新一代宽带无线移动通信网重大专项课件.docx
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新一代宽带无线移动通信网重大专项课件
新一代宽带无线移动通信网重大专项
2021年度课题指南
2021年9月
工程:
5G研发
工程说明:
5G整体研发进程加快,进入到技术标准制定及研发产业化的关键阶段。
3GPP将在2021年6月完成第一版本的5G标准,以支撑2021年商业应用。
我国5G技术研发试验进入到第二阶段系统验证阶段,同时运营企业主导的5G产品研发规模试验将在2021年启动。
2021年,5G研发工程聚焦在5G研发产业化,系统布局5G基站、核心网预商用产品研发,终端芯片及终端样机研发,开展5G规模试验、5G国际标准候选方案评估等,以推动研发产业化与应用。
2021年课题主要包括三局部:
5G无线技术、5G网络与业务、5G仪表及平台。
〔1〕5G无线技术:
研发5G基站预商用设备、芯片工程样片、终端试验样机,覆盖高频和低频频段;开展动态业务疏导技术研究;开发终端多制式射频模组、5G车联网终端基带芯片。
〔2〕5G网络与业务:
研发5G核心网预商用设备,同时开展网络关键技术与标准化研究,重点包括端到端网络资源调度、固网与移动网融合;5G支持远程操控、智能制造的业务研发与试验。
〔3〕5G仪表及平台:
开展5G产品研发规模试验、5G国际标准候选方案评估与验证、面向WRC-19的频谱技术研究;研发毫米波5G信号源、分析仪、5G网规网优工具,开发5G大规模MIMOOTA测试系统、5G终端测试平台,开展基于大数据的5G信道模拟研究。
〔一〕5G无线技术
课题1-1:
基于R155G基站预商用设备研发
课题说明:
为推动5G基站设备研发,尽早开展6GHz以下5G基站预商用设备和5G高频基站设备样机研发,满足ITU关于5G关键性能指标需求。
研究目标:
开发6GHz以下5G基站预商用设备,可支持3GPPR155G物理层及MAC层、RRC层技术要求。
基站硬件平台设计及开发需满足系统商用部署要求。
开发26GHz、39GHz5G高频段基站设备样机。
满足用户体验速率、峰值速率、频谱效率、时延等5G关键性能指标要求。
考核指标:
提供3.5GHz、4.9GHz5G预商用基站设备各50套,开发26GHz、39GHz5G高频段基站设备样机各5套。
参与5G产品研发规模试验,所提供设备应能够满足3GPPR15的主要技术指标要求。
主要技术指标:
(1)5G基站预商用设备支持6GHz以下频段,包括3.4-3.6GHz、4.8-5GHz等,信道带宽大于等于100MHz;
(2)
(3)支持5G独立组网〔Standalone〕和非独立接入(Non-Standalone);支持接入4G核心网和5G核心网;
(4)
(5)满足3GPPR15关于连续广域覆盖场景的相关标准要求,支持大规模天线〔>=64通道〕、先进编码〔数据信道:
LDPC;控制信道:
Polar〕、新参数集和帧构造;下行小区峰值频谱效率大于等于40bps/Hz,下行小区平均频谱效率大于等于10bps/Hz,用户体验速率大于等于100Mbps,并通过测试验证;控制面空口时延小于10ms;单向用户面空口时延小于4ms,往返时延RTT小于10ms;
(6)
(7)满足3GPPR15关于低时延高可靠场景的相关标准要求,支持短帧设计、免调度传输等关键技术;单向用户面空口时延小于0.5ms;可靠性:
接收SNR不低于5dB时,32Byte数据包的丢包率小于1×10-5;
(8)
(9)设备形态、体积、重量、功耗等符合预商用网络设备要求;鼓励基站基带芯片的研发;
(10)
(11)开发5G高频段基站样机:
支持24.25-27.5GHz频段、38-42.5GHz频段,信道带宽大于等于400MHz;满足3GPPR15关于高频增强移动宽带场景相关标准要求,支持大规模天线、动态波束赋形技术、以及新型帧构造和参数集;单小区峰值传输速率不低于20Gbps,用户体验速率不低于1Gbps;
(12)
(13)申请创造专利不少于15项,其中国际专利不少于5项。
(14)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费预算:
中央财政投入与其他来源经费比例为1:
2,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过4个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-2:
基于R155G终端基带芯片和射频芯片工程样片研发
课题说明:
3GPP5G标准〔R15〕预计将在2021年中制定完成,5G将进入产品研发阶段。
终端芯片的成熟程度将会极大影响5G整体商用化进程,相关研发工作应尽早启动。
研究目标:
