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图文:清华大学教授粟欣演讲

http://www.sina.com.cn  2008年09月19日 18:16  新浪科技
科技时代_图文:清华大学教授粟欣演讲

图为清华大学教授粟欣演讲。 (新浪科技 胡秀岩/摄)

  08年9月18日,2008全球WiMAX高峰会议(www.conference.cn/wimax)在北京国宾饭店举行,会议持续2天。此次2008年的峰会以“合作创新•融合发展”为主题,聚集来自全球的WiMAX技术与市场的百名高层专家,共商无线产业变革带来的巨大机遇。19日下午进行了WiMAX生态环境专场的议题。新浪科技为独家门户支持,将对会议进行全程直播。

  图为清华大学教授粟欣演讲,题目为《清华关于IMT-Advanved关键技术的研究》。

  以下为实录:

  下面,有请清华大学教授粟欣先生做演讲,他演讲的题目是“清华关于IMT Advanced关键技术的研究”。

  粟欣:下午是WiMAX的生态环境,WiMAX是属于新兴的系统或者是网络,那么它面对的肯定是传统的无线移动通信的这些技术系统和网络,所以还是给大家探讨一下咱们比较关心的B3G,或者是叫做4G的一些关键的技术研究。那么,今天下午给大家探讨的主要还是清华这方面的一些工作情况。

  我想给大家探讨四个方面的问题,一个是B3G的研究的大的背景。第二个方面是关于清华参加的B3G的主要项目,它的一个描述。第三个方面是关于项目本身它的一些观点和目标。最后,把清华的一些贡献,主要是在IMT Advanced研究的贡献,给大家提一下。

  那么我有关B3G的研究,在咱们国家来说,其实主要还是因为在中国来讲,蜂窝通信用户的迅速增加或者是市场的迅速扩展。那么,从总的情况来看,最近这几年整个的用户的增长每年保持在30%以上,那么作为中国最大的无线移动通信的用户群体来说,咱们知道到2007年底,整个的移动通信的用户超过了5亿,这是世界上最大的移动通信用户的用户群。

  第二个方面是关于3G的标准化的发展,大家知道WiMAX成为了3G的国际化的标准。那么,除了3GPP和3GPP2这两个组织以外,还有类似相关的国际标准化组织在开展工作,这方面的情况我就不展开了。这两大的标准化组织,特别是3GPP在宽带无线移动的演进上面是非常地迅速。

  在这种情况下,B3G的研究就提升到了议事日程,关于B3G的研究,在世界上来说,相关的标准化组织挺多,比如说欧盟的WWRF,从03年的4月份开始做了探讨,咱们也是03年开始做了B3G的研究。

  那么,首先是希望基于全IP的方式,就是下一代的IPv6作为核心交换网。另外,在业务控制承载的这两个方面来说都是有一些改变,比如说从RUN到了CN,另外B3G的需求是挺广泛的,从Core来说是可以和3G比拟。另外,它也是有一些需求上的满足。

  另外,在业务用户的数据速率来说,希望每一个用户从几十K的Bps的业务速度达到几十兆,所以从我们的研究近邻NTT DoCoMo的研究来看,它已经可以达到上G的Bps的传输速率。同时,它基于WSLAN的这种基于TDD的技术,能够支持接入点到移动终端,以及网络方面的一些功能。那么,在这样大的环境下,咱们国家从“863”的角度来说,支持了一些比较大的项目,当然了这些项目也是在坐的好多专家已经知道的。这个项目就是FeTURE,这个项目本身是清华最近两年从事B3G面向IMT Advanced的研究,比较主要的一个项目。所以,我这里大概说一下这个项目本身的一些情况。

  首先,它是一个“863”计划,当时是从01年到05年,大家知道FuTURE的先前的试验是在06年完成的,主要的目的是面向ITU以及和ITU同样的国际标准化组织的B3G的技术。那么,这些技术希望在2010年左右能够有所验证以后有所实现。

