9月26日從科技部獲悉，2014年1月，國家863計畫啟動實施了5G移動通信系統先期研究重大專案（以下簡稱5G重大專案），目前該專案取得了五方面重要階段性進展，在技術、架構等多方面均獲得了突破。
5G重大專案一期課題的主要技術目標包括：研究5G網路系統體系架構、無線組網、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發與利用等關鍵技術，完成性能評估及原型系統設計，開展無線傳輸技術試驗，支援業務總速率達10Gbps，空中介面頻譜效率和功率效率較4G提升10倍。5G重大專案二期則重點圍繞以下5G關鍵性技術展開研究：研製可靈活配置且吞吐率達10-100Gbps的5G基站軟試驗平臺；探索毫米波頻譜資源的開發利用；研究不同體制環境下的無線網路虛擬化技術；探索5G網路安全新機制；研究面向5G的新型調製編碼技術，提升鏈路性能。5G是面向2020年移動通信發展的新一代移動通信系統。
目前，該專案已取得如下重要階段性進展：
一、完成了5G系統需求與願景、典型應用場景與KPI、及頻譜需求分析研究，為我國參與5G標準的制定打下了技術基礎。
課題組完成了5G願景與需求研究，提出了5G典型場景和關鍵能力指標體系，核心研究成果輸入到ITU；明確了5G的技術演進路線和5G核心關鍵技術，提出了5G無線技術框架及網路框架；完成面向2020年的5G頻譜需求預測，提出了我國5G潛在候選頻段建議，對6-100GHz重點候選頻段開展通道測量與建模研究；有效組織開展5G研究及國際合作，逐步形成我國在5G研究方面的引領地位。
二、在5G新型無線網路構架研究方面進行創新，在無線網路密集組網、高通量協作組網、CU分離超蜂窩構架、無線接入網路虛擬化等研究方向取得重要突破。
提出了支援高密度聚合的無線網路架構——協作2.0網路架構，完成了基於軟體定義的接入網與核心網的介面設計，實現了高密度聚合異構網路的靈活配置和統一管理；研究了高密度異構聚合網路的干擾抑制、高效協作以及能效提升的方法，解決了存在多類業務時的業務網路按需匹配；研究了支援5G高密度聚合異構網路組網場景的系統級模擬評估方法，開發了系統級模擬平臺；搭建了支援5G網路高密度異構融合的室內試驗環境，完成了原型系統設計，並已經開展了部分關鍵技術的測試驗證。
開展了高通量5G無線網路架構及相關關鍵技術的研究，包括高密集網路分層模型與頻率複用機制、資料與控制分離架構、分佈干擾協調與異構資源聯合調配、無線自回傳、自組織組網以及統一承載技術；初步完成了5G高通量無線網路架構的模擬平臺的設計；初步搭建了5G高通量無線網路架構概念驗證平臺，實現了資料面和控制面分離的基本功能。
開展了面向5G 的無線組網、接入網處理的虛擬化技術研究，形成了完整的5G超蜂窩網路架構。設計了超蜂窩無線組網體制，研發了YaRAN接入網基礎設施虛擬化平臺。提出了非棧協議虛擬化網路架構、基於雲計算的無線接入網架構、半靜態基礎設施編排機制與雙層資源映射方法、一種基於網路功能虛擬化的LTE和WiFi融合網路架構，降低了異構網路信令開銷及業務回應時間；開發了5G超蜂窩無線組網模擬平臺以及4種原型驗證系統，並對上述關鍵技術進行驗證。正在形成統一的大型原型驗證測試床，對任務總體性能指標進行驗證，包括5G網路的域效、譜效、能效和彈性等指標。
提出了5G無線融合網路虛擬化系統架構模型、控制信令與業務承載分離技術及協議棧功能虛擬劃分方法、多元異質無線通訊資源虛擬化模型、多域資源的認知協同技術；完成了5G無線網路虛擬化試驗系統的設計方案，初步搭建了5G無線網路虛擬化軟硬體試驗系統和模擬平臺，理論分析和數值模擬結果表明所提信令簡化方案較4G系統可降低信令開銷。
三、突破5G無線傳輸核心關鍵技術，在大規模無線天線陣列和高效協作傳輸方面取得重要進展，為實現專案擬定的總體目標奠定了堅實的基礎。
開展了適用於5G需求的大規模協作傳輸關鍵技術研究，針對大規模MIMO和密集分散式無線傳輸系統，完成了通道建模與通道狀態資訊獲取、空分多址傳輸、鏈路自我調整傳輸、干擾通道下高性能接收機、多使用者調度、系統同步與控制資訊傳輸以及大規模MIMO陣列天線、緊湊多天線、以及低功率可配置射頻技術的設計與開發；初步完成了模擬驗證平臺的構建，開展了關鍵技術的性能與評估；開展了支援64天線大規模MIMO以及128天線密集分散式無線傳輸原型系統的構建和關鍵技術的研究。
