常能在一些測速評比中拿到「上傳速度」的冠軍，中華大概輸在低頻是900MHz，不如700MHz更強的弱訊涵蓋，加上其Band3、Band7也有兩組只有10MHz的頻段。
而台哥大擁有低頻20MHz，在室內住家環境有上行的優勢，不過低頻就是SNR不佳，也更易塞網，所以也不是都能跑得上去。
【結論】
– 關於中華電信上行速率提升
- 中華電信Band 3、Band 7 開出UL 256QAM，實測最高上行可達90Mbps以上! 較原先64QAM實測提升約30%。
- 手機須達UL-Category16以上才能支援到UL 256QAM。
- 須於收訊良好的環境下以啟用UL 256QAM (r12-MCS 20以上)。
– 為什麼你的4G上行跑不快？
- 台灣各電信業者並無開UL_CA，為單頻傳輸。
- 台灣各電信業者4G上行採單天線SISO傳輸，無啟用MIMO。
- 手機與基站傳輸不對等，受到體積、功耗及安全議題限制。離基站距離較遠或受到遮擋，很大程度影響到上行速率。
- UL_CA、UL_MIMO、Modulation、Bandwidth 將影響一家電信業者最大可跑出的上行速率。
- 低、中、高頻的頻率特性，也將影響不同場景下的網速。
- 近年來上行需求激增，在資源不變的情況下，上傳平均網速有下滑趨勢。
- 其他因素: 基站後端頻寬、伺服器平台限速等。
- 若有大量移動的上行需求，建議可選擇中華或遠傳電信。
基本上5G由於頻寬更大，加上近一步改進編碼技術增加了頻譜利用效率，故能跑出更高的上傳網速。各業者也陸續在啟用5G的UL 256QAM。
目前由於台灣5G為NSA架構，所跑出的上傳網速為4G和5G疊加的速率，及EN-DC，大致上為：
- 中華電信 ： 240Mbps (LTE: 90Mbps + NR 150Mbps)
- 遠傳電信 ： 205Mbps (LTE: 70Mbps + NR 135Mbps
- 台灣大哥大： 175 Mbps (LTE: 65Mbps + NR 110Mbps)
- 台灣之星 ： 90Mbps (LTE: 45Mbps + NR 45Mbps)
至於未來的5G上傳，目前國外是已經有業者開出5G UL 的2x2 MIMO，就看台灣到時候邁向SA後會不會開囉～
先分享到這邊。小弟非行動通訊從業人員，所以內容整理大多仰賴自身長期實測的數據，如果有介紹不當之處請不令指正，感恩大家！！
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愛蓁 AiZhen 2022.12
