《電子技術(shù)應(yīng)用》
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在高校熊熊燃燒起5G研究的熱情

第一屆5G算法創(chuàng)新大賽有184支隊(duì)伍參賽,,華為等企業(yè)鼎力支持,!
2015-06-29

  2015年5月21日,,“第一屆5G算法創(chuàng)新大賽”在西安電子科技大學(xué)啟動(dòng),。其由Altera、西安電子科技大學(xué),、友晶科技主辦,,華為英特爾,、展訊等公司贊助,。大賽面向全國大專院校碩士和博士研究生以及高年級(jí)本科生開放。在6月11日報(bào)名截止之際,,大賽組委會(huì)稱共計(jì)184支隊(duì)伍參賽,。從此,在中國的高校拉開了5G算法研究的大幕,,各路英雄豪杰紛紛摩拳擦掌試比高低,。

  在啟動(dòng)儀式上,華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線首席戰(zhàn)略官余泉等企業(yè)家談了5G的發(fā)展規(guī)劃及研發(fā)布局,。以下是余泉先生的講演部分(注:根據(jù)速記整理,,未經(jīng)講演者確認(rèn))。

  華為的5G研究現(xiàn)狀

  華為早在2009年就開始5G研究,。目前已經(jīng)投入500名以上研究專家,,分布在全球9個(gè)5G研究中心。華為在2018年前至少投資6億美元,,用于5G技術(shù)的研究與創(chuàng)新,。當(dāng)前已經(jīng)在組網(wǎng)架構(gòu),、頻譜使用,、空口技術(shù)、基站實(shí)現(xiàn)等多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。

  華為一直堅(jiān)持開放式創(chuàng)新,,與產(chǎn)業(yè)界,、學(xué)術(shù)界等同行一起為價(jià)值而創(chuàng)新。5G,,不僅僅是下一代移動(dòng)通信技術(shù),,更是未來全聯(lián)接世界的使能者,需要全行業(yè)的合作創(chuàng)新,。

  1) 華為是歐盟框架計(jì)劃METIS項(xiàng)目和5GPPP的董事會(huì)成員,,是英國5GIC(5G創(chuàng)新中心,專注于MBB)的創(chuàng)始人之一,,是5GVIA(專注于垂直行業(yè))的創(chuàng)始人之一,。華為是中國IMT-2020 5G推進(jìn)組的項(xiàng)目組長,是日本5G移動(dòng)通信推進(jìn)論壇的研發(fā)合作伙伴,。

  2) 華為與日本NTT DOCOMO,、韓國LGU+、德國電信,、新加坡電信,、俄羅斯Megafon,中東Etisalat等運(yùn)營商簽署了5G合作,,開展5G技術(shù)驗(yàn)證和試用,。

  3) 除了華為自身投入巨資研究5G之外,華為同樣與全球頂級(jí)20多所大學(xué)開展5G研究,,包括美國的哈佛大學(xué),、紐約大學(xué)、歐洲慕尼黑工業(yè)大學(xué),、瑞典皇家工學(xué)院,。

  4) 同時(shí),華為呼吁制定全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn),。

  為什么要參與此次校園活動(dòng),,并開展5G算法競賽?

  華為在集合業(yè)界特別是高校的資源合作是有傳統(tǒng)的。華為早在1999年就設(shè)立了“華為高?;稹?,目前已經(jīng)發(fā)展成完善的華為創(chuàng)新研究計(jì)劃(Huawei Innovation Research Program,簡稱HIRP),。HIRP通過每年面向全球的優(yōu)秀科研人員和團(tuán)隊(duì)征集創(chuàng)新研究思想,,并提供研究資金的方式,鼓勵(lì)與激發(fā)學(xué)術(shù)屆對技術(shù)創(chuàng)新的大膽嘗試,,并代表華為對他們在新技術(shù),、新業(yè)務(wù)領(lǐng)域,、以及用創(chuàng)新思路解決傳統(tǒng)問題的工作的支持。通過HIRP這個(gè)平臺(tái)華為也將尋找長期聯(lián)合研究合作伙伴,,實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新,,合作共贏,共建更加美好的全聯(lián)接世界!截止到2014年,,涉及無線通信,、光通信、工程技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)與安全,、軟硬件等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的上千名學(xué)者已經(jīng)參與到華為創(chuàng)新研究計(jì)劃中。HIRP是本屆5G算法創(chuàng)新大賽的重要贊助者,。