開展了大規模協作傳輸高能效和高譜效基礎理論、通道建模、傳輸技術、高效協作傳輸、節能傳輸技術的研究以及大規模有源陣列天線的設計與開發；完成了基於大規模實測3D-MIMO的鏈路與系統模擬平臺開發，並開展了關鍵技術的性能評估與驗證；開展了支援大規模128天線MIMO陣列、基站處理池、終端實驗平臺的軟硬體開發和試驗驗證任務。
完成了PDMA發射機與低複雜度接收機、低時延的多元LDPC編碼及聯合編碼調製、FBMC多載波系統的反覆運算通道估計方法和針對超奈奎斯特預編碼的低複雜度檢測演算法的研究，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方案。形成面向5G系移動通信的非正交傳輸技術方案；完成了高密度使用者接入典型場景下SCMA傳輸模擬驗證；完成了面向小流量資料包頻繁交互的NB-LDPC編碼模擬驗證；搭建了5G移動通信“協作多點傳輸CoMP”典型場景下的FBMC傳輸實驗驗證平臺並進行了部分測試驗證。
提出了以波束分多址（BDMA）為基礎的大規模MIMO完整傳輸方案；已完成基帶子系統的開發及固定頻段射頻單元的開發，系統可支援64-256天線通道，搭建了5G大規模MIMO外場試驗環境；天線規模、系統頻寬和處理能力具有可擴展性。
四、突破限制我國產業未來發展的毫米波射頻晶片關鍵技術，並在國際上上首次驗證了實體層安全技術在5G移動通信系統應用的可行性。
完成了毫米波無線接入架構、實體層關鍵技術、媒體接入控制技術研究；完成了毫米波CMOS 60GHz射頻單通道系統晶片和42-48GHz晶片模組設計與流片；完成了基於自主研發晶片的60GHz頻段類比前端硬體的設計與實現，使我國在這一薄弱環節的研究迅速接近國際先進水準。面向我國主導的IEEE 802.11aj無線局域網協定標準的制定，在45GHz毫米波MIMO設計、調製解調、通道編解碼等方面取得突破性進展，已向IEEE國際標準組織提交一系列提案，完成了IEEE802.11aj技術標準草案的擬定。
提出了未來寬頻無線接入安全體系架構與網路安全模型，驗證了面向5G實體層安全的無線傳輸技術、金鑰生成技術及羽量級加密和無線安全認證技術的可行性；搭建1套大規模天線實驗驗證系統，具體包括2套類比基站的32天線通信系統、2套類比合法用戶和竊聽者的32天線通信系統，完成對實體層安全傳輸技術進行功能驗證和性能自測試。
提出了支持多種業務需求的多級安全架構、基於實體層的“無條件”安全傳輸和跨層安全傳輸方案、一種新的基於實體層接入認證方法和基於MIMO的金鑰分發方案；研製了支援5G無線接入安全傳輸和組網模擬平臺；搭建了支援5G安全傳輸、認證等關鍵技術驗證的試驗環境，包括2個8發8收，1個4發4收和2個2發2收的節點。
五、超前部署5G新技術的測試與評估研究，支撐我國5G技術研發走在世界前列。
根據 5G 總體目標、業務需求和技術需求進行測試需求分析，完成了測試需求分析報告、評估測試系統指標分解和定義，初步形成了評估指標集；完成了典型應用場景下的使用者和業務分佈模型建模；完成針對5G網路的系統及模擬評估方法研究；提出MIMO近場測試方案，搭建了大規模陣列天線軟體模擬評估平臺和大規模陣列天線測試環境；開發了5G候選頻段共存評估模擬測試平臺並完成了評估分析；初步完成外場測試環境建設,包括測試終端和干擾設備的設計和基本模組的開發；完成多核平行計算模擬平臺，支援大規模天線和超密集組網技術的模擬。
根據工信部總體部署，我國的5G基礎研發試驗將在2016年到2018年進行，分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段進行。之後將進入5G網路建設階段，並有望最早在2020年正式商用。
業內人士指出，在全球著手開展5G研發的初期，我國產業鏈各環節尤其是縱向細分領域的企業應當積極介入，共同推動5G技術標準研究，通過5G的標準和產業的研究，能夠在核心器件取得突破，擺脫核心器件對外依賴的局面。保障我國產業在未來5G標準體系當中，佔有重要位置。