面向增强移动宽带及低时延高可靠场景,开发支持3GPPR15标准的5G终端基带芯片和射频芯片的工程样片,支持5G独立组网〔Standalone〕和非独立接入(Non-Standalone)两种模式。
考核指标:
面向增强移动宽带及低时延高可靠场景,完成5G终端基带芯片和射频芯片的工程样片研发,满足3GPPR15和国内相关标准的要求。
提供2000套基带芯片和射频芯片工程样片,配合系统设备厂商完成5G产品研发规模试验。
主要技术指标:
(1)工艺:
基带芯片16nm或更优,射频芯片40nm或更优;条件具备的情况下,优先在国内流片;
(2)
(3)支持6GHz以下频段,包括3.4-3.6GHz、4.8-5GHz等,信道带宽大于等于100MHz;
(4)
(5)支持5G独立组网〔Standalone〕和非独立接入(Non-Standalone)两种模式;
(6)
(7)帧构造:
支持统一的灵活TDD帧构造,上下行传输和周期可灵活配置;
(8)
(9)上下行均支持QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等调制方式;
(10)
(11)在移动增强宽带场景下,下行单用户峰值频谱效率:
8流时不低于30bps/Hz,4流时不低于20bps/Hz;上行单用户峰值频谱效率:
4流时不低于15bps/Hz,2流时不低于10bps/Hz;至少支持上行单用户2流、下行单用户4流;控制面空口时延小于10ms;单向用户面空口时延小于4ms;
(12)
(13)在低时延高可靠场景下〔技术指标以3GPPR15标准为准〕:
控制面空口时延小于10ms,上下行单向用户面空口时延小于0.5ms;可靠性方面,当SNR>5dB时,用户面空口时延1ms的情况下,32Byte数据包的丢包率不高于1×10-5;
(14)
(15)申请创造专利不少于10项,其中国际创造专利不少于5项。
(16)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为2:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过2个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-3:
基于R15支持毫米波的5G终端基带芯片和射频芯片工程样片研发
课题说明:
5G支持毫米波频段成为趋势,应对毫米波频段芯片和射频器件及早启动研发,并确保足够投入。
研究目标:
面向26GHz或39GHz频段毫米波频段,研发支持3GPPR15标准的5G终端射频芯片样品和基带芯片工程样片。
考核指标:
面向26GHz或39GHz频段毫米波频段,完成5G终端基带芯片和射频芯片的工程样片研发,满足3GPPR15和国内相关标准的要求。
提供基于基带芯片和射频芯片的工程样片共计100套,配合系统设备厂商完成5G产品研发试验。
主要技术指标:
(1)工艺:
基带芯片16nm或更优,射频芯片40nm或更优;条件具备的情况下,优先在国内流片;
(2)
(3)支持26GHz或39GHz频段毫米波频段,信道带宽大于等于400MHz;
(4)
(5)支持5G独立组网〔Standalone〕和非独立接入(Non-Standalone)两种模式;
(6)
(7)帧构造:
支持统一的灵活TDD帧构造,上下行传输和周期可灵活配置;
(8)
(9)上下行均支持QPSK、16QAM、64QAM、256QAM调制方式;
(10)
(11)下行单用户峰值速率不低于3Gbps,上行单用户峰值速率不低于1.5Gbps;
(12)
(13)控制面空口时延小于10ms;单向用户面空口时延小于4ms;
(14)
(15)申请创造专利不少于10项,其中国际创造专利不少于5项。
(16)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为2:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过2个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-4:
基于R155G终端试验样机研发
课题说明:
3GPP5G标准〔R15〕预计将在2021年中制定完成,5G将进入产品研发阶段。
为推动终端尽快成熟,相关研发工作应尽早启动。
研究目标:
研发满足3GPP标准〔R15〕标准要求的5G终端试验样机,可满足5G技术试验中连续广域覆盖及低时延高可靠场景的需求,满足ITU相关关键性能指标要求。
考核指标:
研发5G终端试验样机共计300套,参与5G产品研发规模试验;
(1)满足3GPPR15标准和国内相关行标的要求;
(2)
(3)支持6GHz以下频段,包括3.4-3.6GHz、4.8-5GHz等,信道带宽大于等于100MHz;
(4)
