尤肖虎举报 尤肖虎ICTC 2016主题报告会演讲全文

东南大学移动通信国家重点实验室主任、博导、教授 尤肖虎

2016年10月19日,ICTC 2016主题报告会在杭州隆重开幕。会上,东南大学移动通信国家重点实验室主任、博导尤肖虎教授作了主题报告演讲。

在移动通信领域,融合是一个非常重要的,甚至是最主要的发展方向。我的报告分三个方面,第一个方面是介绍5G的基本的背景,以及总体的发展的概况。第二个方面介绍一下我们国家在推进5G方面所做的一系列的工作,以及所取得的进展。第三个方面也是借这个机会,宣传一下我们东南大学移动通信重点实验室所做的一些基础性的平台和基础性的研究工作。

70年代中期从贝尔实验室提出,到90年代初在我们国内率先开始使用,到目前为止已经经历了第四代,1—4代移动通信的发展。每一代移动通信的背后,他都有核心的技术进行支撑。第四代移动通信目前我们大家都在用的,他背后的技术就是所谓的OFDM MIMO,所谓的OFDM是政交频率分护用,比较宽的带宽变成比较窄的窄福,所谓的MIMO是多输入多输出,反映在工程实践就是基站和手机都用多个天线,这是4G背后最核心的支撑技术。

到了第五代,因为他是融合发展,他涉及到多种多样技术的深度的融合,有些是演进性的,有些是革命性的。

我们5G发展的主要驱动力,他来自两个方面,第一个方面就是所谓的我们的移动互联网的快速发展。根据中国移动等运营商的统计,在咱们中国,我们的手机业务流量的总数几乎是每年翻一番,所以他说10年一千倍,大体上是这样一个趋势。

所以,未来这样一个趋势仍在延续,所以提升移动互联网的容量,来支撑我们整个手机的各种业务的发展,仍然是我们一条非常重要的驱动力。第二个驱动力就是把我们的应用范围扩展,扩展到物联网。我们下面还有举各种各样的例子,说明在物联网方面的话,他的需求和我们现有的移动互联网的需求是完全不一样的。

对于未来5G的发展的愿景是什么呢?我们每发展一代通信系统,都有一个愿景。在过去的三年中,中国的企业、研究机构和大学在这方面做了深入的研究。我们提出了所谓5G的发展的愿景,所有的就在你手上了,你只要轻轻的手中一挥,所有的问题都解决了。

并且我们提出了国际著名的5G之花,这个5G之花的六个花瓣代表了他非常关健的六个技术指标,以及三个最重要的发展的需求。这些技术指标涉及到我的分支速率、移动性、连接的力度、频谱效率、功率效率等等。这三个叶子表示了我们频谱的有效利用,功率的有效利用以及我们的低成本。最后我们在研究有效的融入了ITU的5G的愿景,形成了八个纬的技术指标。

研究新一代5G信息系统的时候,我们一般会用典型的场景,并且对这场景进行评估。刚才我们说移动通信分成移动互联和物联网,同时又把他们分成两个子场景,移动互联网就分成广域覆盖和热点覆盖,对于不同的覆盖的话,我们的技术指标是不一样的。

譬如说对于广域的覆盖,我们的用户体验的速率希望达到100兆甚至更高,注意这是用户体验到的速率,不是他的技术标称速率。我们的热点覆盖方面,我们用户体验的速率希望达到1个GT每秒。

对于物联网来说,我们也同样分了两个应用子场景,一个是所谓的低延时高可靠,这个方面对于行业的应用是非常重要的,比如说车联网,我们现有的手机,你播一下半天才能接通,他是没有办法满足车联网的,如果这样车和车头相撞了你的通信技术还没有建立起来。

5G和现有的移动通信系统是什么关系?他是沿着一种革命性的路线发展呢,还是沿着演进性的路线发展?这是一个大家眼界普遍关心的问题。大家可以看,我们总结了一下,未来5G的发展,大约有三条技术路径。第一条技术路径就是现有的4G,也是最下面这个路径,逐渐增加一些新的元素,演进到5G。

这可能是一个最先实现的一条技术路径。第二个路径就是在新的频段上,不是在我们现有的4G频段上,在更新的频段上,引入一些新的公众接口。

我们提出来的所谓大规模天线阵列,我们密集布设,我们在全新的虚拟网络上才能革命性的方式来构建,发展到5G的这样一个目标。第三个目标也就是在更上面一个,也就是在更高的频段,大家都知道频谱对于移动通信来说是瓶颈因素,是制约性的。

如何在更高的平台,在毫米波上面开展移动通信,当然是一个非常有前景,但是难度又非常大的一个发展路径,这方面也列入了我们的研究目标。我们希望未来在这些非常高的频段上能够支撑超大容量的移动通信。所以,这三种路径的话,都会沿着他本身的这样一个发展的目标发展到咱们5G,来满足整个ITU提出的5G发展的愿景。

5G的核心技术,刚才已经谈到了,目前看来,最有希望的核心技术是上面四项技术,一个是所木的MIMO,基站的天线路由目前的八根天线,上升到128、256,甚至更多,他带来的好处就是形成波数,能够把所覆盖的区域形成由不同的波数来区分我们的物理空间,使得我们频谱和时间资源能够充分资源。

第二个是异级网络,天线数非常多,分段不同部署,形成超大的5G移动系统。另外一个就是新波型,我们在设计4G系统的时候,我们从来没有想到过微信是一个杀手级的应有。

所以在4G系统里面支持微信应用是非常效率低下的,我们运营商是非常痛苦的。所以我们在5G的时候,我们要改变这个,我们不但要支持这种高大上的高清、虚拟现实,要求速率非常高的应用,还要支持小数据,就是非常短的一些数据包,要能够在我的口中接口中进行有效的传输。

第三是我们提出了所谓的低频到高频混合组网。当然还有另外的一些技术,比如说我们的频普共享,这就涉及到我们广电系统网络融合的问题,比如说我们的D2D。

最后一个部分是介绍一下我们东南大学移动通信实验室我们所做的工作。在东南大学有一个教育部的2011协同创新中心,这样一个中心联合了8个高校,四个企业,来共同做一些5G的基础性研发。我们最核心的目标就是建一个开放性的实验平台,把刚才所说的目标能够展示出来。

所以5G的不同的场景,都希望用这样一个通用的开放性的平台能够加以实验。所以将来你能看到的就是天线、光纤、服务器、交换机,还有局部的加速器,几乎全是通用的东西来做这样一个开放性的平台。他能够支持一这种典型的场景,能够支持将来毫米波的研发,能够具备网络虚拟化等等这种能力。