我國(guó)5G研發(fā)國(guó)際領(lǐng)先 智能電網(wǎng)發(fā)展需提前布局

　　隨著信息化社會(huì)的快速發(fā)展，信息通信技術(shù)(ICT)在人類社會(huì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越大，而承載信息傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)(CT)已經(jīng)成為整個(gè)信息化社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)賴以正常運(yùn)行的基石。當(dāng)前，加快5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的步伐已成為國(guó)際主流共識(shí)，而我國(guó)自去年成立IMT-2020(5G)推進(jìn)組以來(lái)，一直在大力推進(jìn)5G的研發(fā)進(jìn)程。如何在5G技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定的競(jìng)賽中取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)，并且利用先發(fā)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，是值得我們?cè)谕七M(jìn)5G研發(fā)中思考的問(wèn)題。
　　推進(jìn)5G研發(fā)符合信息社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)
　　為了在未來(lái)信息消費(fèi)中提供一個(gè)多場(chǎng)景、無(wú)縫式傳輸通道，必須推進(jìn)5G研發(fā)。
　　(一)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量猛增是推進(jìn)5G研發(fā)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)
　　過(guò)去的幾十年里，移動(dòng)通信技術(shù)逐漸從1G演進(jìn)到如今的4G。移動(dòng)通信的應(yīng)用場(chǎng)景從滿足簡(jiǎn)單的語(yǔ)音通話，到如今已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)多媒體交互式的高速體驗(yàn)。這種技術(shù)的演變也影響了移動(dòng)通信業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的巨大變化——目前移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)已經(jīng)由以前的語(yǔ)音和短信演變?yōu)楝F(xiàn)在的“數(shù)據(jù)流量”。近年來(lái)，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長(zhǎng)勢(shì)頭持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過(guò)200倍，2010年到2030年將增長(zhǎng)近2萬(wàn)倍。中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計(jì)2010年到2020年將增長(zhǎng)300倍以上，2010年到2030年將增長(zhǎng)超4萬(wàn)倍。發(fā)達(dá)城市及熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長(zhǎng)率可達(dá)600倍，北京熱點(diǎn)區(qū)域的增長(zhǎng)率可達(dá)1000倍(如圖所示)。在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量持續(xù)猛增的大背景下，現(xiàn)在商用的3G或者4G在未來(lái)都難以滿足如此大的增長(zhǎng)需求，因此必須前瞻性地開展5G研發(fā)。
　　(二)未來(lái)信息消費(fèi)的快速增長(zhǎng)需要以5G為基石
　　根據(jù)工信部相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年上半年，我國(guó)信息消費(fèi)整體規(guī)模達(dá)到1.34萬(wàn)億元，網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物規(guī)模達(dá)到1.1萬(wàn)億元，用戶規(guī)模達(dá)到3.32億。由此可見，加大信息消費(fèi)推進(jìn)力度，是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要舉措。
　　寬帶是推進(jìn)信息化建設(shè)、促進(jìn)信息消費(fèi)不可或缺的重要手段，2013年8月14日國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)信息消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見》(國(guó)發(fā)〔2013〕32號(hào))中明確指出，要完善寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)施“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略，加快信息基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級(jí)，進(jìn)一步肯定了寬帶在加快信息化推進(jìn)、拉動(dòng)信息消費(fèi)中的作用。而作為寬帶網(wǎng)絡(luò)中的重要成員之一，無(wú)線寬帶在加快信息化推進(jìn)、拉動(dòng)信息消費(fèi)中的重要性日益凸顯。據(jù)工信部專家估計(jì)，目前每年約有幾千億元的投資是用于無(wú)線寬帶為主的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并能進(jìn)一步衍生出高達(dá)幾萬(wàn)億元的信息產(chǎn)品銷售，成為信息消費(fèi)的重要推手。隨著信息消費(fèi)形態(tài)的不斷增多和用戶體驗(yàn)需求的不斷攀升，今后對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求勢(shì)必會(huì)持續(xù)增強(qiáng)。正因?yàn)榇耍瑸榱嗽谖磥?lái)信息消費(fèi)中提供一個(gè)更快速、更穩(wěn)定和更安全的多場(chǎng)景、無(wú)縫式傳輸通道，必須推進(jìn)5G研發(fā)。