  这个项目要建一个系统,这是从空间高纬度的20、30度,一直到地面蜂窝这一层,最后在局域WxAN这样的范围内能够都有所覆盖。

  这个图是一个简单的演示,就是说它是基于分层的想法来建立这样一个通用的无线通信环境。这张图可能大家看到过,这是关于FuTURE项目的结构,那么这个结构展示出来整个的FuTURE是多家单位的协作。大家看到最下面这一行是咱们国内的一些单位,当然了没有具体列出来,目前来讲是七家高校加上一个研究中心,当然包括了国内的合作单位华为、上海贝尔等知名企业。

  那么,这个计划的图也是大家看到过的,这是说FuTURE分了三个阶段,目前我们是属于现场验证系统已经出现了,并且在做标准化,实际上是属于FuTURE+。

  项目本身来讲,它是希望能够通过现场的验证,来说明咱们中国国内的高校和企业,实际上已经掌握了B3G新一代的无线移动通信的一些关键技术。

  那么,这张图实际上是给大家展示了整个的三个阶段跟它相关的评估,还有相关的国际标准化组织的关系。实际上,整个的进程目前来讲正在推进当中,大家看这个时间轴是写到08年12月的。

  实际上FuTURE在传递自己的研究思路的过程当中,其实也有一些想法,这些想法集中起来,在这样的几个方面。首先是在业务方面,它是希望能够形成一个虚拟存在的现实。这个意思是说,咱们无线移动通信希望达到一种在任何时间、任何地方给任何人通话的效果,当然了这个路是很长的,但是希望通过B3G的项目来验证。那么这个图看起来还是一个蜂窝的架构,但是最终我们希望这个网络架构可以形成一个非蜂窝的,不是一个简单的基站拉远的网络。

  另外,对于手持的终端来说,也希望做到多传感器的应用,就是把MIMO技术真正用到终端上去。其他的一些项目的观点,比如说把网络架构从蜂窝向Radio Networks的方向延伸。以及无线MIMO RF的配置在手机上面,另外利用一些MMI的新的技术,显示器、电池等等新的项目。但是,这个MIMO的链路还没有到这个地步,只是希望有这个前景。

  那么,MIMO主要是在频谱效应、峰值速率等等都做了研究,希望让频谱效率、峰值速率都达到比较高,在B3G的领域里面有所突破。

  同时,它的带宽我们原来提是100兆传1G,但是我们目前做的试验情况是接近20兆可以传到100兆的速率。对于用户来说,B3G的技术能够提供跟有线的时间相比拟。

  首先,清华刚开始提出来是叫做小区的架构,实际上是网络架构方面做了研究。大家知道传统的蜂窝移动通信系统比较大的问题就是小区越来越小,容量上不去。那么,为了进一步利用有限的频谱资源,通常的情况下,传统的方法用完了以后,就想到是不是改变一下蜂窝的结构,那么这种蜂窝结构的改变,目前来讲已经提到了这样的一种概念到实际的研究了。这个叫做DWCS,这是我们清华从97、98年开始研究了10年的东西。

  这个目前在B3G的研究里面,主要有这么一些研究,上面这个图是传统的手机接入的显示。它是一种非常树状的结构。那面,下面的白的就是DWCS,它的特点是打破了蜂窝的每个手机必须固定接入某一个BTS,那么它实际上这个系统是做到了高度的分布,同时是一种高度的集中。也就是说,它的处理单元就不像传统的蜂窝系统那样了,它是一种在一个小区域里面高度集中的方式,它是在一个大的区域里面,这可能是一个大的城市或者是大半个国家。那么,这里面有一些有线的,比如说光纤等等才能做到这一点。

