5G算法創(chuàng)新大賽，落幕只是新的開(kāi)始!

“5G將把傳統(tǒng)的通信產(chǎn)業(yè)重新變成一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，萬(wàn)物互聯(lián)的世界對(duì)每個(gè)人都是激動(dòng)人心的事情。”華為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線首席戰(zhàn)略官余泉說(shuō)到。如果說(shuō)3G、4G的研發(fā)中國(guó)都“輸在了起跑線上”的話，那么，對(duì)于5G的研究中國(guó)很早就把握了主動(dòng)，可以看到，無(wú)論是我國(guó)的工信部、國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商，還是華為、中興、大唐等設(shè)備商，在近幾年都不斷加大對(duì)5G的投入。此外，更有一股新生的大學(xué)生群體投入到5G的研發(fā)當(dāng)中，2015年5月第一屆5G算法創(chuàng)新大賽在西安電子科技大學(xué)啟動(dòng)，歷時(shí)7個(gè)月的攻克難關(guān)，大賽取得了豐碩的成績(jī)，并于12月舉行了頒獎(jiǎng)典禮。

驚喜!成功!

第一屆5G算法創(chuàng)新大賽共有來(lái)自76所大學(xué)的184個(gè)團(tuán)隊(duì)參加大賽，最后30個(gè)團(tuán)隊(duì)用不到7個(gè)月的時(shí)間，基于Altera的FPGA平臺(tái)完成了整個(gè)算法鏈路系統(tǒng)的部署，結(jié)果都非常出色。21ic記者了解到，此次大賽的評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，更為看重學(xué)生的綜合能力。評(píng)審團(tuán)成員之一范平志教授跟21ic記者談到，“本次大賽分為初賽和決賽兩個(gè)階段，初賽側(cè)重對(duì)算法的考察，主辦方提供了一套算法的基礎(chǔ)方案，看同學(xué)們是否能夠仿真設(shè)計(jì)出來(lái)。復(fù)賽側(cè)重在硬件實(shí)現(xiàn)。評(píng)選是綜合性的，首先看鏈路功能是否已經(jīng)完成，這個(gè)是最基本的要求;另外就要看完成的性能、學(xué)生們的優(yōu)化創(chuàng)新的地方。比如說(shuō)我負(fù)責(zé)的SCMA組，一些團(tuán)隊(duì)提出了跟參考方案不一樣的更具新穎性的低復(fù)雜度譯碼算法，通過(guò)仿真驗(yàn)證了其可行性，并在硬件上實(shí)現(xiàn)出來(lái)。這就是標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)方面，一個(gè)是基本要求，一個(gè)是提高要求。”

評(píng)審團(tuán)成員之一范平志教授

本屆大賽的結(jié)果獲得了評(píng)審組組長(zhǎng)、工信部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所所長(zhǎng)王志勤女士的高度認(rèn)可：“很多學(xué)生在參加大賽的時(shí)候?qū)@些新概念和新技術(shù)，基本上是一無(wú)所知，但是經(jīng)過(guò)半年短短時(shí)間，他們?cè)跊Q賽的時(shí)候交出了很好的答卷。在這個(gè)過(guò)程中，大賽獲得的成績(jī)確實(shí)和同學(xué)們的付出分不開(kāi)，應(yīng)該是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了各位評(píng)委的預(yù)期。”

此次比賽在全球共識(shí)性的5G關(guān)鍵技術(shù)中選了三種作為參賽方向，包括新型多址SCMA技術(shù)、新型多載波F-OFDM技術(shù)、先進(jìn)的調(diào)制編碼PolarCode技術(shù)，而每一組都取得了令人可喜的創(chuàng)新成就。王志勤介紹到，SCMA組，這個(gè)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境領(lǐng)域下可以引入更多用戶接入和對(duì)頻譜性能的提升。本次大賽中在低復(fù)雜度的譯碼方面提出了國(guó)際性創(chuàng)新型的技術(shù)方案，包括樹(shù)剪枝、輸入門(mén)限、概率計(jì)算等算法，這些算法有效降低了譯碼的復(fù)雜度。在實(shí)施層面通過(guò)了很好呈現(xiàn)，有團(tuán)隊(duì)已經(jīng)達(dá)到了700MBPS的吞吐率，很多方面取得了超出預(yù)期的成果。

F-OFDM這個(gè)組更集中于濾波器的設(shè)計(jì)方面和實(shí)施方面的創(chuàng)新。在濾波器設(shè)計(jì)方面通過(guò)一些算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得整個(gè)F-OFDM在濾波器性能，濾波操作的復(fù)雜度簡(jiǎn)化，以及在最優(yōu)保護(hù)帶設(shè)計(jì)方面，都取得了很好的效果。在實(shí)現(xiàn)方面，關(guān)于LTE下行鏈路的實(shí)現(xiàn)是非常完整和復(fù)雜的，然而各個(gè)團(tuán)隊(duì)在這么短的時(shí)間內(nèi)得到了實(shí)現(xiàn)，并有很多團(tuán)隊(duì)采用了各種方法實(shí)現(xiàn)了低復(fù)雜的高階濾波，很好地驗(yàn)證了f-OFDM的抗異步干擾的性能，展示了f-OFDM可以很好的支持5G靈活空口的能力。

