国家科学技术进步奖申报公示信息-3D-MIMO通信系统关键技术研究、产业化及规模应用

附件:公示材料

项目名称:3D-MIMO通信系统关键技术研究、产业化及规模应用

提名者及提名等级

提名者:工业和信息化部

提名等级:国家科学技术进步奖一等奖。

主要知识产权和标准规范目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

发明专利

一种CSI-RS的发送方法、检测方法及其装置

中国

ZL201010

232079.2

2015-4-22

1646014

中国移动通信集团公司

刘建军、王启星、史志华、潘成康、徐晓东、刘光毅

有效专利

发明专利

通信设备、基带单元和通信方法

中国

ZL201310

392709.6

2016-11-9

2289736

华为技术有限公司

黄晖、张鹏程、方冬梅

有效专利

发明专利

一种利用有源天线系统实现下行数据发射方法及装置

中国

ZL201210

203478.5

2018-03-02

2833132

中兴通讯股份有限公司

李斌、史凡、秦洪峰、向际鹰、黄沛瑜

有效专利

发明专利

一种天线校准方法及装置

中国

ZL201510

196861.6

2017-06-23

2529134

大唐移动通信设备有限公司

倪立华

有效专利

发明专利

发送信道状态信息参考信号的方法、装置、基站及终端

中国

ZL201510

741920.3

2019-10-22

3565306

中国移动通信集团公司

金婧、童辉、吴丹、王飞、王启星

有效专利

发明专利

一种用于多天线的信号发送方法及装置

中国

ZL201510

548295.0

2019-1-11

3211370

华为技术有限公司

黄晖

有效专利

发明专利

下行MIMO子带信道状态信息的反馈方法、装置及设备

中国

ZL201010

546132.6

2014-07-02

1434894

中国移动通信集团公司

潘成康,黄宇红,王启星,徐晓东,刘光毅,刘建军

有效专利

发明专利

兼容异常终端的方法及基站

中国

ZL200810

001894.0

2011-10-26

856451

中兴通讯股份有限公司

张涛,张志辉,张万春,高淑美

有效专利

发明专利

下行MIMO宽带信道状态信息的反馈方法、装置及设备

中国

ZL201010

546135.X

2014-10-08

1492480

中国移动通信集团公司

潘成康,黄宇红,王启星,徐晓东,刘光毅,刘建军

有效专利

发明专利

演进通信系统的网络覆盖规划方法和装置

中国

ZL201210

560840.4

2016-05-18

2078200

大唐移动通信设备有限公司

王月倩、李淑玲、韩冰

有效专利

主要完成人情况

1. 黄宇红

排名:1

行政职务:中国移动通信研究院副院长

技术职称:教授级高工

工作单位:中国移动通信集团有限公司

完成单位:中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

本项目总负责人,敏锐识别无线通信下一个关键制高点——3D-MIMO,总体负责3D-MIMO技术标准研究、产品设计以及商用验证和优化等工作。在国际顶级学术期刊和会议发表3篇3D-MIMO相关学术论文(SCI/EI检索)。

2. 刘光毅

排名:2

行政职务:中国移动通信研究院无线与终端研究所首席科学家

技术职称:教授级高工

工作单位:中国移动通信集团有限公司

完成单位:中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

本项目主要负责人,负责技术研究、标准制定、测试验证等具体工作,组织开展广泛且深入的需求分析、重大技术选型讨论,明确项目研究方向和研究范围。发表3D-MIMO相关国际顶级学术期刊和会议论文(SCI/EI检索)7篇。

3. 黄晖

排名:3

行政职务:LTE TDD 多天线解决方案首席架构师

技术职称:高级工程师

工作单位:华为技术有限公司

完成单位:华为技术有限公司

对该项目技术创造性贡献:

作为LTE 3D-MIMO解决方案设计负责人,主持3D-MIMO性能解决方案设计工作,针对商用网络关键问题:覆盖、体验、容量、组网等,提出创新解决方案,解决了多层空分低复杂度权值设计、组网Sounding干扰、上行业务信道IRC接收机、控制信道容量瓶颈消除等关键问题,为达成3D-MIMO相对8T8R 2~3倍频谱效率提升做出关键贡献。

4. 张万春

排名:4

行政职务:中兴通讯股份有限公司无线经营部主管

技术职称: 教授级高工

工作单位: 中兴通讯股份有限公司

完成单位: 中兴通讯股份有限公司

对该项目技术创造性贡献:

中兴无线产品总负责人,在项目中主要负责中兴通讯3D-MIMO项目技术及产品的整体方案制定,对中兴3D-MIMO几大关键技术方案的提出及实现做出了方向性的建议,包括64通道128振子天线系统,基带大容量处理芯片等等;同时协同公司市场、售后等部门完成中兴海内外3D-MIMO商用外场的验证工作,投入工作量占本人工作量的40%。

5. 倪立华

排名:5

行政职务: 无

技术职称: 中级工程师

工作单位: 大唐移动通信设备有限公司

完成单位: 大唐移动通信设备有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主要负责大唐移动3D-MIMO项目的产品实现,组织完成3D-MIMO产品的BBU和AAU软硬件总体架构设计,组织完成BBU的BPOK单板硬件开发和BBU软件开发工作,参与完成AAU天线阵列的硬件开发工作。提出信道测量与反馈增强、大规模天线校准、多用户配对算法、波束赋形、干扰抑制、多天线联合接收等关键创新方案,并在产品中实现。投入工作量占本人工作量的80%。

6. 胡臻平

排名:6

行政职务:中国移动通信集团有限公司技术部副经理

技术职称:高级工程师

工作单位:中国移动通信集团有限公司

完成单位:中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

负责3D-MIMO标准推动和技术测试验证工作,联合业界主设备、芯片、仪表厂家共同推动3D-MIMO产业成熟,并基于测试验证结论提出3D-MIMO部署应用建议及产品改进措施。

7. 向际鹰

排名:7

行政职务:中兴通讯股份有限公司首席科学家

技术职称: 教授级高工

工作单位: 中兴通讯股份有限公司

完成单位: 中兴通讯股份有限公司

对该项目技术创造性贡献:

在2012年底就在中兴内部发起3D-MIMO讨论,提出在4G中不改终端和标准实现3D MIMO技术的方法。2014年7月在海牙第一届5G峰会上首次对外提出“Pre5G”概念。2014年10月首个Pre5G 3D MIMO外场成功演示。帮助中兴在2016年世界通讯大会上获得“技术创新大奖”和“CTO选择”奖。当时是国内系统产品第一次获得MWC大奖。提出多项创新方案,包括64通道128振子的天线和射频一体化AAU设计,高集成度、全数字化赋型产品架构等。投入工作量占本人工作量的60%。

8. 张晓天

排名:8

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:华为技术有限公司

完成单位:华为技术有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主要负责华为3D-MIMO产品解决方案和性能算法设计工作,针对控制信道瓶颈问题,提出控制信道波束空分方案,主导MU-BF空分复用资源分配算法设计,实现下行16流空分复用;牵头完成3D-MIMO工程应用方案和组织商用网络多场景规模验证,催熟整体解决方案并实现3D-MIMO商用产品规模应用。投入工作量占本人工作量的80%。

9. 韩冰

排名:9

行政职务: 无

技术职称: 高级工程师

工作单位: 大唐移动通信设备有限公司

完成单位: 大唐移动通信设备有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主要负责大唐移动3D-MIMO项目的需求规划和产品设计,组织完成3D-MIMO产品的BBU和AAU的总体需求分析和规划,参与BBU和AAU的总体设计,组织完成3D MIMO设备的组网解决方案,并组织完成在网络中的测试验证。提出多用户配对算法、波束赋形、干扰抑制、调度优化、功率协同等关键创新方案,并在产品中实现和网络中验证通过。投入工作量占本人工作量的70%。

10. 商亮

排名:10

行政职务: 中国移动通信集团有限公司计划建设部经理

技术职称: 高级工程师

工作单位: 中国移动通信集团有限公司

完成单位: 中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主要负责3D-MIMO无线产品规划及推进,并组织开展组网创新方案试验,充分验证了大规模天线产品组网性能,提出了面向商用的产品改进方案,总结了3D-MIMO的适用部署场景,为商用积累丰富的组网和建设经验。

11. 肖啸

排名:11

行政职务:无

技术职称:高级工程师

工作单位:华为技术有限公司

完成单位:华为技术有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主要负责华为3D-MIMO产品和解决方案的规划和设计工作,主导了3D-MIMO系列化的产品定义,架构选型以及关键方案设计等,包括64T通道、16H4V阵列、分体式架构,下行16流,上行8流以及重量、体积、能效、性能等关键指标。针对3D-MIMO工程规格小型化,提出天线器件电子化、阵列重构等创新方案,实现36kg全球最轻64T 3D-MIMO。针对3D-MIMO连片规模部署面临的场景化挑战,提出波束赋形与码本联合、劈裂与空分联合、垂直维干扰抑制等创新方案,大幅提升3D-MIMO商用网络的用户体验和覆盖质量,在全球得到规模商用。投入工作量占本人工作量的80%。

