在高校熊熊燃烧起5G研究的热情

　　摘要：2015年5月21日，“第一届5G算法创新大赛”在西安电子科技大学启动。其由Altera、西安电子科技大学、友晶科技主办，华为、英特尔、展讯等公司赞助。大赛面向全国大专院校硕士和博士研究生以及高年级本科生开放。在6月11日报名截止之际，大赛组委会称共计184支队伍参赛。从此，在中国的高校拉开了5G算法研究的大幕，各路英雄豪杰纷纷摩拳擦掌试比高低。

　　在启动仪式上，华为无线网络产品线首席战略官余泉等企业家谈了5G的发展规划及研发布局。以下是余泉先生的讲演部分(注：根据速记整理，未经讲演者确认)。

　　华为的5G研究现状　

　　华为早在2009年就开始5G研究。目前已经投入500名以上研究专家，分布在全球9个5G研究中心。华为在2018年前至少投资6亿美元，用于5G技术的研究与创新。当前已经在组网架构、频谱使用、空口技术、基站实现等多个领域取得了突破性进展。

　　华为一直坚持开放式创新，与产业界、学术界等同行一起为价值而创新。5G，不仅仅是下一代移动通信技术，更是未来全联接世界的使能者，需要全行业的合作创新。

　　1) 华为是欧盟框架计划METIS项目和5GPPP的董事会成员，是英国5GIC(5G创新中心，专注于MBB)的创始人之一，是5GVIA(专注于垂直行业)的创始人之一。华为是中国IMT-2020 5G推进组的项目组长，是日本5G移动通信推进论坛的研发合作伙伴。

　　2) 华为与日本NTT DOCOMO、韩国LGU+、德国电信、新加坡电信、俄罗斯Megafon，中东Etisalat等运营商签署了5G合作，开展5G技术验证和试用。

　　3) 除了华为自身投入巨资研究5G之外，华为同样与全球顶级20多所大学开展5G研究，包括美国的哈佛大学、纽约大学、欧洲慕尼黑工业大学、瑞典皇家工学院。

　　4) 同时，华为呼吁制定全球统一的5G标准。

　　为什么要参与此次校园活动，并开展5G算法竞赛?

　　华为在集合业界特别是高校的资源合作是有传统的。华为早在1999年就设立了“华为高校基金”，目前已经发展成完善的华为创新研究计划(Huawei Innovation Research Program，简称HIRP)。HIRP通过每年面向全球的优秀科研人员和团队征集创新研究思想，并提供研究资金的方式，鼓励与激发学术届对技术创新的大胆尝试，并代表华为对他们在新技术、新业务领域、以及用创新思路解决传统问题的工作的支持。通过HIRP这个平台华为也将寻找长期联合研究合作伙伴，实现协同创新，合作共赢，共建更加美好的全联接世界!截止到2014年，涉及无线通信、光通信、工程技术、网络与安全、软硬件等多个技术领域的上千名学者已经参与到华为创新研究计划中。HIRP是本届5G算法创新大赛的重要赞助者。

　　当前还属于5G标准前研究阶段，业界预计标准研究立项(Study Item) 将从3GPP R14(2016年)开始。华为作为定义5G全球标准的行业领袖，通过长期技术创新和积累，提出5G若干候选技术，包括此次大赛的三大算法SCMA(Sparse Code Multiple Access)稀疏码多址接入，F-OFDM(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)可变子载波带宽的非正交接入，Polar Code极化码技术。高校学者和大学生在开展理论研究和年轻人创新激情上具有独特优势，华为希望和高校和研究机构联手，实现优势互补。在5G标准化工作启动之前，对5G关键技术与算法实现充分验证，为全球5G标准化最终落地作出积极贡献。

　　另外，5G的商用化预计在2020年前后，成规模可能要更晚一点。如果能让一些顶尖的学生更早地接触最新技术，将来就能更好地接5G等下一代无线技术产业这一棒，这为产业培养接力人才也是非常关键的。

　　5G在万物互联中的应用展望以及形成的技术需求和框架

• 　　移动宽带将渗透到未来社会的各个领域，未来充满无限可能，人们对全联接美好蓝图的期待越来越迫切：

　　- 用户期望沟通和分享的方式产生革命性的改变;

　　- 用户期望实现万物连接(人与人、物与物、人与物)带来的互联互通的便利，即Internet of Things (IoT);

　　- 用户期望真正的网络互联带来的体验提升。

• 　　 5G应运而生，5G不仅仅为通信服务， 5G将提供使能移动互联网和物联网Internet of Things (IoT)的平台，以用户为中心构建全方位信息生态系统，提供各种可能和跨界整合。
• 　　 5G的影响将远远超出ICT的行业范畴，华为提出了三个everything的未来发展趋势，即Everything on Mobile，Everything connected，Every function virtualized，获得业界广泛认可。
  

