9月26日從科技部獲悉，2014年1月，國(guó)家863計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施了5G移動(dòng)通信系統(tǒng)先期研究重大項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱5G重大項(xiàng)目)，目前該項(xiàng)目取得了五方面重要階段性進(jìn)展，在技術(shù)、架構(gòu)等多方面均獲得了突破。
5G重大項(xiàng)目一期課題的主要技術(shù)目標(biāo)包括：研究5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系架構(gòu)、無(wú)線組網(wǎng)、無(wú)線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開(kāi)發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)，完成性能評(píng)估及原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開(kāi)展無(wú)線傳輸技術(shù)試驗(yàn)，支持業(yè)務(wù)總速率達(dá)10Gbps，空中接口頻譜效率和功率效率較4G提升10倍。5G重大項(xiàng)目二期則重點(diǎn)圍繞以下5G關(guān)鍵性技術(shù)展開(kāi)研究：研制可靈活配置且吞吐率達(dá)10-100Gbps的5G基站軟試驗(yàn)平臺(tái)；探索毫米波頻譜資源的開(kāi)發(fā)利用；研究不同體制環(huán)境下的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)；探索5G網(wǎng)絡(luò)安全新機(jī)制；研究面向5G的新型調(diào)制編碼技術(shù)，提升鏈路性能。5G是面向2020年移動(dòng)通信發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。
目前，該項(xiàng)目已取得如下重要階段性進(jìn)展：
一、完成了5G系統(tǒng)需求與愿景、典型應(yīng)用場(chǎng)景與KPI、及頻譜需求分析研究，為我國(guó)參與5G標(biāo)準(zhǔn)的制定打下了技術(shù)基礎(chǔ)。
課題組完成了5G愿景與需求研究，提出了5G典型場(chǎng)景和關(guān)鍵能力指標(biāo)體系，核心研究成果輸入到ITU；明確了5G的技術(shù)演進(jìn)路線和5G核心關(guān)鍵技術(shù)，提出了5G無(wú)線技術(shù)框架及網(wǎng)絡(luò)框架；完成面向2020年的5G頻譜需求預(yù)測(cè)，提出了我國(guó)5G潛在候選頻段建議，對(duì)6-100GHz重點(diǎn)候選頻段開(kāi)展信道測(cè)量與建模研究；有效組織開(kāi)展5G研究及國(guó)際合作，逐步形成我國(guó)在5G研究方面的引領(lǐng)地位。
二、在5G新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架研究方面進(jìn)行創(chuàng)新，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)密集組網(wǎng)、高通量協(xié)作組網(wǎng)、CU分離超蜂窩構(gòu)架、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)虛擬化等研究方向取得重要突破。
提出了支持高密度聚合的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——協(xié)作2.0網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，完成了基于軟件定義的接入網(wǎng)與核心網(wǎng)的接口設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高密度聚合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的靈活配置和統(tǒng)一管理；研究了高密度異構(gòu)聚合網(wǎng)絡(luò)的干擾抑制、高效協(xié)作以及能效提升的方法，解決了存在多類業(yè)務(wù)時(shí)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)按需匹配；研究了支持5G高密度聚合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)場(chǎng)景的系統(tǒng)級(jí)仿真評(píng)估方法，開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)；搭建了支持5G網(wǎng)絡(luò)高密度異構(gòu)融合的室內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境，完成了原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并已經(jīng)開(kāi)展了部分關(guān)鍵技術(shù)的測(cè)試驗(yàn)證。
開(kāi)展了高通量5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究，包括高密集網(wǎng)絡(luò)分層模型與頻率復(fù)用機(jī)制、數(shù)據(jù)與控制分離架構(gòu)、分布干擾協(xié)調(diào)與異構(gòu)資源聯(lián)合調(diào)配、無(wú)線自回傳、自組織組網(wǎng)以及統(tǒng)一承載技術(shù)；初步完成了5G高通量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)；初步搭建了5G高通量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念驗(yàn)證平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)面和控制面分離的基本功能。