5G重大專案一期課題的主要技術目標包括：研究5G網路系統體系架構、無線組網、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發與利用等關鍵技術，完成性能評估及原型系統設計，開展無線傳輸技術試驗，支援業務總速率達10Gbps，空中介面頻譜效率和功率效率較4G提升10倍。5G重大專案二期則重點圍繞以下5G關鍵性技術展開研究：研製可靈活配置且吞吐率達10-100Gbps的5G基站軟試驗平臺；探索毫米波頻譜資源的開發利用；研究不同體制環境下的無線網路虛擬化技術；探索5G網路安全新機制；研究面向5G的新型調製編碼技術，提升鏈路性能。5G是面向2020年移動通信發展的新一代移動通信系統。
目前，該專案已取得如下重要階段性進展：
一、完成了5G系統需求與願景、典型應用場景與KPI、及頻譜需求分析研究，為我國參與5G標準的制定打下了技術基礎。
課題組完成了5G願景與需求研究，提出了5G典型場景和關鍵能力指標體系，核心研究成果輸入到ITU；明確了5G的技術演進路線和5G核心關鍵技術，提出了5G無線技術框架及網路框架；完成面向2020年的5G頻譜需求預測，提出了我國5G潛在候選頻段建議，對6-100GHz重點候選頻段開展通道測量與建模研究；有效組織開展5G研究及國際合作，逐步形成我國在5G研究方面的引領地位。
二、在5G新型無線網路構架研究方面進行創新，在無線網路密集組網、高通量協作組網、CU分離超蜂窩構架、無線接入網路虛擬化等研究方向取得重要突破。
提出了支援高密度聚合的無線網路架構——協作2.0網路架構，完成了基於軟體定義的接入網與核心網的介面設計，實現了高密度聚合異構網路的靈活配置和統一管理；研究了高密度異構聚合網路的干擾抑制、高效協作以及能效提升的方法，解決了存在多類業務時的業務網路按需匹配；研究了支援5G高密度聚合異構網路組網場景的系統級模擬評估方法，開發了系統級模擬平臺；搭建了支援5G網路高密度異構融合的室內試驗環境，完成了原型系統設計，並已經開展了部分關鍵技術的測試驗證。
開展了高通量5G無線網路架構及相關關鍵技術的研究，包括高密集網路分層模型與頻率複用機制、資料與控制分離架構、分佈干擾協調與異構資源聯合調配、無線自回傳、自組織組網以及統一承載技術；初步完成了5G高通量無線網路架構的模擬平臺的設計；初步搭建了5G高通量無線網路架構概念驗證平臺，實現了資料面和控制面分離的基本功能。
開展了面向5G 的無線組網、接入網處理的虛擬化技術研究，形成了完整的5G超蜂窩網路架構。設計了超蜂窩無線組網體制，研發了YaRAN接入網基礎設施虛擬化平臺。提出了非棧協議虛擬化網路架構、基於雲計算的無線接入網架構、半靜態基礎設施編排機制與雙層資源映射方法、一種基於網路功能虛擬化的LTE和WiFi融合網路架構，降低了異構網路信令開銷及業務回應時間；開發了5G超蜂窩無線組網模擬平臺以及4種原型驗證系統，並對上述關鍵技術進行驗證。正在形成統一的大型原型驗證測試床，對任務總體性能指標進行驗證，包括5G網路的域效、譜效、能效和彈性等指標。
提出了5G無線融合網路虛擬化系統架構模型、控制信令與業務承載分離技術及協議棧功能虛擬劃分方法、多元異質無線通訊資源虛擬化模型、多域資源的認知協同技術；完成了5G無線網路虛擬化試驗系統的設計方案，初步搭建了5G無線網路虛擬化軟硬體試驗系統和模擬平臺，理論分析和數值模擬結果表明所提信令簡化方案較4G系統可降低信令開銷。
三、突破5G無線傳輸核心關鍵技術，在大規模無線天線陣列和高效協作傳輸方面取得重要進展，為實現專案擬定的總體目標奠定了堅實的基礎。
開展了適用於5G需求的大規模協作傳輸關鍵技術研究，針對大規模MIMO和密集分散式無線傳輸系統，完成了通道建模與通道狀態資訊獲取、空分多址傳輸、鏈路自我調整傳輸、干擾通道下高性能接收機、多使用者調度、系統同步與控制資訊傳輸以及大規模MIMO陣列天線、緊湊多天線、以及低功率可配置射頻技術的設計與開發；初步完成了模擬驗證平臺的構建，開展了關鍵技術的性能與評估；開展了支援64天線大規模MIMO以及128天線密集分散式無線傳輸原型系統的構建和關鍵技術的研究。