  第二个方面是关于无线传输的链路技术。这个方面大家可以听到的名词,比如说MIMO、AMC、LDPC等等,清华也是在B3G的系统里面做相关的研究。另外,就是传输的方案,当然了刚才也已经说到了,除了MIMO跟FDM的方案之外,我们也在做单载波的研究。同时,有一些自适应的传输技术,这涉及到了编码等等。

  另外,希望在整体的小区,目前来讲我们是针对现有蜂窝系统的小区内,以及小区之间的,就是多小区协作的方向上做一些研究。这样的目的是希望能够提高容量。那么,这里面我们特别提到了我们有一个花了大的精力做的IDMA的技术,这个技术采取的是非正交的方法。那么,实际上IDMA我们目前来讲是希望它能够以一种不同的用户用不同的交织格式的方式,来作为现有的OFDM为主的系统的在小区边缘之间能够对抗抑制干扰和噪声的技术提出的。

  那么,整个清华的研究,在FuTURE这个项目里面,那么它最终表现为一个Demo,那么这个Demo基本上来讲是FDD和TDD融合的大的系统。那么,清华在里面主要负责的是FDD的下行。清华跟东南大学合作,东南大学合作是FDD的上行。

  那么,关于FDD的研究范围我就不给大家介绍了,主要是一些参数,这个参数FDD的Demo在最高的数据速率达到了100兆Bps,移动的时候最高是250K公里/小时。在上海演示的时候是在延安的高架路上面做的跑车试验,同时在相关的场地里面做了测试。

  这个系统里面,实际上它展示的是一些关键技术的性能而不是一个半商用甚至是商用系统的演示。

  大家看到的这个是一个示意图,从这个图上我们可以看出,这个系统不管是FDD还是TDD,基本上在天线这一层是实现了分布式的架构。也就是说,大家看到的这4个接入点,它已经不是传统意义上的基站的接入点了,而是统一地大家看到右下角那里有两个处理单元来做的。那么这个终端可以跟4个相关的信息单元做交互。

  这个系统是17兆左右,多址方式是TDMA+FDMA。那么,用MIMO技术实际上每一个点用了多天线的技术,是8×4、4×8。那么,做到峰值的速率是100兆Bps。

  大家听到的和看到的关于清华在FuTURE项目里面,B3G的面向IMT Advanced的研究里面,主要还是在FDD的下行这一块,采用的是OFDM的技术。当然了,里面我们有相关的一些编码调制、技术的研究成果。

  这张图是现场演示的一个示意,这个图上大家可以看到,刚才中间的那一块,这就是4个接入点,这就是现场实拍的图片。这条路就是高架路,这个高架路边上有两个接入点,这两个接入点主要是在高速运行的情况下来测试整个的系统,包括TDD和FDD的系统,包括B3G系统在传输宽带无线业务方面的一些性能。

  最后,我想给大家稍微介绍一下清华在面向IMT Advanced方面的标准化的工作。刚才说了清华参加的FuTURE“863”国家“十五”的项目,做到06年基本上已经结束了这个项目。目前来讲,我们继续在B3G的领域里面还在做深入的研究,包括我们正在承担的国家“863”的G比特的项目,清华主要是面向OFDM MIMO的项目。同时,我们面向CCSA、CJK-B3G以及802.16m的标准化组织做相关的标准化工作。

  目前来讲,清华也是作为国内的IMT Advanced研究整个国际化标准化的过程当中的牵头单位,所以整个的清华的工作不光是自己的一些关键技术已经进入到了相关的标准化组织,同时也协调国内的一些企业和科研单位共同在面向IMT Advanced这个技术研究和标准化方面,也出一些自己的力量。谢谢大家!

  曾剑秋:感谢粟欣教授,大家都知道清华承担了很多的工作,他们做了很多的研究,提出了很多新的概念,对于我们研究下一代的网有很多的意义,包括网络架构的微蜂窝,包括IDMA,包括Demo的系统等等。我想,这些系统对于我们了解未来的新技术的发展,未来的下一代的网的发展是很有帮助的。

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