　　(三)5G將加速現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界的完美融合
　　隨著ICT技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是移動(dòng)通信技術(shù)在提升傳輸通道性能方面的優(yōu)異表現(xiàn)，人們不僅僅只滿足于“人”與“人”之間的移動(dòng)互聯(lián)互通，更希望能在“人”與“物”、“物”與“物”之間都建立起可靠的連接，實(shí)現(xiàn)更智能化的生活和工作。近幾年興起的物聯(lián)網(wǎng)，就是為了實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)這一目標(biāo)。按照物聯(lián)網(wǎng)概念的一般解讀，物聯(lián)網(wǎng)可劃分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層，感知層獲取的信息能不能快速、準(zhǔn)確、可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，完全依賴于傳輸層的性能。可以說(shuō)，傳輸層在感知層與應(yīng)用層之間起到了非常重要的橋梁作用。雖然傳輸層的信息傳輸可以采用有線和無(wú)線兩種技術(shù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是由于用戶的應(yīng)用場(chǎng)景往往是移動(dòng)和多樣的，因此無(wú)線通信方式在傳輸層的重要性在某種程度上來(lái)說(shuō)是唯一的解決方式。在現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界完美融合的網(wǎng)絡(luò)里，不僅需要公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的廣域覆蓋，更需要短距離信息交互的通信方式，如WiFi、RFID、NFC等等，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合已成為無(wú)線通信研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，而異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合正是5G的核心。
　　在5G時(shí)代，“人”與“人”、“人”與“物”和“物”與“物”之間將打破原有的互聯(lián)互通界線，所有的“人”和“物”都將存在于一個(gè)有機(jī)的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)里，數(shù)據(jù)或者信息將通過(guò)最優(yōu)化的方式進(jìn)行傳遞。5G將是移動(dòng)化ICT(M-ICT)時(shí)代信息承載的基礎(chǔ)，其將吸收蜂窩網(wǎng)絡(luò)和諸如WiFi等無(wú)線局域網(wǎng)的優(yōu)秀特性，形成一個(gè)真正能夠“海納百川”的泛網(wǎng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。
　　(四)改善頻譜效率和能源效率需要推進(jìn)5G研發(fā)
　　在“十七大”的報(bào)告中，首次提出了生態(tài)文明建設(shè)的倡導(dǎo)，進(jìn)一步明確了把“生態(tài)文明”作為全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)的新要求。對(duì)于移動(dòng)通信業(yè)來(lái)說(shuō)，要滿足生態(tài)文明建設(shè)的要求、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，首先必須解決頻譜資源短缺的問(wèn)題。據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，2020年我國(guó)將存在約1000MHz的頻率缺口，未來(lái)的頻譜缺口較大，可能會(huì)成為我國(guó)移動(dòng)通信業(yè)未來(lái)發(fā)展的掣肘。其次要解決高能耗問(wèn)題。在全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模部署基站的今天，尤其是目前正在推進(jìn)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，由于LTE能耗占比大、增速快，已成為業(yè)內(nèi)在能耗問(wèn)題上重點(diǎn)關(guān)注和研究的問(wèn)題。以中國(guó)移動(dòng)為例，其2012年能耗達(dá)到149億度，其中基站能耗占比達(dá)到了64%，可見移動(dòng)通信的能耗問(wèn)題比較突出。
　　推進(jìn)5G的研發(fā)，不僅僅是要提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)性能，更重要的是通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新，顯著改善頻譜效率和能源效率，從而最大限度降低運(yùn)維成本，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。