開展了大規模協作傳輸高能效和高譜效基礎理論、通道建模、傳輸技術、高效協作傳輸、節能傳輸技術的研究以及大規模有源陣列天線的設計與開發；完成了基於大規模實測3D-MIMO的鏈路與系統模擬平臺開發，並開展了關鍵技術的性能評估與驗證；開展了支援大規模128天線MIMO陣列、基站處理池、終端實驗平臺的軟硬體開發和試驗驗證任務。
完成了PDMA發射機與低複雜度接收機、低時延的多元LDPC編碼及聯合編碼調製、FBMC多載波系統的反覆運算通道估計方法和針對超奈奎斯特預編碼的低複雜度檢測演算法的研究，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方案。形成面向5G系移動通信的非正交傳輸技術方案；完成了高密度使用者接入典型場景下SCMA傳輸模擬驗證；完成了面向小流量資料包頻繁交互的NB-LDPC編碼模擬驗證；搭建了5G移動通信“協作多點傳輸CoMP”典型場景下的FBMC傳輸實驗驗證平臺並進行了部分測試驗證。
提出了以波束分多址（BDMA）為基礎的大規模MIMO完整傳輸方案；已完成基帶子系統的開發及固定頻段射頻單元的開發，系統可支援64-256天線通道，搭建了5G大規模MIMO外場試驗環境；天線規模、系統頻寬和處理能力具有可擴展性。
四、突破限制我國產業未來發展的毫米波射頻晶片關鍵技術，並在國際上上首次驗證了實體層安全技術在5G移動通信系統應用的可行性。
完成了毫米波無線接入架構、實體層關鍵技術、媒體接入控制技術研究；完成了毫米波CMOS 60GHz射頻單通道系統晶片和42-48GHz晶片模組設計與流片；完成了基於自主研發晶片的60GHz頻段類比前端硬體的設計與實現，使我國在這一薄弱環節的研究迅速接近國際先進水準。面向我國主導的IEEE 802.11aj無線局域網協定標準的制定，在45GHz毫米波MIMO設計、調製解調、通道編解碼等方面取得突破性進展，已向IEEE國際標準組織提交一系列提案，完成了IEEE802.11aj技術標準草案的擬定。
提出了未來寬頻無線接入安全體系架構與網路安全模型，驗證了面向5G實體層安全的無線傳輸技術、金鑰生成技術及羽量級加密和無線安全認證技術的可行性；搭建1套大規模天線實驗驗證系統，具體包括2套類比基站的32天線通信系統、2套類比合法用戶和竊聽者的32天線通信系統，完成對實體層安全傳輸技術進行功能驗證和性能自測試。
提出了支持多種業務需求的多級安全架構、基於實體層的“無條件”安全傳輸和跨層安全傳輸方案、一種新的基於實體層接入認證方法和基於MIMO的金鑰分發方案；研製了支援5G無線接入安全傳輸和組網模擬平臺；搭建了支援5G安全傳輸、認證等關鍵技術驗證的試驗環境，包括2個8發8收，1個4發4收和2個2發2收的節點。
五、超前部署5G新技術的測試與評估研究，支撐我國5G技術研發走在世界前列。
根據 5G 總體目標、業務需求和技術需求進行測試需求分析，完成了測試需求分析報告、評估測試系統指標分解和定義，初步形成了評估指標集；完成了典型應用場景下的使用者和業務分佈模型建模；完成針對5G網路的系統及模擬評估方法研究；提出MIMO近場測試方案，搭建了大規模陣列天線軟體模擬評估平臺和大規模陣列天線測試環境；開發了5G候選頻段共存評估模擬測試平臺並完成了評估分析；初步完成外場測試環境建設,包括測試終端和干擾設備的設計和基本模組的開發；完成多核平行計算模擬平臺，支援大規模天線和超密集組網技術的模擬。
根據工信部總體部署，我國的5G基礎研發試驗將在2016年到2018年進行，分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段進行。之後將進入5G網路建設階段，並有望最早在2020年正式商用。
業內人士指出，在全球著手開展5G研發的初期，我國產業鏈各環節尤其是縱向細分領域的企業應當積極介入，共同推動5G技術標準研究，通過5G的標準和產業的研究，能夠在核心器件取得突破，擺脫核心器件對外依賴的局面。保障我國產業在未來5G標準體系當中，佔有重要位置。
最新評論