(5)支持5G独立组网〔Standalone〕和非独立接入〔Non-Standalone〕两种模式;
(6)
(7)帧构造:
支持统一的灵活TDD帧构造,上下行传输和周期可灵活配置;
(8)
(9)在增强移动宽带场景下:
下行单用户峰值频谱效率:
8流时不低于30bps/Hz,4流时不低于20bps/Hz;上行单用户峰值频谱效率:
4流时不低于15bps/Hz,2流时不低于10bps/Hz;控制面空口时延小于10ms;单向用户面空口时延小于4ms;
(10)
(11)在低时延高可靠场景下〔技术指标以3GPPR15标准为准〕:
控制面空口时延小于10ms,上下行单向用户面空口时延小于0.5ms;可靠性方面,当SNR>5dB时,用户面时延1ms的情况下,32Byte数据包的丢包率不高于1×10-5;
(12)
(13)为第三方测试提供接口,并提供消息跟踪和关键参数输出;
(14)
(15)申请创造专利不少于10项。
(16)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为1:
2,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过2个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-5:
5G多空中接口的动态业务疏导技术研究、标准化与测试验证
课题说明:
在5G系统将存在多种工作频段、网络构造和空中接口,需要在不同空中接口中采用更快的动态业务疏导机制,才能有效保证各种业务的质量要求。
因此根据无线接入技术或链路质量来进展动态业务疏导是5G中保证业务连续性和客户体验的关键使能技术。
研究目标:
研究5G多连接环境下多空中接口业务疏导的实现框架,多空中接口包括4G及4G演进、5G、WLAN等;研究QoS参数与特定空中接口无线链路质量间的耦合关系,研究动态业务疏导具体算法;研究从多空中接口获得实时反应,在同步时间帧上进展业务流调整的具体实现方法和性能。
考核指标:
(1)输出5G多连接环境下的多空中接口业务疏导的实现架构报告;
(2)
(3)输出QoS参数与特定空中接口无线链路质量间的耦合关系报告;
(4)
(5)提出动态业务疏导具体算法,实现在同步时间帧上进展多空中接口的业务流调整,并对相关算法进展仿真验证:
(6)
①对GBR业务,频谱效率增加20%以上;
②相对4G网络,分组发送延时降低20%;
(7)开发动态业务疏导的相关设备,在4G、5G、WLAN多空中接口间进展相关算法的测试验证,预期到达的指标同〔3〕;
(8)
(9)提交标准提案不少于10篇,申请创造专利不少于8项。
(10)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为2:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政经费支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持1个团队。
企业牵头,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-6:
5G终端高性能、低本钱的功放/开关/滤波器集成化射频模组研发
课题说明:
多模多频是终端设计所面临的难题,频段数量的增加将直接增加射频前端功放、开关、以及滤波器芯片的数量,从而影响终端的集成度、体积和本钱,迫切需要加强5G〔LTE-AR15〕高性能的功放/开关/滤波器集成化射频模组的研发,实现终端射频前端芯片及模组产业化。
研究目标:
研发5G〔LTE-AR15〕终端高性能一体化射频模组,在同一模组内集成射频功放、开关以及滤波器/双工器芯片,解决规模产业化中的关键技术及低本钱问题。
考核指标:
完成5G(LTE-AR15)终端所需的高性能集成化射频模组,模组性能满足行业标准和3GPP等国际标准,并同时具备有竞争力的本钱与价格,满足大规模产业化的需求。
主要技术指标:
〔1〕完成包括终端功率放大器、开关、滤波器/双工器的芯片研发和一体化封装测试,一体化射频模组支持LTE-A/TDD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA/WCDMA等多个制式,相关技术指标符合3GPPR15;
〔2〕研发的射频功率放大器芯片至少支持B40/41/38/7,B1/2/3/34/39和B5/8/13/17等频段;研发的滤波器芯片至少包括B43/42/41/40/38/34/39,双工器芯片至少包括B7/1/2/3/5/8/13/17;
〔3〕模组工作电压范围3.4~4.2V,发射最大功率23dBm时,对应各个频段下不同工作模式时ACLR、EVM指标需满足3GPP相关标准;