開(kāi)展了面向5G 的無(wú)線組網(wǎng)、接入網(wǎng)處理的虛擬化技術(shù)研究，形成了完整的5G超蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。設(shè)計(jì)了超蜂窩無(wú)線組網(wǎng)體制，研發(fā)了YaRAN接入網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化平臺(tái)。提出了非棧協(xié)議虛擬化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、基于云計(jì)算的無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)、半靜態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施編排機(jī)制與雙層資源映射方法、一種基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的LTE和WiFi融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信令開(kāi)銷及業(yè)務(wù)響應(yīng)時(shí)間；開(kāi)發(fā)了5G超蜂窩無(wú)線組網(wǎng)仿真平臺(tái)以及4種原型驗(yàn)證系統(tǒng)，并對(duì)上述關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。正在形成統(tǒng)一的大型原型驗(yàn)證測(cè)試床，對(duì)任務(wù)總體性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，包括5G網(wǎng)絡(luò)的域效、譜效、能效和彈性等指標(biāo)。
提出了5G無(wú)線融合網(wǎng)絡(luò)虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)模型、控制信令與業(yè)務(wù)承載分離技術(shù)及協(xié)議棧功能虛擬劃分方法、多元異質(zhì)無(wú)線通信資源虛擬化模型、多域資源的認(rèn)知協(xié)同技術(shù)；完成了5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，初步搭建了5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)虛擬化軟硬件試驗(yàn)系統(tǒng)和仿真平臺(tái)，理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果表明所提信令簡(jiǎn)化方案較4G系統(tǒng)可降低信令開(kāi)銷。
三、突破5G無(wú)線傳輸核心關(guān)鍵技術(shù)，在大規(guī)模無(wú)線天線陣列和高效協(xié)作傳輸方面取得重要進(jìn)展，為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目擬定的總體目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
開(kāi)展了適用于5G需求的大規(guī)模協(xié)作傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究，針對(duì)大規(guī)模MIMO和密集分布式無(wú)線傳輸系統(tǒng)，完成了信道建模與信道狀態(tài)信息獲取、空分多址傳輸、鏈路自適應(yīng)傳輸、干擾信道下高性能接收機(jī)、多用戶調(diào)度、系統(tǒng)同步與控制信息傳輸以及大規(guī)模MIMO陣列天線、緊湊多天線、以及低功率可配置射頻技術(shù)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；初步完成了仿真驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)建，開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)的性能與評(píng)估；開(kāi)展了支持64天線大規(guī)模MIMO以及128天線密集分布式無(wú)線傳輸原型系統(tǒng)的構(gòu)建和關(guān)鍵技術(shù)的研究。
開(kāi)展了大規(guī)模協(xié)作傳輸高能效和高譜效基礎(chǔ)理論、信道建模、傳輸技術(shù)、高效協(xié)作傳輸、節(jié)能傳輸技術(shù)的研究以及大規(guī)模有源陣列天線的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)；完成了基于大規(guī)模實(shí)測(cè)3D-MIMO的鏈路與系統(tǒng)仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)，并開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)的性能評(píng)估與驗(yàn)證；開(kāi)展了支持大規(guī)模128天線MIMO陣列、基站處理池、終端實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)。
完成了PDMA發(fā)射機(jī)與低復(fù)雜度接收機(jī)、低時(shí)延的多元LDPC編碼及聯(lián)合編碼調(diào)制、FBMC多載波系統(tǒng)的迭代信道估計(jì)方法和針對(duì)超奈奎斯特預(yù)編碼的低復(fù)雜度檢測(cè)算法的研究，形成了以“PDMA非正交多址接入+多元LDPC編碼”為代表的5G譜效提升的總體技術(shù)方案。形成面向5G系移動(dòng)通信的非正交傳輸技術(shù)方案；完成了高密度用戶接入典型場(chǎng)景下SCMA傳輸仿真驗(yàn)證；完成了面向小流量數(shù)據(jù)包頻繁交互的NB-LDPC編碼仿真驗(yàn)證；搭建了5G移動(dòng)通信“協(xié)作多點(diǎn)傳輸CoMP”典型場(chǎng)景下的FBMC傳輸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)并進(jìn)行了部分測(cè)試驗(yàn)證。