  當(dāng)前還屬于5G標(biāo)準(zhǔn)前研究階段,,業(yè)界預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究立項(xiàng)(Study Item) 將從3GPP R14(2016年)開始。華為作為定義5G全球標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)領(lǐng)袖,,通過長期技術(shù)創(chuàng)新和積累,,提出5G若干候選技術(shù),包括此次大賽的三大算法SCMA(Sparse Code Multiple Access)稀疏碼多址接入,,F(xiàn)-OFDM(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)可變子載波帶寬的非正交接入,,Polar Code極化碼技術(shù)。高校學(xué)者和大學(xué)生在開展理論研究和年輕人創(chuàng)新激情上具有獨(dú)特優(yōu)勢,,華為希望和高校和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)手,,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。在5G標(biāo)準(zhǔn)化工作啟動(dòng)之前,,對5G關(guān)鍵技術(shù)與算法實(shí)現(xiàn)充分驗(yàn)證,,為全球5G標(biāo)準(zhǔn)化最終落地作出積極貢獻(xiàn)。

  另外,,5G的商用化預(yù)計(jì)在2020年前后,,成規(guī)模可能要更晚一點(diǎn),。如果能讓一些頂尖的學(xué)生更早地接觸最新技術(shù),,將來就能更好地接5G等下一代無線技術(shù)產(chǎn)業(yè)這一棒,這為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)接力人才也是非常關(guān)鍵的,。

  5G在萬物互聯(lián)中的應(yīng)用展望以及形成的技術(shù)需求和框架

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  移動(dòng)寬帶將滲透到未來社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,,未來充滿無限可能,人們對全聯(lián)接美好藍(lán)圖的期待越來越迫切:

  - 用戶期望溝通和分享的方式產(chǎn)生革命性的改變;

  - 用戶期望實(shí)現(xiàn)萬物連接(人與人,、物與物,、人與物)帶來的互聯(lián)互通的便利,即Internet of Things (IoT);

  - 用戶期望真正的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)帶來的體驗(yàn)提升,。

  5G應(yīng)運(yùn)而生,,5G不僅僅為通信服務(wù),, 5G將提供使能移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)Internet of Things (IoT)的平臺(tái),以用戶為中心構(gòu)建全方位信息生態(tài)系統(tǒng),,提供各種可能和跨界整合,。

  5G的影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出ICT的行業(yè)范疇,,華為提出了三個(gè)everything的未來發(fā)展趨勢,,即Everything on Mobile,Everything connected,,Every function virtualized,,獲得業(yè)界廣泛認(rèn)可。

  5G技術(shù)的應(yīng)用,,將帶來更加豐富的溝通方式和更加真實(shí)的體驗(yàn),,智能連接的新境界將從多個(gè)層面對提升生活質(zhì)量產(chǎn)生影響。人們通過5G技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)對話,、觀看3D投影,,通過5G的終端設(shè)備,隨時(shí)隨地通信交流,,而無論在家里,、公共場所,還是交通工具上,。

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  華為定義了超業(yè)務(wù)HyperService Cube,, 甄選和日常工作生活緊密相關(guān)的15個(gè)典型應(yīng)用場景,如海量鏈接的物聯(lián)網(wǎng),、垂直產(chǎn)業(yè)場景(汽車,,醫(yī)療,工業(yè)自動(dòng)化機(jī)器人),、終端用戶的自組網(wǎng)等,,具體如自動(dòng)駕駛、超高清視頻,、虛擬現(xiàn)實(shí),、醫(yī)療保健、智能家居,、全聯(lián)接的智能傳感器等場景,。

  此外,HyperService Cube還從三個(gè)維度明確了未來通信最關(guān)鍵的三個(gè)需求:時(shí)延,、吞吐率及連接數(shù),,分別對應(yīng)1、10,、100,,即1ms的時(shí)延,,10Gbps的用戶速率,以及100個(gè)billion也就是1000億的連接,。具體為:

  - 1毫秒零延時(shí)和零等待:低于1毫秒的時(shí)延,,支持實(shí)時(shí)移動(dòng)控制、車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和通信,。

