1月9日,国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行。由中国移动通信集团公司联合14家单位合作研发的“第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用”项目荣获2016年度国家科技进步奖特等奖。这是我国通信领域首次获得国家科技进步奖特等奖,标志着我国移动通信产业登上科技创新的高峰。
  该项目提出并主导了TD-LTE国际标准,实现了4G全产业链的群体突破,并在全球广泛应用,成为我国移动通信产业发展的历史转折。数据显示,2013年至2015年,TD-LTE产值累计达1.29万亿元,经济总贡献超过8000亿元。
  
  在项目第一完成人、原中国信息通信研究院院长曹淑敏看来,这个历经十年、数万名科技人员参与的庞大项目,实现了我国移动通信“从边缘到主流、从低端到高端、从跟随到领先”的历史性转折。
  30年来,我国移动通信技术发展并非一帆风顺
  作为关键基础设施和经济增长新引擎,移动通信是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,更是发达国家构筑竞争优势的战略必争地。
  30年来,我国移动通信经历了1G空白、2G跟随、3G突破的发展过程。中国提出的TD-SCDMA虽成为3G国际标准,但与国际主流相比,产业薄弱、差距明显,仅在国内应用,整体处于边缘地位。
  
  “2005年,我国尚处于3G研发产业化阶段,国际就启动了4G研究,我国4G能否争得一席之地,面临生死攸关的历史关口。”曹淑敏回忆说。
  2005年,全球进入4G标准竞争热潮。在两大技术路径中,FDD是主流,欧洲长期主导;TDD处于补充地位,美国推出WiMAX,试图抢占TDD路径。
  古训有“攻坚则瑕者坚,乘瑕则坚者瑕”。欧洲等移动强国认为TDD技术难度大,难以成为移动通信主流。而我国在TD-SCDMA上有近十年积累,TDD具有灵活使用频谱,提高频谱效率等潜在优势。
  最终,我国决定“乘瑕攻坚”,选择TDD作为4G战略主攻方向。
  
  十年磨砺,终见真章
  从2005年立项研究到2013年工信部正式发布4G牌照,再到如今的大规模商用,截至目前,TD-LTE已在47个国家部署了85张商用网络,全球用户数占比50%,我国企业占4G基站全球市场份额超过50%,中高端4G手机国内市场份额达78%。
  “我国4G最难得的就在于它是以运营商为牵引带动的技术创新,并促成上下游产业链的协同合作。”王晓云介绍,过去传统运营商单纯依靠引进国外技术生存发展,现在由运营商带头,充分整合高校、科研院所和企业等方面资源优势,形成“大兵团作战”模式,共同构建标准化推进平台、产业协作平台、国际化推广平台,实现全过程、全环节的系统布局。
  “第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用”项目攻克了TDD宽带、高速移动和大容量等技术难题,在全球多个TDD技术提案的竞争中胜出,成为两大主流4G国际标准之一;研制出TD-LTE高集成度28nm“五模十三频”芯片、高端智能手机、全系列基站和测试仪表,实现全产业链进入全球高端;提出高效干扰控制、基于用户体验的网络规划、体系化覆盖及优化等方案,建成优质4G网络;创建了涵盖技术、系统、组网的测试理论、方法和评估体系,研制出覆盖全产业链的测试平台;创建标准推进平台、产业协作平台、国际推广平台,政产学研用高效协同,形成了大兵团作战的新型创新体系。
  第四代移动通信TD-LTE标准化、研发产业化、规模商用化取得了一系列国际领先的创新:
  一、基础核心技术:通过TD-LTE创新帧结构设计、智能天线技术突破等关键核心技术突破,形成了TD-LTE标准核心。(1)设计了TD-LTE专属帧结构,实现LTE FDD融合且兼顾TD-SCDMA的创新帧结构,并最大程度上实现了TDD/FDD融合,设计了保护时隙GP灵活配置、下行导频时隙DwPTS数据发送和循环前缀CP及保护时隙GP系列参数等核心技术。(2)智能多天线技术实现突破,发明了窄带反馈信号机制,提高波束赋形精度和可用性,创新性设计了多天线MIMO与智能天线融合应用方案。
  二、运营创新技术:系统性解决了商用运营中80余项关键技术问题,形成了面向TD-LTE大规模运营的技术体系。(1)发明了UpPTS上行干扰检测技术以及动态AGC和本振频点调整等TDD特有干扰消除技术;(2)创新提出了回落中缓读广播消息、终端自主返回等高性能语音技术;(3)发明了Ir接口压缩技术、集束接口与多频段独立电调等高效快速部署技术;(4)发明了透明中继Relay、基于TDD同步的多模微功率信号放大器等网络覆盖技术产品;(5)创新提出了基于信令/网管/测试/MR等多种全量数据的智能网络优化方法、端到端质量保障监控体系及分析优化体系;(6)创新提出了端到端、多场景、多网协同的运营技术;(7)创新提出了以用户体验为目标设计多场景、多频段的4G综合网络规划指标;(8)创新提出了4G用户“两不一快”的极简业务方案。
  三、产业研发技术:攻克多模多频段终端芯片设计与集成电路开发技术瓶颈,突破终端、仪表等产业薄弱环节,建立完整测试体系。(1)实现基于独立接收通道的射频芯片优化架构、高集成度射频前端模块化等终端芯片设计架构方案;(2)针对内部互干扰严重问题,发明了多接收通道数和内置多个VCO电路等干扰消除和规避技术;(3)针对成本高、功耗大等问题,最先进RF CMOS工艺和多核技术,设计了创新芯片布局方案;(4)建立完整TD-LTE测试体系,研发测试专用技术,开发系列仪器仪表,设计质量评估方法,构建攻关公共测试验证平台。
  中国移动牵头
  
