2016年5月31日,第一屆全球5G 大會(huì)(Global 5G Event)暨2016 IMT-2020(5G)大會(huì)在京召開(kāi)。大唐電信集團(tuán)基于在5G技術(shù)的整體布局,在本次大會(huì)上展示了一系列領(lǐng)先的5G特色技術(shù)。
當(dāng)前5G研究已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)化階段。大唐電信集團(tuán)作為中國(guó)3G(TD-SCDMA)、4G(TD-LTE)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的領(lǐng)先者,擁有多年的標(biāo)準(zhǔn)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)積累,并率先進(jìn)行了5G研發(fā)和布局。此次大會(huì),大唐展示了其業(yè)界領(lǐng)先的5G綜合驗(yàn)證平臺(tái),該平臺(tái)具備充分的靈活性和處理能力,可通過(guò)靈活配置支持各種典型5G場(chǎng)景的多技術(shù)組合驗(yàn)證,支撐5G的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化。
在該驗(yàn)證平臺(tái)上,大唐展示了領(lǐng)先的超大規(guī)模天線(Massive MIMO)技術(shù)、非正交多址接入(PDMA)技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。這是繼大唐2013年發(fā)布《5G白皮書》、2015年發(fā)布5G網(wǎng)絡(luò)安全白皮書(《建設(shè)安全可信的網(wǎng)絡(luò)空間》)后,在5G特色技術(shù)領(lǐng)域的又一次隆重亮相,體現(xiàn)了大唐的強(qiáng)勁技術(shù)實(shí)力。
下面針對(duì)三大特色技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步介紹:
天線技術(shù)
大規(guī)模天線(Massive MIMO),又稱為large-scale MIMO,由幾十至上千根天線構(gòu)成,利用大規(guī)模天線陣列帶來(lái)的陣列增益和多用戶復(fù)用增益,可以在相同的時(shí)頻資源上復(fù)用更多的用戶,并可以使小區(qū)平均頻譜效率和邊緣用戶的頻譜效率得到極大的提升。
通俗地講,大規(guī)模天線技術(shù)就是通過(guò)大幅增加天線數(shù),從而更加精確地分辨不同用戶,保證多個(gè)用戶使用相同的資源時(shí)相互之間的干擾足夠低,從而達(dá)到提升容量的目的。
大唐在多天線技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)方面有首屈一指的積累和優(yōu)勢(shì),從3G到4G,再到5G,大唐始終引領(lǐng)著多天線技術(shù)的發(fā)展方向,并得到了工業(yè)界的認(rèn)可。
在3G時(shí)代:大唐首次將智能天線用于移動(dòng)通信系統(tǒng)1995年大唐開(kāi)始智能天線用于公眾通信系統(tǒng)的研究與產(chǎn)業(yè)化隨著TD-SCDMA系統(tǒng)的部署,首次把智能天線技術(shù)引入公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)在4G LTE時(shí)代:大唐的智能天線技術(shù)拓展到多流波束賦形多流波束賦形技術(shù)實(shí)現(xiàn)了波束賦形與空間復(fù)用的深度融合多流波束賦形技術(shù)為多天線技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及更大規(guī)模天線的應(yīng)用指明了方向在5G關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)中:多天線技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到大規(guī)模天線,大唐首家研制出256天線的5G Massive MIMO樣機(jī)大唐帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)高校和企業(yè)成功申請(qǐng)了863 5G一期 5G無(wú)線傳輸課題,重點(diǎn)進(jìn)行了大規(guī)模天線技術(shù)的基礎(chǔ)研究和原型平臺(tái)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證工作2014年,大唐率先完成128天線3D-MIMO原理驗(yàn)證2015年,首家推出256天線Massive MIMO樣機(jī),標(biāo)志著大唐在大規(guī)模天線上的領(lǐng)先地位鑒于大規(guī)模天線技術(shù)在提升系統(tǒng)頻譜利用效率、系統(tǒng)容量和用戶體驗(yàn)方面的巨大潛力,大規(guī)模天線技術(shù)已經(jīng)成為5G公認(rèn)的關(guān)鍵技術(shù)方向。
在未來(lái)的5G系統(tǒng)中,大規(guī)模天線技術(shù)的應(yīng)用主要包括:針對(duì)廣闊服務(wù)區(qū)域的宏覆蓋場(chǎng)景;針對(duì)高層建筑的覆蓋場(chǎng)景;針對(duì)室內(nèi)外熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋;針對(duì)大容量無(wú)線傳輸?shù)幕貍麈溌贰?/p>