〔4〕滤波器/多工器的最大承受功率应不小于29dBm,其中B41应不小于31dBm;
〔5〕多工器的天线端口到接收端口插入损耗的典型值不超过2.5dB,带内波动不超过1.5dB;
〔6〕一体化模组支持LTE上行两载波聚合,支持最大聚合带宽40MHz;
〔7〕待机功耗和工作功耗满足产业化要求;
〔8〕提供1000片开关和功放集成器件样片用于5G〔LTE-AR15〕终端产业化设计,模组市场规模销售价格不高于课题完成时市场相关产品价格〔应标时应明确未来产品销售价格水平〕;
〔9〕申请创造专利不少于10项。
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费预算:
中央财政投入与其他来源经费比例为1:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政经费支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持1个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-7:
5G车联网第一阶段技术车载终端芯片研发
课题说明:
2021年3月完成了LTE面向车联网应用的第一阶段国际标准〔R14〕,基于LTE的增强V2X标准〔R15〕预计将在2021年上半年制定完成。
支持LTE-V2X业务的终端芯片将是推动LTE车联网商用进展的关键因素。
研究目标:
面向车联网应用场景,开发支持3GPPR14/R15LTE-V2X标准的终端基带芯片和射频芯片。
考核指标:
面向车联网应用场景,完成LTE-V2X终端基带芯片和射频芯片的研发,满足3GPPR14/R15和国内相关标准的要求。
提供100套基于LTE-V2X基带芯片和射频芯片开发的终端样机,配合开展车联网相关试验和应用开发。
主要技术指标:
〔1〕工艺:
基带芯片28nm或更优,射频芯片40nm或更优;
〔2〕直通链路支持5.9GHz频段,支持10MHz/20MHz带宽;
〔3〕直通链路支持终端自主资源选择、基站调度资源分配;
〔4〕同步:
支持GNSS同步、基站同步和UE同步;
〔5〕直通链路支持QPSK、16QAM、64QAM调制方式;
〔6〕直通链路支持载波聚合;
〔7〕支持TD-LTE、LTEFDDUu接口工作,符合3GPPR14/R15和国内相关标准的要求。
〔8〕支持直通链路载波与Uu接口载波同时工作;
〔9〕申请创造专利不少于10项,其中国际创造专利不少于5项。
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为3:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持1个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
〔二〕5G网络与业务
课题1-8:
基于R155G核心网预商用设备研制与验证
课题说明:
5G核心网国际标准预计在2021年中完成,重点支持5GeMBB接入能力。
为实现产业成熟,支撑规模试验,需加大5G核心网设备研制的投入,为5G规模商用打下坚实的根底。
研究目标:
研制符合3GPPR15国际标准、具备预商用能力的5G新型核心网设备。
基于NFV平台,实现完整的5G核心网控制面、用户面、策略和用户数据网络功能,支持边缘计算、C/U别离、网络切片、基于效劳的接口等5G核心网典型功能。
考核指标:
(1)研发5G核心网预商用设备,基于NFV平台,实现5G新型核心网功能,包含如:
AMF、SMF、UDM、AUSF、PCF、NRF、UPF;
(2)
(3)5G核心网设备功能需符合3GPP标准,且支持控制和转发别离、边缘计算、网络切片、基于效劳的接口等特性;能够实现接入管理、移动性管理、会话管理、QoS和业务连续性等功能;具备与EPC进展终端单注册及双注册的互通能力;
(4)
(5)搭建5G核心网测试环境,至少包含一套完整的5G核心网,能够与5G基站、5G终端、EPC实现端到端的互通,支持500万以上用户会话建立能力,系统吞吐量不低于1Tbps,可配置DNN个数不少于500个;完成功能和性能的测试;完成设备标准及测试报告;
(6)
(7)完成mMTC、uRLLC的场景、需求和技术指标研究,形成各场景下的业务流量模型;
(8)
(9)申请创造专利不少于10项;
(10)
(11)提交国际标准提案不少于20篇。
(12)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为1:
2,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过2个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-9:
基于R155G网络效劳能力开放研究、标准制定和预商用系统研发
课题说明:
5G基于效劳的网络架构将使得5G网络的部署更加的灵活、开放,新业务的开发及网络功能的演进更加高效。
基于效劳的网络架构在系统设计、性能、运维等方面亟待进一步的研发和突破。
研究目标:
研发5G核心网络预商用设备,具备“全效劳化〞的5G网络架构及其开放能力,以效劳的方式设计和构建模块化的网络功能,研究高性能、轻量级的基于效劳的接口通信机制,推进国际标准。
考核指标:
(1)在3GPPR155G网络架构根底上,以效劳和开放为根底,设计5G网络架构和功能,研究包括接入网、核心网〔含控制面和用户面〕的全效劳化系统组网、运营方案,研究效劳发现、注册、授权等自动化运营能力,进展5G核心网络预商用设备研发与验证;
(2)
(3)研究基于效劳的5G网络能力开放架构和功能,提出网络能力的封装、编排、业务等策略和方法;研究平安可控的解决方案;
(4)
(5)研究基于效劳并面向能力开放的接口和交互机制,设计实现高性能、易开放的标准化接口。
在同等系统资源的情况下,网络性能可到达或优于传统的点到点的网络架构。
开发系统并搭建环境进展测试验证;
(6)
(7)参照R15能力开放标准标准,研发APIGW系统,提供基于Restful的网络能力开放API,可被第三方调用获取相关网络能力〔如用户位置、基于业务要求的数据传输QoS保障等〕;设计能力开放APIFramework,实现API的注册,发现及授权机制,进展标准化;
(8)
(9)鼓励系统设计中采用开源的实现,选取系统中的软件功能模块,如能力开放或消息分发模块进展开源;
(10)
(11)申请创造专利不少于10项;
(12)
(13)提交标准提案不少于15篇。
(14)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为1:
2,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政经费支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持不超过2个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报。
如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-10:
面向质量可保证的5G端到端网络资源调度及管理系统研制与验证
课题说明:
5G多样的场景〔eMBB、mMTC和uRLLC〕有不同的网络性能和功能要求,是5G区别于传统网络的主要特征。
本课题将重点研究质量可保证、端到端的网络切片构建及协同管理技术,并完成典型场景的系统验证,为5G垂直行业的网络应用提供技术根底。
研究目标:
基于5G的典型业务场景,针对接入网、核心网、传输网,开展5G端到端网络切片及资源调度管理系统的研发。
研究网络切片跨域、跨层的协同及管理技术,以提供端到端质量可保证的网络效劳。
研发系统样机,面向效劳可保证的网络的典型应用场景,完成测试验证。
考核指标:
(1)基于R155G网络系统,针对质量可保证的5G端到端网络资源调度及切片技术,完成其产业应用的场景、需求、业务模式及业务流程研究,输出研究报告;
(2)
(3)完成质量可保证的5G端到端网络切片及资源调度管理系统整体架构及流程研究,包括接入网支持切片的架构及关键技术设计、核心网支持切片的架构及关键技术设计、传输网支持切片的架构及关键技术设计、端到端网络资源调度及管理系统;
(4)
(5)面向网络切片及资源调度的质量可保证特性,完成端到端网络切片及资源的跨域、跨层协同及管理技术研究,包括端到端网络切片质量〔如低时延、高可靠等〕可保证技术的整体设计,接入网、核心网和传输网各域的质量可保证机制等;
(6)
(7)面向效劳可保证的网络切片的典型应用场景和质量指标〔eMBB、mMTC和uRLLC三类场景中至少选取两类场景〕,研发端到端系统样机,实现能同时保证至少两类指标的网络切片。
支持网络切片的差异化定制、编排和自动化部署,以及灵活的切片资源管理〔创立切片时间不超过20分钟,网络切片资源扩容与缩容的调整时间不超过2分钟〕,完成测试验证。
(8)
(9)申请创造专利不少于10项;
(10)
(11)提交标准提案不少于15篇。
(12)
实施期限:
2021年1月至2021年12月。
经费比例:
中央财政投入与其他来源经费比例为2:
1,鼓励地方财政积极投入。
本课题拟采用前补助的中央财政支持方式。
申报方式:
公开择优,拟支持1个团队。
企业牵头承当,产学研用联合申报;如联合申报,联合单位〔不包括牵头单位〕不超过4个。
课题1-11:
基于NFV/SD
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