　　5G技术的应用，将带来更加丰富的沟通方式和更加真实的体验，智能连接的新境界将从多个层面对提升生活质量产生影响。人们通过5G技术可以实现虚拟现实对话、观看3D投影，通过5G的终端设备，随时随地通信交流，而无论在家里、公共场所，还是交通工具上。

• 　　 华为定义了超业务HyperService Cube， 甄选和日常工作生活紧密相关的15个典型应用场景，如海量链接的物联网、垂直产业场景(汽车，医疗，工业自动化机器人)、终端用户的自组网等，具体如自动驾驶、超高清视频、虚拟现实、医疗保健、智能家居、全联接的智能传感器等场景。
  
• 　　 此外，HyperService Cube还从三个维度明确了未来通信最关键的三个需求：时延、吞吐率及连接数，分别对应1、10、100，即1ms的时延，10Gbps的用户速率，以及100个billion也就是1000亿的连接。具体为：

　　- 1毫秒零延时和零等待：低于1毫秒的时延，支持实时移动控制、车联网应用和通信。

　　- 10Gbit/s身临其境、类光纤速率的体验：10Gbit/s的数据速率，能够支持超高清视频和虚拟现实应用以及移动云服务。

　　- 千亿级超大容量和永远在线：需要同时支持数十亿的应用和千亿级的互联设备。

　　实现全联接世界的美好蓝图面临许多技术挑战，华为在研究创新上一直坚持投入，当前已经在组网架构、频谱使用、空口技术、基站实现等多个领域取得了突破性进展。

• 　　 5G频谱

　　- 全频谱——华为5G系统支持6GHz以下核心频段, 也将支持高于6GHz的扩展频段。

　　- 高频可用于接入和回传Backhaul，通过高低频混合组网获得最佳频谱利用。

• 　　 5G新空口

　　- 在华为提出的一系列5G新空口技术中，最受关注的是自适应软件定义的空口设计：基于SCMA(Sparse Code Multiple Access)稀疏码多址和F-OFDM(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)可变子载波带宽的非正交接入，以及Polar Code极化码技术。当前华为研发团队已完成了概念原型验证，能有效提升频谱效率、增加连接数和降低业务时延来满足物联网(Internet of Things)业务的部署以及虚拟现实等高带宽的业务需求。

　　- SCMA在相同资源下复用更多用户，增益相对于OFDMA提升300%。另外华为在抗多径全双工技术、大规模天线MIMO技术、全数字化射频技术等领域也取得了创新突破，在提高频谱效率、能源效率的同时，降低全网成本。

• 　　 5G网络

　　- 业务定义的网络 (Service oriented network)：未来5G网络架构将集连接管理、移动性管理、安全性管理和路由管理于一体，以用户为中心，支撑海量垂直行业应用。

　　- 核心网功能虚拟化：核心网将实现更灵活的网络开放和应用创新，核心网基于云架构，按需实现分片(slice)资源分配。

　　- No Cell：无线接入网的创新架构，以用户为中心，突破用户与Cell绑定的传统架构，联合优选多个物理小区链路随时随地适配用户体验，有效提升有用信号、降低信号衰落和干扰。同时因上层逻辑小区唯一识别，可成功规避小区间切换，为实现5G超密度网路架构奠定了基础。

• 　　 5G基站原型

　　- 华为推出全球首款100Gbps无线传输系统原型机，实验室测试速率达业界最高115Gbps，未来总容量可按需在任意方向动态分配。

　　- Micro 50G：接入和无线回传一体化架构;单站支持200多个用户同时高清4K视频通信; 单站支持百万传感器的链接。

　　- 100G on Demand小站, 内置高低频模块，语音数据接入以低频为核心频段(小于6GHz)，高频作为扩展频谱，支持更大的数据接入，高频可同时按需作回传Backhaul。

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　　后记：

　　收到大赛组委会发来的消息：自启动以来，第一届5G算法创新大赛得到了各高校老师和学生空前热情的支持和积极参与，，截止6月11日报名结束，共有184支队伍报名参赛，参赛队伍遍布从哈尔滨到香港的全国31个城市的76所高校。据分析，在参赛队伍中，既有势在必得的国际型强队，也有抱着学习态度积极参加的新生力量!甚至有个别高校选派十几支队伍参赛。可见，国内高校对新技术和5G研究的热情与志在必得的信心!通过大赛看到了下一代无线通信技术5G产学研的凝聚力!让我们为5G产业的发展协力共进吧!