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

　　我國5G研發(fā)國際領(lǐng)先 機(jī)遇挑戰(zhàn)并存
　　對(duì)國家層面的扶持、運(yùn)營商及設(shè)備廠商的重視，奠定了我國5G研發(fā)在國際上的領(lǐng)先地位。
　　公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代不僅能夠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，其對(duì)全社會(huì)信息化的推動(dòng)作用同樣顯著，因此包括國際組織、各國政府、產(chǎn)業(yè)界各方等都在加大5G推進(jìn)的工作力度。ITU已經(jīng)于2012年開始了5G標(biāo)準(zhǔn)制定的前期研究工作，主要集中在需求和頻譜兩個(gè)方面。在需求研究方面，ITU開展了一項(xiàng)專門研究需求的項(xiàng)目，研究內(nèi)容包括未來用戶的需求、業(yè)務(wù)的需求、產(chǎn)業(yè)的需求以及5G網(wǎng)絡(luò)需滿足的總體要求。截至目前，該項(xiàng)目進(jìn)展順利，已經(jīng)取得了一些成果。在頻譜研究方面，一是明年要召開WRC-15，ITU正在積極推進(jìn)相關(guān)準(zhǔn)備工作，同時(shí)很多國家和地區(qū)也向ITU提出了自己的建議;二是跟進(jìn)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，先進(jìn)的技術(shù)是解決頻譜和需求的基礎(chǔ)支撐，截至目前，ITU針對(duì)潛在先進(jìn)技術(shù)的研究工作已經(jīng)開展了兩年，預(yù)計(jì)將在今年10月結(jié)束。
　　(一)我國推進(jìn)5G研發(fā)主要進(jìn)展
　　在5G研發(fā)推進(jìn)進(jìn)程中，我國與國際水平處于同一起跑線，這首先得益于我國政府的高度重視。一是成立IMT-2020(5G)推進(jìn)組。2013年2月，在工信部、國家發(fā)改委、科技部等相關(guān)政府部門的大力支持下，我國的5G研發(fā)平臺(tái)——IMT-2020(5G)推進(jìn)組(以下簡稱“推進(jìn)組”)正式成立，下設(shè)需求組、頻率組、技術(shù)組與標(biāo)準(zhǔn)組四個(gè)子組。自成立以來一年多的時(shí)間里，推進(jìn)組對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)在頻譜、需求、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)等方面投入了大量的精力，也取得了一些研究成果。今年5月，在第二次“IMT-2020(5G)峰會(huì)”上，推進(jìn)組發(fā)布了第一份5G白皮書——《5G愿景與需求白皮書》中英文版，明確了5G網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)。這些指標(biāo)已經(jīng)基本納入到ITU制定的5G愿景需求報(bào)告中，成為全球?qū)τ?G的共識(shí)。二是為5G研究提供專項(xiàng)資金支持。國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)早在2011年就對(duì)下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，尤其是基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域的研究進(jìn)行了布局。而國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)也在2013年啟動(dòng)了對(duì)5G研究的專項(xiàng)資金資助。
　　除了國家層面的扶持，中國移動(dòng)以及華為、中興、大唐等國內(nèi)運(yùn)營商及設(shè)備廠商同樣非常重視對(duì)5G關(guān)鍵技術(shù)的前瞻性研究，并投入了大量的人力、物力和財(cái)力。經(jīng)過前期的研發(fā)，我國企業(yè)已經(jīng)在重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域如新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、大帶寬小蜂窩、大規(guī)模天線系統(tǒng)、全雙工、非正交接入等新空口技術(shù)研究中取得了階段性突破，奠定了我國5G研發(fā)在國際上的領(lǐng)先地位。
　　(二)我國發(fā)展5G面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)
　　一是5G候選頻段的提出至關(guān)重要。首先，適合于移動(dòng)通信的頻譜資源已經(jīng)非常稀缺;其次，5G候選頻段的提出還需要兼顧國際頻率協(xié)調(diào)以及5G產(chǎn)業(yè)化后的規(guī)模效應(yīng)。二是5G時(shí)代必須在關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破。盡管我國在3G、4G時(shí)代取得了一定的成績，但是從產(chǎn)業(yè)角度來看，我國的移動(dòng)芯片領(lǐng)域，尤其是基帶芯片仍然受制于人，制約了產(chǎn)業(yè)向高附加值方向的發(fā)展。三是需要在“自主研發(fā)”和“開放合作”中找到平衡。從3G、4G的發(fā)展來看，光有主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)還不夠，如果不能將自主研發(fā)的核心技術(shù)融入到國際主流標(biāo)準(zhǔn)中，那么后續(xù)產(chǎn)業(yè)的“走出去”進(jìn)程將遭受強(qiáng)大阻力。四是如何充分利用原有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)揮協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)在5G時(shí)代技術(shù)——標(biāo)準(zhǔn)——產(chǎn)業(yè)的整體性突破。
