开启5G研究 争取发展先机

王慧贤+乔维

全球4G建设部署方兴未艾，下一代移动通信5G研究开发已经拉开帷幕。为了在未来5G国际标准的制定中争取主动权，占据有利地位，近日，工业和信息化部、国家发展改革委、科技部共同支持成立了IMT-2020（5G）推进组。作为5G推进工作的平台，推进组旨在组织国内各方力量积极开展国际合作，共同推动5G国际标准发展。推进组的成立标志着我国移动通信第五代技术研究的开始。

我国开启5G技术研究的必要性

5G的发展将大幅提升传输速率，实现机器对机器的应用模式，为极致的网络体验提供支撑。5G所能实现的无缝网络连接，将促进我国物联网产业的繁荣。

无线数据流量激增，强烈呼唤5G网络建设。据诺基亚西门子通信预测，2020年以后，全球网民数将超过40亿人，移动数据流量将增加1000倍以上，用户的数据传输速率将比今天高出100倍，互联设备的数量也将增加10至100倍。面对不断扩张的用户规模，以及海量数据流量需求，未来网络在覆盖范围、连接数、吞吐量等方面都将遭遇巨大挑战，更多终端接入与移动应用需求必须由更先进的技术来支撑。为了应对这些挑战，除了积极演进现有技术外，必须积极研发新一代移动通信技术，采用上下行速率更快的5G技术，以及与之相适应的更高容量、更大吞吐量、更稳定传输、覆盖范围更广、更节能省电的5G设备，以形成更高效、可扩展和灵活多功能的网络，为应对未来海量数据流量需求的挑战做好准备。

世界各国加速推进5G技术研发，争相抢占发展先机。现在4G移动通信技术的普及刚刚在全球展开，英国、德国等国家却已经向5G技术的研发投入了巨资，争相抢占5G技术标准的制高点。比如，英国政府已经投资1860万美元在英国萨里大学成立的5G创新中心，致力于5G网络的研究。德国德累斯顿科技大学成立了一所旨在探索超越LTE-Advanced的5G无线通信系统的实验室。这个5G无线实验室的研究成果有望被用于全球下一阶段无线通信标准制定中。欧盟委员会副主席尼莉·克罗斯（Neelie Kroes）在移动世界大会（MWC）上宣布，欧盟将拨款5000万欧元（约合6540万美元），加速5G移动技术的发展，计划到2020年推出成熟的标准。

在世界各国加速推进5G技术研发，抢占发展制高点的背景下，为了规避国际标准风险，加速自主标准制定以提高我国在5G国际标准化中的影响力，我国须把握国际5G技术研发趋势，积极参与国际标准制定，争取在新一代移动通信技术革命中占据先机。

5G的发展前景展望

传输速率大幅提升，创造极致的网络体验。ITU表示，4G的速度是下载时100Mbps，上传50M每秒；预测5G的速度是下载1Gbps，峰值速率可能提高到10Gbps，比4G的速度要快10倍，而且可能会批准在4G中没被普及的WiMax标准。5G能够实现更好的蜂窝管理，每个人可以享用的蜂窝数更多，连接到网络更快，网络间的转换更便利，感应死区更少。爱立信有关人士介绍，5G将可使用户享受到极致的网络体验，而不是一种或几种全新的无线接入技术。它与当下通信技术最大区别之一，是以体验为中心取代以技术为中心，通过协同多种无线接入技术来满足多样化需求，以提供极致用户体验。

支撑“机器对机器”的应用模式，创造个性化的计算体验。5G技术除了将在容量和速度方面实现多倍提升以外，在应用模式方面也将有新的突破。10年前的2G系统，亦即GSM时代，无线通信技术的应用模式主要是“人对人”，即用手机和朋友联络。进入3G、4G时代，就变成“人对机器”，即手机除了可和朋友联络外，还可以上网。进入5G时代后，应用模式将支持“机器对机器”的交流，机器之间可直接接收信号。例如，把感应器装在人体上，手机就会和感应器“沟通”，监察身体状况。这种应用模式的转变将重塑人们与设备之间互动方式，创造更加个性化的计算体验。计算机可利用脸部分析、眼睛跟踪、语音识别、短程手势跟踪，以及虚拟2D/3D对象操作等技术，让开发者识别和确认在设备和平台之间切换的用户身份，然后了解如何通过基于身份的跨平台服务，将位置、身份或商务功能设计到自己的应用或网站里。

