9月26日從科技部獲悉，2014年1月，國家863計劃啟動實施了5G移動通信系統(tǒng)先期研究重大項目(以下簡稱5G重大項目)，目前該項目取得了五方面重要階段性進展，在技術(shù)、架構(gòu)等多方面均獲得了突破。
5G重大項目一期課題的主要技術(shù)目標包括：研究5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系架構(gòu)、無線組網(wǎng)、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)，完成性能評估及原型系統(tǒng)設(shè)計，開展無線傳輸技術(shù)試驗，支持業(yè)務(wù)總速率達10Gbps，空中接口頻譜效率和功率效率較4G提升10倍。5G重大項目二期則重點圍繞以下5G關(guān)鍵性技術(shù)展開研究：研制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(fā)利用；研究不同體制環(huán)境下的無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)；探索5G網(wǎng)絡(luò)安全新機制；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年移動通信發(fā)展的新一代移動通信系統(tǒng)。
目前，該項目已取得如下重要階段性進展：
一、完成了5G系統(tǒng)需求與愿景、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(shù)基礎(chǔ)。
課題組完成了5G愿景與需求研究，提出了5G典型場景和關(guān)鍵能力指標體系，核心研究成果輸入到ITU；明確了5G的技術(shù)演進路線和5G核心關(guān)鍵技術(shù)，提出了5G無線技術(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重點候選頻段開展信道測量與建模研究；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(lǐng)地位。
二、在5G新型無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架研究方面進行創(chuàng)新，在無線網(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，實現(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)場景的系統(tǒng)級仿真評估方法，開發(fā)了系統(tǒng)級仿真平臺；搭建了支持5G網(wǎng)絡(luò)高密度異構(gòu)融合的室內(nèi)試驗環(huán)境，完成了原型系統(tǒng)設(shè)計，并已經(jīng)開展了部分關(guān)鍵技術(shù)的測試驗證。
開展了高通量5G無線網(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)分層模型與頻率復用機制、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高通量無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的仿真平臺的設(shè)計；初步搭建了5G高通量無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念驗證平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)面和控制面分離的基本功能。
開展了面向5G 的無線組網(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)計了超蜂窩無線組網(wǎng)體制，研發(fā)了YaRAN接入網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化平臺。提出了非棧協(xié)議虛擬化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、基于云計算的無線接入網(wǎng)架構(gòu)、半靜態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施編排機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)信令開銷及業(yè)務(wù)響應時間；開發(fā)了5G超蜂窩無線組網(wǎng)仿真平臺以及4種原型驗證系統(tǒng)，并對上述關(guān)鍵技術(shù)進行驗證。正在形成統(tǒng)一的大型原型驗證測試床，對任務(wù)總體性能指標進行驗證，包括5G網(wǎng)絡(luò)的域效、譜效、能效和彈性等指標。
提出了5G無線融合網(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)無線通信資源虛擬化模型、多域資源的認知協(xié)同技術(shù)；完成了5G無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化試驗系統(tǒng)的設(shè)計方案，初步搭建了5G無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化軟硬件試驗系統(tǒng)和仿真平臺，理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果表明所提信令簡化方案較4G系統(tǒng)可降低信令開銷。
三、突破5G無線傳輸核心關(guān)鍵技術(shù)，在大規(guī)模無線天線陣列和高效協(xié)作傳輸方面取得重要進展，為實現(xiàn)項目擬定的總體目標奠定了堅實的基礎(chǔ)。
