《电子技术应用》

5G的未来在这里!

第一届5G算法创新大赛硕果累累

作者:王伟
2015/12/28 13:30:00

    2015年12月18日,“第一届5G算法创新大赛”颁奖典礼在西安举行。本届大赛是业界首个旨在促进研究机构与企业结合、激发创新、推进5G研究发展的竞赛,由Altera、西安电子科技大学、友晶科技主办,华为、英特尔、展讯等公司赞助。

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一届5G算法创新大赛硕果累累

    大赛评审组组长、工信部电信研究院通信标准研究所所长王志勤女士对此次大赛给予了高度的评价:“5G是面向2020年商业应用的系统,也将是未来整个社会生活的基础设施。5G需要统一、灵活和可配置的空口技术框架,以更好地满足不同场景差异化性能的需求,控制标准和产业化成本开销,考虑技术先进性和成熟性,实现两者之间的平衡。本次大赛以5G算法为主题,紧跟5G发展的节奏。一方面验证了5G关键技术相比原有技术在性能方面的提升;另一方面 ,也证实了这些技术在复杂度和成熟性上是满足产业界可应用与可实施要求的。这对这些技术在即将到来的5G标准制定阶段的推广起到了很好的验证作用。”

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工信部电信研究院通信标准研究所所长王志勤

    大赛共有三个赛题,均为全球范围内最具共识性的5G新空口技术——基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址技术SCMA、可变子载波带宽的非正交波形技术F-OFDM以及能够达到信道容量极限的高性能纠错码技术Polar Code。三个赛题组最终胜出的算法实现方案,其实现的完整性和创新程度令评审组成员十分惊讶,表示其最终实践的结果与当前领域的最新研究水平基本相当,甚至某些方面已经有所超越。

    SCMA参赛组中,参赛选手在低复杂度的译码方面提出了国际性创新型的技术方案,包括树剪枝、输入门限、概率计算等算法,这种算法有效降低了译码的复杂度。而且在算法实施层面也呈现了很好的结果,有的团队采用FPGA来实现,吞吐率高达700Mbps,采用ASIC的设计也首次实现了1.5Gbps的高吞吐率。F-OFDM参赛组的焦点集中在滤波器的设计和实施方面的创新。多个团队在FPGA上通过低复杂的高阶滤波实现了F-OFDM抗异步干扰,从而具备了支持5G灵活空口的能力。Polar Code参赛组,部分采用了新型硬件架构,从而在纠错性能上取得了很大的提升;此外还提出了一些创新的算法,包括分布式排序、K比特译码以及选择拓展等,改进了Polar码编译码系统,得到了小于0.1ms编译码时延的性能;在吞吐率方面更是刷新了业界原有纪录,高达307Gbps。PolarCode评委组组长、浙江大学张朝阳教授称本届大赛是与业界最新技术结合最紧密的赛事,同时也是一场综合性的赛事。它全面考察了选手从算法到最终实现的能力。要求选手既要有软件方面的设计能力,又要有硬件方面的实践能力,同时还要有很好的数学计算优化创新能力。他表示很多的参赛队伍在参赛之前没有真正接触到这些前沿技术,而是在参赛过程中慢慢了解学习,做出很高的水平,这是跟其他比赛很不相同、很了不起的地方。SCMA评委组组长、西南交通大学范平志教授将这些收获归功于主办方Altera公司、友晶科技和赞助商华为所提供的多方面、全方位的支持。很多选手都反应Altera的FPGA开发板处理能力强大,超过了算法实现的需求,所以在设计中又增加了视频作为传输数据,很好地提升了作品的演示效果。

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Altera公司副总裁兼通讯事业部总经理Francis Chow

    作为大赛的主办方之一,Altera多年来一直在中国地区推广大学计划,积极促成产学研各方面的合作。Altera公司副总裁兼通讯事业部总经理Francis Chow:“5G为我们带来很多技术上和项目上的挑战,然而,仅靠半导体行业跟系统行业不可能解决所有的问题。我们相信学生有很大的潜力,能够为未来5G网络的发展做出贡献,这就正是Altera举办5G大赛的原因。我们希望通过大学计划这种方式让更多的学生有机会进入FPGA及5G这样前沿的技术领域。”对于今后的5G创新大赛,Francis Chow表示将会像Altera的创新设计大赛一样,将其举办成国际性的赛事,同时在选题上,也会从现在的核心算法拓展到不同的应用层面。

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华为无线网络首席战略官余泉

    华为无线网络首席战略官余泉认为5G时代需要一个更加开放、更加创新的环境。所以华为从一开始,就抱着开放的心态投入到5G的建设工作中。华为在全球有9个针对5G的重量级研究中心,充分发挥各个国家的人才优势,比如俄罗斯研究所专门研究5G算法突破,因为俄罗斯的数学很强。在这样战略布局基础上,华为跟全球高校以及全球超过10家顶级运营商开展合作,同时还参加了全球所有重要的5G组织。希望以这样一种方式,整合力量共创5G美好的产业未来。本次对5G创新大赛的支持是华为创新研究计划一个部分,取得了非常好的成果。这得益于现阶段高校的研究内容和企业在相关领域的投入贴合地非常紧,标志着整个中国移动通讯产业的产学研结合的实力得到了极大提升。 

    本次大赛历时半年多,吸引了来自全国31个城市76所大学184支队伍,共462名学生参赛。最终有30支队伍进入决赛,其中3支队伍荣获大赛一等奖、6支队伍荣获二等奖、11支队伍荣获三等奖,13支队伍荣获“优秀算法仿真设计奖”和“优秀FPGA实现奖”。无论是评委组成员还是大赛主办方,对参赛者的作品水平和创新程度都非常满意,纷纷表示超出了其预期,收获到非常多的惊喜。从中,我们看到了中国5G产业的未来,他们在最后的时刻,投入到5G产业大潮,为今后抢占制高点奠定了坚实的基础。

 

    第一届5G算法创新大赛是亚洲创新设计大赛(Innovative Asia)的一部分。亚洲创新设计大赛由Altera大学计划和友晶科技共同主办,是覆盖全球的全方位工程设计竞赛,主要面向工程专业的本科生和研究生。亚洲创新设计大赛目前已连续举办 11 年。该大赛不仅是亚太区的 FPGA 设计竞赛,更被顶尖学生视为最高荣誉的竞技场。

    华为创新研究计划(Huawei Innovation Research Program,简称HIRP)为此次大赛提供了算法与金牌赞助,展现了华为作为一家行业领先的通信公司对创新及发展未来技术的资助和支持。通过HIRP,华为将继续推动行业协同发展,并推动知识的传递和分享,共同促进技术进步。


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