无缝的网络连接，促进物联网产业的极大繁荣。在未来的物联网时代，每一个物体都将实现可通信、可寻址、可控制。也就是说，任何物体都能上网。而物与物之间的信息传输将大部分采用无线传输方式，这其中催生了大量的数据业务，因此对数据业务具有较大需求。5G的高带宽和超高的信息传输速率，正好满足了未来物联网的发展需求，必将促进我国物联网产业的极大繁荣。在5G时代，任何一件能看到的物品都有可能成为一个5G终端，人们可以随时随地通信，更可以双向下载传输数据。借助5G网络能够提升物联网的基础通信能力，拓展物联网技术和应用能力。

推进5G技术研究的一些建议

坚持可持续发展，改变移动通信演进路线。移动通信网络从1G、2G、3G到4G，大概每10年为一个更迭周期，其演进思路均为如何进一步提高频谱利用率。频谱效率的提高要以消耗高达10倍的能量为代价。5G的演进不能走1G到4G的演进老路，不应继续致力于提高频谱效率而忽略可持续发展，而需要综合考虑能量效率与频谱效率的协调发展。在5G技术的研发过程中，应高度关注能量效率，将能量效率与频谱效率作联合优化，作为未来移动通信智能网络的核心理念，更多地关注整个网络架构的变革，而不再是传输的速度有多快，从而根本解决能耗的源头。例如，我国可争取优先发展超蜂窝网络，并将其作为5G的一个核心技术，让业务量小的基站扩大覆盖范围，业务量大的基站缩小覆盖范围。在信令网的控制下，使基站覆盖范围能像镜头一样自由伸缩，突破现有基站覆盖范围不可变化的局限，从而提高网络资源和能量的利用率。

推动产业链相关行业协同发展。一项技术要想获得广泛的应用，除了技术本身的先进性之外，还要具有适当的产业发展实践和相关产业链各方的支持。尤其对于移动通信技术发展这项庞大的系统工程来说，在产业化阶段影响因素更多，单靠一个企业，甚至一个国家的力量都难以实现。在5G技术研发阶段广泛展开产业链合作，可以大大加快整个系统的研发速度，同时获得更为广泛的支持，对于争取国际电信联盟5G标准大有裨益。同时，如果仅有技术的先进性，而没有广泛的合作伙伴支持，在产业化阶段就会处处碰壁，甚至导致彻底失败。5G技术在发展初期就应当尽力避免这种风险，要加强产业链上各相关行业之间的合作，努力强化5G产业链各环节力量，共同推进该技术的发展。

坚持技术创新与体制创新相结合。要在新一代信息通信技术的国际竞争中争取主动权、占据有利地位，技术创新与体制创新缺一不可：技术创新是基础，体制创新是保证。推进5G技术研发的顺利进行，最根本的是技术创新，最关键的是增强自主创新能力。我国应坚持以企业研发中心、重点实验室等为平台，以创新体制机制为动力，以人才队伍建设为支撑，自主开发核心技术，积极参与技术标准化进程，不断提升我国5G技术的自主创新能力和核心竞争力。同时，政府也应深化体制改革，积极推进体制创新，建立以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系，大力培养引进高层次创新人才，完善研发管理体制。

坚持自主研发与国际合作相结合。我国要加速5G技术的研发进程，在自主创新的同时，主动参与国际合作：一方面，要依托5G推进组，组织国内各方力量积极推进5G技术的研发创新，充分发挥产学研用各方优势，开发具有我国自主知识产权的5G技术，同时掌握一批具有自主知识产权的核心技术和关键共性技术，为占据新一代移动通信技术革命的发展先机提供强有力的技术支撑；另一方面，要把握国际5G技术研究的发展趋势，与国际运营商、国际设备商、国际科研机构，以及国际相关标准组织等开展大量合作，共同推动新一代移动通信技术的研究及其标准的制定。endprint