　　加大5G推進(jìn)工作力度 積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)
　　在推進(jìn)5G研發(fā)的同時(shí)，必須重視產(chǎn)業(yè)的提前布局，尤其是對(duì)于我國移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈中薄弱的環(huán)節(jié)。
　　(一)加大5G候選頻段研究力度
　　移動(dòng)通信的發(fā)展離不開無線電頻譜資源的支撐，其頻譜需求成為各國重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。4G時(shí)代，頻譜資源的稀缺問題已經(jīng)凸顯，5G時(shí)代的頻譜資源供給將面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，部分發(fā)達(dá)國家在其移動(dòng)通信發(fā)展的過程中，均從國家層面對(duì)未來移動(dòng)通信發(fā)展的短、中、長期的頻譜需求進(jìn)行了評(píng)估和預(yù)測(cè)，為本國頻譜策略的制定提供數(shù)據(jù)支撐。不僅如此，在國際電信標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域有著舉足輕重地位的ITU也將2015年世界無線電通信大會(huì)(WRC-15)的首要議題(1.1議題)定為“審議為作為主要業(yè)務(wù)的移動(dòng)業(yè)務(wù)做出附加頻譜劃分，并確定國際移動(dòng)通信(IMT)的附加頻段及相關(guān)規(guī)則條款，以促進(jìn)地面移動(dòng)寬帶應(yīng)用的發(fā)展”。
　　WRC-15相關(guān)議題的國內(nèi)研究小組已經(jīng)對(duì)我國2020年的移動(dòng)通信頻譜需求進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其值為1490~1810MHz。目前，IMT潛在候選頻段主要包括3300~3400MHz、3400~3600MHz、4400~4500MHz和4800~4990MHz等。因此，短期內(nèi)IMT將重點(diǎn)考慮6GHz以下潛在候選頻段，而在面向WRC-19時(shí)將考慮6GHz以上高頻段。
　　在低于6GHz的5G候選頻段中，對(duì)于已經(jīng)分配給運(yùn)營商使用的IMT頻段，應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃，可以通過頻譜重整(Refarming)，為5G的發(fā)展釋放出更多的頻譜資源;對(duì)于已經(jīng)劃分給IMT但國內(nèi)尚未規(guī)劃使用的頻段，例如700MHz、3.5GHz等，應(yīng)該結(jié)合我國實(shí)際情況，考慮將相關(guān)頻段納入到IMT頻率的整體規(guī)劃中來;對(duì)于WRC-15可能劃分給IMT的頻段，需要盡量爭取，為5G的發(fā)展謀求更多的頻率資源。在高于6GHz 的5G候選頻段中，特別是毫米波，必須先通過理論分析和實(shí)際測(cè)量，對(duì)其在移動(dòng)通信中使用的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)還應(yīng)考慮高頻段使用后與當(dāng)前系統(tǒng)的兼容性以及我國現(xiàn)行的頻率管理政策，審慎給出建議。
　　(二)集中力量突破5G潛在關(guān)鍵技術(shù)
　　盡管目前對(duì)于5G標(biāo)準(zhǔn)還沒有統(tǒng)一的定義，但是一些潛在的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成為國際上大多數(shù)權(quán)威組織的共識(shí)，也是移動(dòng)通信研究的熱點(diǎn)。一是超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署。在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量保持快速增長的趨勢(shì)下，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署將成為現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)面對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)的一種有效解決方案。通過超密集異構(gòu)部署，可以直觀有效地提升網(wǎng)絡(luò)容量，因此也成了國際上研究的重點(diǎn)對(duì)象。當(dāng)前該領(lǐng)域已經(jīng)取得一定的研究成果，但是未來5G 網(wǎng)絡(luò)中還有一些未突破的研究內(nèi)容，首先是密集多小區(qū)場(chǎng)景中基于干擾協(xié)調(diào)的干擾消除方法;其次是密集多小區(qū)場(chǎng)景中能量與頻譜高效協(xié)作的波束成形方法。
　　二是D2D(device to device)通信。目前，隨著移動(dòng)社交、近距離數(shù)據(jù)分享等應(yīng)用的高度普及，近距離數(shù)據(jù)通信的使用頻率和業(yè)務(wù)量逐漸增大。但是，傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)在近距離通信業(yè)務(wù)中缺乏足夠的靈活性，在面對(duì)不同業(yè)務(wù)時(shí)，很難達(dá)到實(shí)時(shí)性和可靠性方面的高要求。而D2D 通信有助于無線數(shù)據(jù)流量的大幅提升、改善功率效率以及增強(qiáng)實(shí)時(shí)性和可靠性，能夠?qū)ΜF(xiàn)有蜂窩通信系統(tǒng)起到非常好的支持和補(bǔ)充作用。未來5G網(wǎng)絡(luò)中D2D通信仍有一些亟待解決的問題，例如無線頻譜資源管理、干擾抑制等。