2011年度:宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用
发布时间:2015-11-17 15:35

宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用

2011年度国家技术发明奖一等奖

 

一、项目概况

宽带化移动信息服务成为现代信息社会发展的基本需求。在频率资源日趋匮乏的条件下,如何大幅度提升其使用效率,成为宽带移动通信的核心技术问题。

本技术发明揭示了多天线宽带移动通信环境下的容量可达传输为特征模式传输,在攻克了广义多载波、普适多天线传输以及双涡轮迭代接收等一系列关键技术的基础上,率先将宽带移动通信容量逼近理论与技术推向工程实践和规模产业化应用,关键技术指标处于业界领先水平。相关提案被3GPP国际标准化组织采纳,并获通信国际学术界有重要影响的IEEE通信理论莱斯最佳论文奖。

技术发明点概括如下:

1、广义多载波传输技术:为解决宽带化所引发的系统复杂性,发明了广义多载波传输技术,经典的正交频分复用多载波技术为其特例。具有快速实现、频谱利用率高、抗多径能力强、峰均比低、对频偏不敏感、子载波可异步运用等一系列优点,适应大范围覆盖和无线资源的灵活调配。

2、普适多天线传输技术:采用多天线的MIMO 传输技术是大幅度提高频谱和功率效率的基本途径。针对普遍意义上的空时联合相关信道模型,发明了普适MIMO 传输技术,通过信道特征的实时感知及在线容量估算,自适应地优化发送机与接收机,在实时逼近信道容量限的同时,解决了一直困扰业界的MIMO 技术在各种复杂无线环境中的应用难题。

3、双涡轮迭代接收技术:逼近容量限的接收技术是业界长期追求的目标。发明了双涡轮迭代接收技术,通过双层并发迭代环路,对多载波、多天线接收机进行整体优化,在获得逼近容量限接收性能的同时,突破了计算复杂度及处理延时等方面的应用瓶颈。

本发明被应用于华为公司的3G 增强及演进型宽带主力基站产品,已在世界五大洲20 余个国家投入商用;本发明还被应用于展讯公司终端芯片产品及瀚讯公司宽带无线应急通信系统等。本发明已累计产生了近10 亿元直接经济效益,并在世博安保及汶川抗震救灾中发挥了重要作用。本发明所涉及的18 篇技术提案被3GPP 主流国际标准化组织采纳,相关成果在IEEE 核心刊物发表,并被欧洲标准化组织ETSI 丛书收入。

有关宽带移动通信容量逼近研究成果“宽带多载波普适MIMO传输与迭代接收技术”获2009年教育部高等学校技术发明一等奖,并于2011年获国家技术发明一等奖。

本项目团队成员金石博士和高西奇教授等人合作完成的论文获2011年度IEEE通信学会通信理论领域莱斯论文奖(The Communications Society Stephen O. Rice Prize in the Field of Communications Theory),即《IEEE Transactions on Communications》2011年度最佳论文奖,这是该奖项自1975年设立以来第一次授予中国大陆学者。

二、获奖后取得的主要进展

自本项成果获奖之后,尤肖虎教授及其团队进一步针对移动网络能源消耗快速增长,频谱资源日益紧缺,单纯从点到点无线链路寻求系统性能的提升已面临发展瓶颈等问题,在分布式无线网络的容量解析分析与逼近方法、分布式系统的网络规划与资源联合调配、协作多用户传输及协作中继传输、以及基于环境特征的自组织组网研究开发及应用方面取得了一系列突破。通过所牵头承担的国家重大科技专项的实施,成果被应用于华为公司及江苏移动的基站产品及网络优化,显著提升了网络性能,技术水平业界领先,产生了显著的经济效益,为提升我国以及江苏省无线移动通信技术研发水平做出了重要贡献。

成果“宽带移动通信容量逼近传输与分布式组网”对移动通信分布式组网这一新兴技术与推广应用所做出的基础性贡献,对我国第四代移动通信的发展和应用做出了重要贡献,获2014年度陈嘉庚信息技术科学奖。

尤肖虎教授、高西奇教授牵头的项目“分布式组网与协作传输理论及应用”获2014年江苏省科学技术一等奖。

本项目的有关容量逼近传输技术发明还被成功应用于军事物联网应用,解决了复杂无线互联环境下的信号传输与组网问题,获2014年度军队科技进步一等奖,并在抗战70周年阅兵式中成功地应用于某重型装备方阵。

自2011年获奖后,本项目团队获得资助有973计划4项,863计划13项,国家自然科学基金项目21项,国家科技重大专项15项。

2013年4月7日-10日,本项目团队主办的IEEE WCNC 2013在上海国际会议中心举行,来自50多个国家的千余名会议论文注册作者及参会代表出席大会。这是IEEE的旗舰会议之一WCNC年度会议首次在中国举办。

2012年,尤肖虎教授领衔的“B4G移动通信基础理论与关键技术研究”受国家自然科学基金委创新研究群体科学基金资助。

2012年11月10日,本项目团队的创新成果“新一代宽带移动通信技术及系统”获第14届中国国际工业博览会金奖。

2014年10月22日,东南大学牵头、面向行业产业的“无线通信技术协同创新中心” 入围2014年度 “2011协同创新中心”,尤肖虎教授任该中心技术负责人。

主要完成人:尤肖虎(东南大学)、高西奇(东南大学)、赵春明(东南大学)、潘志文(东南大学)、孙立新(华为技术有限公司)、罗毅(华为技术有限公司)


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