12. 丁海煜

排名:12

行政职务:中国移动通信研究院无线与终端研究所所长

技术职称:高级工程师

工作单位:中国移动通信集团有限公司

完成单位:中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

主持3D-MIMO商用部署方案,组织商用网络多场景规模验证,推动试验和技术应用有效实施,对项目提出许多建设性、实质性的意见和建议,为项目的顺利完成提供了有力的支撑。

13. 邱刚

排名:13

行政职务:中兴通讯股份有限公司无线研究院副院长

技术职称: 教授级高工

工作单位: 中兴通讯股份有限公司

完成单位: 中兴通讯股份有限公司

对该项目技术创造性贡献:

中兴无线基站研发的负责人,在项目中,组织完成中兴3D-MIMO产品的BBU和AAU总体架构设计,推动完成整个系统软硬件版本的开发、测试工作,包括AAU大容量处理芯片相关推进工作。投入工作量占本人工作量的40%。

14. 王启星

排名:14

行政职务: 无

技术职称: 工程师

工作单位: 中国移动通信集团有限公司

完成单位: 中国移动通信集团有限公司

对该项目技术创造性贡献:

作为中国移动的3D-MIMO项目负责人,带领团队完成3D-MIMO基础理论分析和可行性分析,提出5G技术4G化应用的3D-MIMO实现方案,推动3D-MIMO端到端产业成熟和商业部署应用。

15. 刘英浩

排名:15

行政职务: 无

技术职称: 高级工程师

工作单位: 大唐移动通信设备有限公司

完成单位: 大唐移动通信设备有限公司

对该项目技术创造性贡献:

负责大唐移动3D-MIMO项目的样机产品和商用产品实现过程中的解决方案制定。参与完成大唐移动3D-MIMO项目的样机产品和商用产品的BBU和AAU的软硬件总体架构设计。负责实验室和外场测试验证多用户配对算法、波束赋形、干扰抑制、多天线联合接收等关键技术的实施效果。投入工作量占本人工作量的80%。

主要完成单位及创新推广贡献

1. 中国移动通信集团有限公司

中国移动作为第一完成单位,是3D-MIMO技术方案的主要推动者。

技术突破方面,基于TD-LTE智能天线的产品实现和网络运营经验,提出3D-MIMO整体系统方案,包括水平16通道和垂直4通道的二维面阵优化设计、多用户波束赋形算法、基于用户间信道相关性的解调参考信号分配方案等;提出俯仰-水平-时-频信道建模理论,所提信道模型被3GPP和ITU采纳;提出基于波束赋形CSI-RS(信道状态信息参考信号)的信道反馈方案、支持信令指示的灵活解调参考信号(DMRS)设计、支持更多用户并发传输的的上行探测导频(SRS)容量提升方案,可有效提升小区平均和边缘性能,并被3GPP采纳;提出MIMO传输模式间自适应切换、PDCCH空分复用、大小包自适应配对等算法优化方案,解决商用过程中遇到的问题;建模商用产品中SRS/DMRS信道估计误差、天线校准误差和真实天线的三维方向图等非理想因素,突破3D-MIMO性能评估的准确度和复杂度的瓶颈,构建精准、高效的性能仿真平台。在产业推进方面,协同3D-MIMO产业力量,促进3D-MIMO上下游产业链成熟。发布3D-MIMO技术规范,实现高性能3D-MIMO系统设备的快速推出。在测试验证方面,提出基于传导方式测试MU-MIMO基带性能和基于OTA方案测试整机射频性能的综合测试方案;提出采用集成集束接头的工装罩替换天线阵子,将64通道简化为4路集束通道,突破3D-MIMO可靠性测试瓶颈;提出3D-MIMO精准选点、自适应天线权值优化等精细化建网解决方案,有效提升3D-MIMO运维效率,为3D-MIMO和后续的5G大规模天线商用部署积累运营经验。

2. 华为技术有限公司

华为技术有限公司作为本项目的主要参与单位,在5G技术4G化应用的3D-MIMO产品研制中提出了系列创新技术,包括:下行大容量空分复用技术、上行干扰抑制多用户接收机、大规模高增益天线阵列设计、大带宽高功率多通路AAU实现、大规模天线系统测试验证技术、全新形态基站的组网技术等。

华为技术有限公司通过该项目,积极参与3D-MIMO增强功能的国际标准制定,推进“更适用于TDD系统的基于波束赋形CSI-RS导频发送方案和终端反馈方案”、“针对MU-MIMO的上下行解调导频(DMRS)增强方案”、“对3D-MIMO系统至关重要的上行探测导频(SRS)容量提升方案”等增强方案的标准制定。