提出了以波束分多址(BDMA)為基礎(chǔ)的大規(guī)模MIMO完整傳輸方案；已完成基帶子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及固定頻段射頻單元的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)可支持64-256天線通道，搭建了5G大規(guī)模MIMO外場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境；天線規(guī)模、系統(tǒng)帶寬和處理能力具有可擴(kuò)展性。
四、突破限制我國(guó)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的毫米波射頻芯片關(guān)鍵技術(shù)，并在國(guó)際上上首次驗(yàn)證了物理層安全技術(shù)在5G移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用的可行性。
完成了毫米波無(wú)線接入架構(gòu)、物理層關(guān)鍵技術(shù)、媒體接入控制技術(shù)研究；完成了毫米波CMOS 60GHz射頻單通道系統(tǒng)芯片和42-48GHz芯片模塊設(shè)計(jì)與流片；完成了基于自主研發(fā)芯片的60GHz頻段模擬前端硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使我國(guó)在這一薄弱環(huán)節(jié)的研究迅速接近國(guó)際先進(jìn)水平。面向我國(guó)主導(dǎo)的IEEE 802.11aj無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定，在45GHz毫米波MIMO設(shè)計(jì)、調(diào)制解調(diào)、信道編譯碼等方面取得突破性進(jìn)展，已向IEEE國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織提交一系列提案，完成了IEEE802.11aj技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草案的擬定。
提出了未來(lái)寬帶無(wú)線接入安全體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)安全模型，驗(yàn)證了面向5G物理層安全的無(wú)線傳輸技術(shù)、密鑰生成技術(shù)及輕量級(jí)加密和無(wú)線安全認(rèn)證技術(shù)的可行性；搭建1套大規(guī)模天線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，具體包括2套模擬基站的32天線通信系統(tǒng)、2套模擬合法用戶和竊聽(tīng)者的32天線通信系統(tǒng)，完成對(duì)物理層安全傳輸技術(shù)進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能自測(cè)試。
提出了支持多種業(yè)務(wù)需求的多級(jí)安全架構(gòu)、基于物理層的“無(wú)條件”安全傳輸和跨層安全傳輸方案、一種新的基于物理層接入認(rèn)證方法和基于MIMO的密鑰分發(fā)方案；研制了支持5G無(wú)線接入安全傳輸和組網(wǎng)仿真平臺(tái)；搭建了支持5G安全傳輸、認(rèn)證等關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的試驗(yàn)環(huán)境，包括2個(gè)8發(fā)8收，1個(gè)4發(fā)4收和2個(gè)2發(fā)2收的節(jié)點(diǎn)。
五、超前部署5G新技術(shù)的測(cè)試與評(píng)估研究，支撐我國(guó)5G技術(shù)研發(fā)走在世界前列。
根據(jù) 5G 總體目標(biāo)、業(yè)務(wù)需求和技術(shù)需求進(jìn)行測(cè)試需求分析，完成了測(cè)試需求分析報(bào)告、評(píng)估測(cè)試系統(tǒng)指標(biāo)分解和定義，初步形成了評(píng)估指標(biāo)集；完成了典型應(yīng)用場(chǎng)景下的用戶和業(yè)務(wù)分布模型建模；完成針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)及仿真評(píng)估方法研究；提出MIMO近場(chǎng)測(cè)試方案，搭建了大規(guī)模陣列天線軟件仿真評(píng)估平臺(tái)和大規(guī)模陣列天線測(cè)試環(huán)境；開(kāi)發(fā)了5G候選頻段共存評(píng)估仿真測(cè)試平臺(tái)并完成了評(píng)估分析；初步完成外場(chǎng)測(cè)試環(huán)境建設(shè)，包括測(cè)試終端和干擾設(shè)備的設(shè)計(jì)和基本模塊的開(kāi)發(fā)；完成多核并行計(jì)算仿真平臺(tái)，支持大規(guī)模天線和超密集組網(wǎng)技術(shù)的仿真。
根據(jù)工信部總體部署，我國(guó)的5G基礎(chǔ)研發(fā)試驗(yàn)將在2016年到2018年進(jìn)行，分為5G關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)、5G技術(shù)方案驗(yàn)證和5G系統(tǒng)驗(yàn)證三個(gè)階段進(jìn)行。之后將進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段，并有望最早在2020年正式商用。
業(yè)內(nèi)人士指出，在全球著手開(kāi)展5G研發(fā)的初期，我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)尤其是縱向細(xì)分領(lǐng)域的企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極介入，共同推動(dòng)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，通過(guò)5G的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)的研究，能夠在核心器件取得突破，擺脫核心器件對(duì)外依賴的局面。保障我國(guó)產(chǎn)業(yè)在未來(lái)5G標(biāo)準(zhǔn)體系當(dāng)中，占有重要位置。
