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。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本科生開放。在6月11日報名截止之際,大賽組委會稱共計184支隊伍參賽。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)、基站實現(xiàn)等多個領(lǐng)域取得了突破性進展。
華為一直堅持開放式創(chuàng)新,與產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界等同行一起為價值而創(chuàng)新。5G,不僅僅是下一代移動通信技術(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) 華為是歐盟框架計劃METIS項目和5GPPP的董事會成員,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推進組的項目組長,是日本5G移動通信推進論壇的研發(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等運營商簽署了5G合作,開展5G技術(shù)驗證和試用。
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,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,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“華為高校基金”,目前已經(jīng)發(fā)展成完善的華為創(chuàng)新研究計劃(Huawei Innovation Research Program,簡稱HIRP)。HIRP通過每年面向全球的優(yōu)秀科研人員和團隊征集創(chuàng)新研究思想,并提供研究資金的方式,鼓勵與激發(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這個平臺華為也將尋找長期聯(lián)合研究合作伙伴,實現(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)計標(biāo)準(zhǔn)研究立項(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)新激情上具有獨特優(yōu)勢,華為希望和高校和研究機構(gòu)聯(lián)手,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。在5G標(biāo)準(zhǔn)化工作啟動之前,對5G關(guān)鍵技術(shù)與算法實現(xiàn)充分驗證,為全球5G標(biāo)準(zhǔn)化最終落地作出積極貢獻。
另外,5G的商用化預(yù)計在2020年前后,成規(guī)??赡芤硪稽c。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
移動寬帶將滲透到未來社會的各個領(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)帶來的體驗提升。
5G應(yīng)運而生,5G不僅僅為通信服務(wù), 5G將提供使能移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)Internet of Things (IoT)的平臺,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的體驗,智能連接的新境界將從多個層面對提升生活質(zhì)量產(chǎn)生影響。人們通過5G技術(shù)可以實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實對話、觀看3D投影,通過5G的終端設(shè)備,隨時隨地通信交流,而無論在家里、公共場所,還是交通工具上。
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)自動化機器人)、終端用戶的自組網(wǎng)等,具體如自動駕駛、超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、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還從三個維度明確了未來通信最關(guān)鍵的三個需求:時延、吞吐率及連接數(shù),分別對應(yīng)1、10、100,即1ms的時延,10Gbps的用戶速率,以及100個billion也就是1000億的連接。具體為:
- 1毫秒零延時和零等待:低于1毫秒的時延,支持實時移動控制、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:10Gbit/s的數(shù)據(jù)速率,能夠支持超高清視頻和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用以及移動云服務(wù)。
- 千億級超大容量和永遠(yuǎn)在線:需要同時支持?jǐn)?shù)十億的應(yīng)用和千億級的互聯(lián)設(shè)備。
實現(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)、基站實現(xiàn)等多個領(lǐng)域取得了突破性進展。
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: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)團隊已完成了概念原型驗證,能有效提升頻譜效率、增加連接數(shù)和降低業(yè)務(wù)時延來滿足物聯(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,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)選多個物理小區(qū)鏈路隨時隨地適配用戶體驗,有效提升有用信號、降低信號衰落和干擾。同時因上層邏輯小區(qū)唯一識別,可成功規(guī)避小區(qū)間切換,為實現(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,實驗室測試速率達(dá)業(yè)界最高115Gbps,未來總?cè)萘靠砂葱柙谌我夥较騽討B(tài)分配。
- Micro 50G:接入和無線回傳一體化架構(gòu);單站支持200多個用戶同時高清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),高頻作為擴展頻譜,支持更大的數(shù)據(jù)接入,高頻可同時按需作回傳Backhaul。