開展了適用于5G需求的大規(guī)模協(xié)作傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究，針對大規(guī)模MIMO和密集分布式無線傳輸系統(tǒng)，完成了信道建模與信道狀態(tài)信息獲取、空分多址傳輸、鏈路自適應傳輸、干擾信道下高性能接收機、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)計與開發(fā)；初步完成了仿真驗證平臺的構(gòu)建，開展了關(guān)鍵技術(shù)的性能與評估；開展了支持64天線大規(guī)模MIMO以及128天線密集分布式無線傳輸原型系統(tǒng)的構(gòu)建和關(guān)鍵技術(shù)的研究。
開展了大規(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)計與開發(fā)；完成了基于大規(guī)模實測3D-MIMO的鏈路與系統(tǒng)仿真平臺開發(fā)，并開展了關(guān)鍵技術(shù)的性能評估與驗證；開展了支持大規(guī)模128天線MIMO陣列、基站處理池、終端實驗平臺的軟硬件開發(fā)和試驗驗證任務(wù)。
完成了PDMA發(fā)射機與低復雜度接收機、低時延的多元LDPC編碼及聯(lián)合編碼調(diào)制、FBMC多載波系統(tǒng)的迭代信道估計方法和針對超奈奎斯特預編碼的低復雜度檢測算法的研究，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景下SCMA傳輸仿真驗證；完成了面向小流量數(shù)據(jù)包頻繁交互的NB-LDPC編碼仿真驗證；搭建了5G移動通信“協(xié)作多點傳輸CoMP”典型場景下的FBMC傳輸實驗驗證平臺并進行了部分測試驗證。
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)的開發(fā)及固定頻段射頻單元的開發(fā)，系統(tǒng)可支持64-256天線通道，搭建了5G大規(guī)模MIMO外場試驗環(huán)境；天線規(guī)模、系統(tǒng)帶寬和處理能力具有可擴展性。
四、突破限制我國產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的毫米波射頻芯片關(guān)鍵技術(shù)，并在國際上上首次驗證了物理層安全技術(shù)在5G移動通信系統(tǒng)應用的可行性。
完成了毫米波無線接入架構(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)計與實現(xiàn)，使我國在這一薄弱環(huán)節(jié)的研究迅速接近國際先進水平。面向我國主導的IEEE 802.11aj無線局域網(wǎng)協(xié)議標準的制定，在45GHz毫米波MIMO設(shè)計、調(diào)制解調(diào)、信道編譯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(shù)標準草案的擬定。
提出了未來寬帶無線接入安全體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)安全模型，驗證了面向5G物理層安全的無線傳輸技術(shù)、密鑰生成技術(shù)及輕量級加密和無線安全認證技術(shù)的可行性；搭建1套大規(guī)模天線實驗驗證系統(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者的32天線通信系統(tǒng)，完成對物理層安全傳輸技術(shù)進行功能驗證和性能自測試。
提出了支持多種業(yè)務(wù)需求的多級安全架構(gòu)、基于物理層的“無條件”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證方法和基于MIMO的密鑰分發(fā)方案；研制了支持5G無線接入安全傳輸和組網(wǎng)仿真平臺；搭建了支持5G安全傳輸、認證等關(guān)鍵技術(shù)驗證的試驗環(huán)境，包括2個8發(fā)8收，1個4發(fā)4收和2個2發(fā)2收的節(jié)點。
五、超前部署5G新技術(shù)的測試與評估研究，支撐我國5G技術(shù)研發(fā)走在世界前列。
根據(jù) 5G 總體目標、業(yè)務(wù)需求和技術(shù)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(tǒng)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用戶和業(yè)務(wù)分布模型建模；完成針對5G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)及仿真評估方法研究；提出MIMO近場測試方案，搭建了大規(guī)模陣列天線軟件仿真評估平臺和大規(guī)模陣列天線測試環(huán)境；開發(fā)了5G候選頻段共存評估仿真測試平臺并完成了評估分析；初步完成外場測試環(huán)境建設(shè)，包括測試終端和干擾設(shè)備的設(shè)計和基本模塊的開發(fā)；完成多核并行計算仿真平臺，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，我國的5G基礎(chǔ)研發(fā)試驗將在2016年到2018年進行，分為5G關(guān)鍵技術(shù)試驗、5G技術(shù)方案驗證和5G系統(tǒng)驗證三個階段進行。之后將進入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，在全球著手開展5G研發(fā)的初期，我國產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)尤其是縱向細分領(lǐng)域的企業(yè)應當積極介入，共同推動5G技術(shù)標準研究，通過5G的標準和產(chǎn)業(yè)的研究，能夠在核心器件取得突破，擺脫核心器件對外依賴的局面。保障我國產(chǎn)業(yè)在未來5G標準體系當中，占有重要位置。