  - 10Gbit/s身臨其境,、類光纖速率的體驗(yàn):10Gbit/s的數(shù)據(jù)速率,能夠支持超高清視頻和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用以及移動(dòng)云服務(wù),。

  - 千億級(jí)超大容量和永遠(yuǎn)在線:需要同時(shí)支持?jǐn)?shù)十億的應(yīng)用和千億級(jí)的互聯(lián)設(shè)備,。

  實(shí)現(xiàn)全聯(lián)接世界的美好藍(lán)圖面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn),華為在研究創(chuàng)新上一直堅(jiān)持投入,,當(dāng)前已經(jīng)在組網(wǎng)架構(gòu),、頻譜使用、空口技術(shù),、基站實(shí)現(xiàn)等多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,。

  5G頻譜

  - 全頻譜——華為5G系統(tǒng)支持6GHz以下核心頻段, 也將支持高于6GHz的擴(kuò)展頻段。

  - 高頻可用于接入和回傳Backhaul,,通過高低頻混合組網(wǎng)獲得最佳頻譜利用,。

  5G新空口

  - 在華為提出的一系列5G新空口技術(shù)中,最受關(guān)注的是自適應(yīng)軟件定義的空口設(shè)計(jì):基于SCMA(Sparse Code Multiple Access)稀疏碼多址和F-OFDM(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)可變子載波帶寬的非正交接入,,以及Polar Code極化碼技術(shù),。當(dāng)前華為研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成了概念原型驗(yàn)證,能有效提升頻譜效率,、增加連接數(shù)和降低業(yè)務(wù)時(shí)延來滿足物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)業(yè)務(wù)的部署以及虛擬現(xiàn)實(shí)等高帶寬的業(yè)務(wù)需求,。

  - SCMA在相同資源下復(fù)用更多用戶,增益相對于OFDMA提升300%,。另外華為在抗多徑全雙工技術(shù),、大規(guī)模天線MIMO技術(shù)、全數(shù)字化射頻技術(shù)等領(lǐng)域也取得了創(chuàng)新突破,,在提高頻譜效率,、能源效率的同時(shí),降低全網(wǎng)成本,。

  5G網(wǎng)絡(luò)

  - 業(yè)務(wù)定義的網(wǎng)絡(luò) (Service oriented network):未來5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將集連接管理,、移動(dòng)性管理、安全性管理和路由管理于一體,,以用戶為中心,,支撐海量垂直行業(yè)應(yīng)用。

  - 核心網(wǎng)功能虛擬化:核心網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)更靈活的網(wǎng)絡(luò)開放和應(yīng)用創(chuàng)新,,核心網(wǎng)基于云架構(gòu),,按需實(shí)現(xiàn)分片(slice)資源分配,。

  - No Cell:無線接入網(wǎng)的創(chuàng)新架構(gòu),以用戶為中心,,突破用戶與Cell綁定的傳統(tǒng)架構(gòu),,聯(lián)合優(yōu)選多個(gè)物理小區(qū)鏈路隨時(shí)隨地適配用戶體驗(yàn),有效提升有用信號(hào),、降低信號(hào)衰落和干擾,。同時(shí)因上層邏輯小區(qū)唯一識(shí)別,可成功規(guī)避小區(qū)間切換,,為實(shí)現(xiàn)5G超密度網(wǎng)路架構(gòu)奠定了基礎(chǔ),。

  5G基站原型

  - 華為推出全球首款100Gbps無線傳輸系統(tǒng)原型機(jī),,實(shí)驗(yàn)室測試速率達(dá)業(yè)界最高115Gbps,,未來總?cè)萘靠砂葱柙谌我夥较騽?dòng)態(tài)分配。

  - Micro 50G:接入和無線回傳一體化架構(gòu);單站支持200多個(gè)用戶同時(shí)高清4K視頻通信; 單站支持百萬傳感器的鏈接,。

  - 100G on Demand小站, 內(nèi)置高低頻模塊,,語音數(shù)據(jù)接入以低頻為核心頻段(小于6GHz),高頻作為擴(kuò)展頻譜,,支持更大的數(shù)據(jù)接入,,高頻可同時(shí)按需作回傳Backhaul。


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