华为技术有限公司通过该项目,研发了无需升级商用终端的5G技术4G化应用的3D-MIMO基站产品,持续推进产品性价比的最优化,并在中国移动、日本软银等运营商进行全球推广应用,商用合同已经超过50个。同时,针对3D-MIMO商用中遇到的系列问题,结合实际业务和用户行为的特点,完成MIMO传输模式间自适应切换、大小包自适应配对等产品算法优化,持续提升3D-MIMO的应用效果。

华为技术有限公司通过3D-MIMO系统的研制,助力了我国无线通信网络技术、设备研制、应用和产业水平跨越式发展,并因此荣获多项国际奖项,GTI 2015年度“最佳创新解决方案与应用杰出贡献奖”, GTI 2016年度“网络创新大奖”,2017年世界移动大会“最佳移动网络基础设施奖(Best Mobile Infrastructure:Huawei Active Antenna Unit(AAU) Network System)”

3. 北京邮电大学

北京邮电大学作为本项目的主要参与单位,面向3D-MIMO信道,完成包括室内、外多个典型场景下的信道传播特性测量,精确刻画3D-MIMO垂直空间角度特性;基于广泛实地信道数据,建立包括室内热点、城市宏蜂窝、城市微蜂窝和农村宏蜂窝场景下的3D-MIMO信道参数化模型。

研究成果为3D-MIMO的关键技术研究,性能评估、测试和优化提供了理论和实验依据,及时输出到3GPP等标准化组织,被采纳为3D-MIMO研发和评估的国际标准,为我国在3D-MIMO及5G国际标准化竞争中取得了话语权,标准源头有利支持3D MIMO产业发展。通过与企业合作,实现科研成果的产业转化,产生显著经济效益和社会效益。

4. 中兴通讯股份有限公司

中兴通讯股份有限公司作为本项目的主要参与单位之一,提出了包含多天线/大规模天线技术,发射赋形和用户配对算法,多用户干扰检测及信号处理技术,小型化射频技术和自主研发矢量处理器芯片,基于AI的智能化网络管理及运维等在内的多项创新技术。

中兴通讯通过该项目,研发了无需升级商用终端的5G技术4G化应用的3D-MIMO基站产品,并向中国移动、日本软银、沃达丰印度等运营商成功推广商用该系列产品,凭借由该项目产生的3D-MIMO产品,中兴通讯荣获2015年度GSMA全球移动大奖“最佳移动技术突破奖”和“CTO的选择”双料大奖,2015年度无线网络基础设施创新大奖和2015全球5G技术创新奖等奖项。

中兴通讯通过该项目,积极参与3D-MIMO增强功能的国际标准制定,推进“更适用于TDD系统的基于波束赋形CSI-RS导频发送方案和终端反馈方案”、“针对MU-MIMO的上下行解调导频(DMRS)增强方案”、“对3D-MIMO系统至关重要的上行探测导频(SRS)容量提升方案”等增强方案的标准制定。

中兴通讯通过该项目的成功实施,带动了我国新一代无线技术的产业化进程,为珠三角、长三角、环渤海地区以及西北地区的通信产业发展和国民经济增长做出了突出贡献。

5. 大唐移动通信设备有限公司

大唐移动作为本项目的主要参与单位,针对3D-MIMO系统开展仿真平台搭建,并依托该平台对信道测量与反馈增强、大规模天线校准、多用户配对算法、波束赋形、干扰抑制、多天线联合接收等关键技术开展了多种方案的技术仿真和研究,为本项目的关键技术研究提供了重要理论基础和平台支撑。

根据3D-MIMO技术仿真的情况,并结合技术实现的可靠度,大唐移动作为样机产品开发单位,根据3D-MIMO技术特征研制了基站和天线的原型系统,并开展了暗室和外场的测试。同时,针对LTE网络建设室内覆盖盲点多的需求,对3D-MIMO技术的深度室内覆盖应用方案进行了验证,提出了广播权增强的多种方案,完成了增强方案相关验证工作,并形成了中国移动3D-MIMO测试的相关测试规范,推动了测试的标准化。

另外,大唐移动广泛参与3D-MIMO的3GPP国际标准制定工作,增强3D-MIMO功能,提升了原型设备的理论水平和技术内涵,并推动了3D-MIMO技术和知识产权的标准化。

并且,大唐移动将本项目的研究成果应用于3D-MIMO商用系统的开发,开发的3D-MIMO商用系统已成功在中国移动多个省市公司进行推广应用。

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