大規(guī)模非正交多址接入技術(shù)(PDMA技術(shù))
非正交多址接入技術(shù)主要是用來(lái)突破正交多址接入技術(shù)的容量極限,最大限度地利用日益稀缺的頻譜資源。
以往移動(dòng)通信系統(tǒng)以多址接入方式作為革新?lián)Q代的標(biāo)志,例如,1G-4G分別采用了FDMA、TDMA、CDMA和OFDMA的正交多址接入。對(duì)于正交多址接入,用戶在發(fā)送端占用不同的無(wú)線資源,接收端易于使用線性接收機(jī)來(lái)進(jìn)行多用戶檢測(cè),復(fù)雜度較低,但系統(tǒng)容量會(huì)受限于可分割的正交資源數(shù)目。和4G相比,5G需要支持更大的容量,這意味著需要在已有正交資源基礎(chǔ)上進(jìn)一步復(fù)用更多的用戶,造成用戶占用的無(wú)線資源不再正交,這便是非正交多址接入。
非正交多址接入需要在接收端引入非線性檢測(cè)來(lái)區(qū)分用戶,得益于器件的發(fā)展,目前非正交已經(jīng)從理論研究走向了實(shí)際應(yīng)用。理論上,非正交多址接入將完全突破正交多址接入的容量極限,能夠依據(jù)多用戶復(fù)用倍數(shù)來(lái)成倍地提升系統(tǒng)容量。
大唐自2008年開(kāi)始率先在業(yè)界研究非正交多址接入技術(shù),提出了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PDMA圖樣分割非正交多址接入技術(shù)。PDMA技術(shù)能夠普適地應(yīng)用于5G系統(tǒng)的典型場(chǎng)景,最大限度地利用日益稀缺的頻譜資源。PDMA技術(shù)能夠提升移動(dòng)寬帶應(yīng)用的頻譜效率和系統(tǒng)容量,提升大連接物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的連接數(shù),降低高可靠低時(shí)延通信應(yīng)用的時(shí)延和提升可靠性。
PDMA是業(yè)界提出最早、技術(shù)理論最全面的非正交多址技術(shù)。自2008年開(kāi)始到2014年,大唐一直推動(dòng)非正交多址接入技術(shù)的研究工作。2014年,應(yīng)業(yè)界專家建議,大唐在業(yè)內(nèi)第一次正式命名了PDMA(Pattern Division Multiple Access,圖樣分割多址接入)技術(shù)。
自2014年,大唐帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)知名高校和科研院所聯(lián)合進(jìn)行PDMA技術(shù)的研究與性能評(píng)估,在IMT-2020推進(jìn)組主導(dǎo)了新型多址接入技術(shù)專題并提交了多份文稿,成功申請(qǐng)了863 5G二期課題“5G新型調(diào)制編碼和高效鏈路技術(shù)研發(fā)”。在國(guó)際上,PDMA技術(shù)也得到了業(yè)界的廣為認(rèn)可,已被成功地納入ITU面向5G的新技術(shù)趨勢(shì)報(bào)告M.2243中。
目前,大唐已經(jīng)開(kāi)發(fā)了PDMA技術(shù)的原型系統(tǒng),借助于多終端模擬器,能夠支持上行3倍接入用戶數(shù)的性能驗(yàn)證,后續(xù)大唐還將向業(yè)界進(jìn)行PDMA技術(shù)的更多場(chǎng)景應(yīng)用驗(yàn)證。
車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
ITU在2015年確定了5G的應(yīng)用場(chǎng)景包括增強(qiáng)寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)、低時(shí)延高可靠的物聯(lián)網(wǎng)三類。其中,低時(shí)延高可靠物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于對(duì)于一些特殊性能指標(biāo)有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景,比如未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車和某些工業(yè)控制場(chǎng)景,需要實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)傳輸時(shí)延,同時(shí)還要求很高的傳輸可靠性,通過(guò)特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物理層技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)未來(lái)5G用于這類特殊場(chǎng)景的技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是低時(shí)延高可靠場(chǎng)景的一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例,通過(guò)終端直通技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)汽車之間、汽車與路側(cè)設(shè)備間的通信,從而實(shí)現(xiàn)汽車主動(dòng)安全控制與自動(dòng)駕駛。
大唐在國(guó)內(nèi)率先提出利用LTE-V技術(shù)作為支持未來(lái)汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的關(guān)鍵技術(shù),需要滿足未來(lái)V2X應(yīng)用乃至自動(dòng)駕駛的需求。