對(duì)于POLAR碼的糾錯(cuò)性能方面大家已有共識(shí)，但是其復(fù)雜度和性能實(shí)現(xiàn)方面也是業(yè)界比較擔(dān)心的。在本次大賽的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證過(guò)程中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一些新型硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)polar譯碼器，使得實(shí)際測(cè)試得到的糾錯(cuò)性能優(yōu)于LTE采用的turbo碼;在具體低時(shí)延方面，提出了一些創(chuàng)新的算法，包括分布式排序以及選擇拓展等等，使得編譯碼時(shí)延小于0.1毫秒;在吞吐率方面，有參賽團(tuán)隊(duì)采用了深度流水架構(gòu)在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)完整的Polar碼編譯碼鏈路，現(xiàn)場(chǎng)演示吞吐率能夠高達(dá)300Gbps，這個(gè)速率刷新了業(yè)界原有紀(jì)錄。

5G大賽圓滿落幕，是結(jié)束更是開(kāi)始!

此次大賽由Altera公司以及西安電子科技大學(xué)、友晶科技聯(lián)合主辦，并得到了華為、英特爾、展訊等公司的贊助和支持。評(píng)審團(tuán)成員之一張朝陽(yáng)教授跟21ic記者談到，“5G算法創(chuàng)新大賽和其他的大賽相比特點(diǎn)非常鮮明，5G大賽是跟業(yè)界最新技術(shù)結(jié)合最緊密的比賽。很多的參賽隊(duì)伍在參賽之前沒(méi)有真正接觸到這些前沿技術(shù)，而是在參賽過(guò)程中慢慢了解學(xué)習(xí)，并做出了很高的水平，這是跟其他比賽很不相同、很了不起的地方。同時(shí)，這個(gè)大賽是綜合性的，從算法最終到實(shí)踐，是完整的東西。對(duì)于參賽者不僅需要有軟件的能力，要有硬件的能力，需要很多計(jì)算技能。

通過(guò)大賽的平臺(tái)，可以充分地展現(xiàn)亞洲高校在創(chuàng)新人才方面的辦學(xué)成果，競(jìng)賽不僅使得參賽者在理論和實(shí)踐方面得到更好的鍛煉，也提倡同學(xué)們?cè)诳萍己颓把馗?jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想。當(dāng)被問(wèn)及比賽之后Altera方面在5G的研究方面或者學(xué)生群體有何新的動(dòng)作時(shí)，Altera副總裁Francis Chow提到說(shuō)，“對(duì)于5G，近兩年我們會(huì)先解決基礎(chǔ)問(wèn)題，等基礎(chǔ)的問(wèn)題解決以后，我們可以讓學(xué)生想一想應(yīng)用的問(wèn)題，有什么方法可以提高應(yīng)用效率。Altera方面一直很重視大學(xué)生群里的潛力，Altera于2003年啟動(dòng)了大學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目。目前，我們已經(jīng)在中國(guó)的110所大學(xué)里建立了137個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。我們已經(jīng)出版了50多本基于Altera FPGA和開(kāi)發(fā)工具的圖書(shū)。今年，OpenCL教科書(shū)也首次在全球范圍內(nèi)出版了。我們希望我們的大學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目繼續(xù)能夠讓同學(xué)們更容易接觸到最前沿的技術(shù)，這樣他們就能在不久的將來(lái)做出更大貢獻(xiàn)。”

Altera副總裁Francis Chow

據(jù)悉，5G的標(biāo)準(zhǔn)化工作將于2016年開(kāi)始進(jìn)行，第一屆5G大賽剛好為即將開(kāi)啟的5G標(biāo)準(zhǔn)研究奠定了很好的基礎(chǔ)。“所以我希望這次大賽能夠以始為終，在開(kāi)始的時(shí)候就對(duì)目標(biāo)有所設(shè)定，能夠繼續(xù)支持5G后續(xù)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)我們也希望產(chǎn)業(yè)界更多地資助高校的創(chuàng)新活動(dòng)，特別是原創(chuàng)性創(chuàng)新，使得高校真正發(fā)揮創(chuàng)新原動(dòng)力角色!”王志勤對(duì)大賽寄予厚望，她認(rèn)為大賽的結(jié)束不僅僅是一次完美的落幕，更是5G繼續(xù)發(fā)展的開(kāi)始，是學(xué)生群體邁向未來(lái)的新征程。

第一屆5G算法創(chuàng)新大賽是亞洲創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽(Innovative Asia)的一部分。亞洲創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽由Altera大學(xué)計(jì)劃和友晶科技共同主辦，是覆蓋全球的全方位工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽，主要面向工程專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生。亞洲創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽目前已連續(xù)舉辦11年。該大賽不僅是亞太區(qū)的FPGA設(shè)計(jì)競(jìng)賽，更被頂尖學(xué)生視為最高榮譽(yù)的競(jìng)技場(chǎng)。

華為創(chuàng)新研究計(jì)劃(Huawei Innovation Research Program，簡(jiǎn)稱HIRP)為此次大賽提供了基礎(chǔ)算法和金牌贊助，展現(xiàn)了華為作為一家行業(yè)領(lǐng)先的通信公司對(duì)創(chuàng)新及發(fā)展未來(lái)技術(shù)的資助和支持。通過(guò)HIRP，華為將繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)協(xié)同發(fā)展，并推動(dòng)知識(shí)的傳遞和分享，共同促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。