  中国移动通信集团公司作为项目牵头单位之一,在技术标准制定、产业研发阶段,发挥市场龙头带动作用,牵引技术创新、主导标准形成、联合产业攻关;在规模应用阶段,则发挥运营主体创新作用:不仅自己创新,还带动产业创新;不仅自己发展,还带动产业上下游发展;不仅自己领先,还带动国内产业全球领先。
  我国现已建成全球最大4G网络,开通超过150万TD-LTE基站,用户规模突破5亿户;至2016年11月TD-LTE已在46个国家部署85张商用网络, 实现了全球广泛应用。
  中国信息通信研究院
  中国信息通信研究院原院长曹淑敏担任了“第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用”项目的第一完成人。
  
  中国信通院作为4G推进组和工作组的组长单位,牵头开展4G战略研究、标准化和产业化推进、三阶段试验验证等工作,在关键技术和测试方法等方面贡献了一批创新成果,研制了全球领先的测试平台。中国信通院为项目的顶层设计、系统布局和协同推进做出了重要的贡献。
  华为
  华为公司作为TD-LTE项目主要参与单位,在TD-LTE标准的完善、技术发展、终端应用等方面进行了长期的努力和探索,尤其是在TD-LTE产业瓶颈——LTE终端芯片的开发与测试上,更是早期的先锋力量。
  
  早在2007年,华为就开始研发LTE测试UE;2008年,正式开始LTE芯片的开发;2009年,华为推出了业界首款支持TD-LTE的终端芯片巴龙(Balong)700,支持LTE FDD和TD-LTE双模,成功支持上海世博会演示。2012年,华为领先业界一年多发布业界首款支持LTE Cat.4的多模LTE终端芯片巴龙710,下行速率达到150Mbps,并整合在随后发布的华为麒麟(Kirin)910系列处理器中。
  同时,华为陆续发布了基于巴龙平台的数据卡、CPE、MiFi、TD-LTE智能手机,不断推动全球TD-LTE芯片产业发展,推动LTE-TDD标准化与商业化的进程。2013年,华为发布业界首款支持LTE Cat.6的多模LTE终端芯片巴龙720,下行速率达到300Mbps。在2013年底中国4G牌照正式发放后,TD-LTE芯片的发展更是步入快车道。2014年,华为推出麒麟920,整合了巴龙720,成为全球首款支持LTE Cat.6 300Mbps的SoC芯片。2015年,华为发布巴龙750,全球率先支持LTE Cat.12/13 UL,峰值下载速率高达600Mbps,峰值上传速率150Mbps。2016年,Balong750助力DoCoMo在日本率先商用3.5GHz。
  目前巴龙通信芯片服务于全球200多个国家、300多个运营商,麒麟系列手机处理器服务于全球1亿多用户。
  中兴通讯
  中兴通讯作为主要完成单位之一,获得表彰。中兴通讯是TD-LTE行业重要的推动者,截止2016年11月,中兴通讯连续三年TD-LTE发货量占全球TD-LTE发货总量1/3,获得全球61个TD-LTE商用合同,在51个国家为92个运营商建设了TD-LTE网络,包括中国、日本、印尼、印度、意大利、罗马尼亚、美国等,成为TD-LTE产业全球化的重要一员。
  中兴通讯TDD产品线总经理柏燕民表示: “中兴通讯将继续携手产业合作伙伴,加大投入新一代移动通信技术研发,为TDD市场及产业的发展构建更坚实的研发基础和产业框架,推动TD-LTE的持续演进,使其在5G时代发挥更重要作用。”
  展讯
  作为“第四代移动通信系统的关键技术与应用”的项目承担单位之一,展讯主要从事终端芯片的关键技术研发和产品实现,公司自TD-LTE标准制定之初就积极参与各项重要研发工作,攻克了在16/28nm纳米先进工艺、数模混合设计实现、LTE通信链路设计、LTE关键算法设计及硬件实现、高速硬件加速器设计、低功耗设计、多模协议栈设计实现等方面的众多技术难点,有效解决了TD-LTE商用对于多模通讯芯片所要求的高集成度,低成本和低功耗的重大问题。
  同时,展讯加速了TD-LTE产业商用化快速发展的进程,率先发布了28纳米四核五模芯片平台SC9830/9832以及16纳米8核64位芯片平台SC9860。2016年展讯LTE芯片销售量超过1亿套。其中展讯SC9830/9832被三星、华为、中兴、联想、酷派、Micromax、Lava、ADVAN等国内外终端品牌,以及中国移动、印度Reliance等众多国际运营商采用,产品覆盖中国、印度、东南亚、欧洲、北非、南美等20多个国家及地区。同时,展讯中高端LTE芯片SC9860也将实现在信息安全及国产金融领域一系列的创新应用。
  综合新华网,经济日报,人民邮电报,赵宇看通信