2014年6月,大唐成功研制出全球第一臺(tái)LTE-V車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,可支持車聯(lián)網(wǎng)V2X自組織通信,并具有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。實(shí)現(xiàn)了交叉路口讓行、剎車告警、高優(yōu)先級(jí)車輛讓行、信息分享等典型V2X應(yīng)用場(chǎng)景。
2015年4月,在南京亞太智能交通論壇期間,大唐進(jìn)行了基于LTE-V技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的社會(huì)道路實(shí)景演示,在社會(huì)道路環(huán)境下展示了包含9輛車和3個(gè)路側(cè)節(jié)點(diǎn)的智能交通應(yīng)用,這是業(yè)界唯一一家提供社會(huì)道路環(huán)境車路協(xié)同系統(tǒng)實(shí)景演示的企業(yè)。
目前,大唐電信集團(tuán)正在加速推進(jìn)V2X產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。參與國(guó)內(nèi)V2X示范建設(shè)工作,聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈各方,推動(dòng)開(kāi)展V2X示范應(yīng)用和規(guī)模試驗(yàn),拓展面向自動(dòng)駕駛的創(chuàng)新應(yīng)用(如輔助駕駛、車隊(duì)自動(dòng)駕駛),達(dá)到低時(shí)延(千分之一秒)高可靠(99.999%)目標(biāo)。
大唐圍繞LTE-V通信解決方案同步開(kāi)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局,在CCSA、3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織的車路協(xié)同等方向開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作。在CCSA,牽頭并完成了車輛安全短程通信和車路協(xié)同系統(tǒng)安全兩個(gè)研究項(xiàng)目;聯(lián)合牽頭“基于LTE車聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)總體技術(shù)要求”行標(biāo)立項(xiàng),聯(lián)合牽頭“智能交通車車-車路主動(dòng)安全應(yīng)用的頻率需求和相關(guān)干擾共存研究”立項(xiàng)。在3GPP,聯(lián)合牽頭3GPP RAN LTE V2X技術(shù)研究項(xiàng)目以及標(biāo)準(zhǔn)化工作項(xiàng)目,擔(dān)任第二報(bào)告人。
以上若干關(guān)鍵技術(shù)的研究與突破,將對(duì)我國(guó)“3G突破、4G同步、5G引領(lǐng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要的推動(dòng)作用。這些技術(shù)的演示和驗(yàn)證,證明了我國(guó)在5G核心技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)突破,將為我國(guó)在后續(xù)的5G標(biāo)準(zhǔn)化制定打下良好的基礎(chǔ)。
虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛、智能制造,這些即將爆發(fā)的創(chuàng)新應(yīng)用,均依賴于萬(wàn)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)支撐,大唐本次展示的超大規(guī)模天線技術(shù)、PDMA非正交多址接入技術(shù)將明顯提升未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的容量和更高的通信速率,為萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)提供關(guān)鍵核心技術(shù),進(jìn)而極大改變未來(lái)的生活和生產(chǎn)方式,做到信息隨心所至,萬(wàn)物觸手可及。
本次大會(huì)是在IMT-2020(5G)推進(jìn)組、5G PPP、5GMF、5G Forum、5G Americas等機(jī)構(gòu)達(dá)成共識(shí)后,首次聯(lián)合主辦的第一屆全球5G大會(huì),通過(guò)本次大會(huì)展示全球和我國(guó)5G研發(fā)進(jìn)展,推動(dòng)全球5G標(biāo)準(zhǔn)共識(shí)形成,促進(jìn)全球5G產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用發(fā)展。大唐后續(xù)將在本次技術(shù)展示基礎(chǔ)上,針對(duì)5G典型應(yīng)用場(chǎng)景,陸續(xù)發(fā)布系統(tǒng)設(shè)備、測(cè)試儀表、終端設(shè)備、終端芯片等技術(shù)產(chǎn)品,為中國(guó)實(shí)現(xiàn)5G引領(lǐng)貢獻(xiàn)力量。
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