我國5G研發(fā)國際領先 智能電網(wǎng)發(fā)展需提前布局

　　我國5G研發(fā)國際領先 機遇挑戰(zhàn)并存
　　對國家層面的扶持、運營商及設備廠商的重視，奠定了我國5G研發(fā)在國際上的領先地位。
　　公眾移動通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代不僅能夠帶來巨大的經(jīng)濟效益，其對全社會信息化的推動作用同樣顯著，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推進的工作力度。ITU已經(jīng)于2012年開始了5G標準制定的前期研究工作，主要集中在需求和頻譜兩個方面。在需求研究方面，ITU開展了一項專門研究需求的項目，研究內容包括未來用戶的需求、業(yè)務的需求、產(chǎn)業(yè)的需求以及5G網(wǎng)絡需滿足的總體要求。截至目前，該項目進展順利，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正在積極推進相關準備工作，同時很多國家和地區(qū)也向ITU提出了自己的建議;二是跟進相關的先進技術，先進的技術是解決頻譜和需求的基礎支撐，截至目前，ITU針對潛在先進技術的研究工作已經(jīng)開展了兩年，預計將在今年10月結束。
　　(一)我國推進5G研發(fā)主要進展
　　在5G研發(fā)推進進程中，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)推進組。2013年2月，在工信部、國家發(fā)改委、科技部等相關政府部門的大力支持下，我國的5G研發(fā)平臺——IMT-2020(5G)推進組(以下簡稱“推進組”)正式成立，下設需求組、頻率組、技術組與標準組四個子組。自成立以來一年多的時間里，推進組對于5G網(wǎng)絡在頻譜、需求、技術和標準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”上，推進組發(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)絡的性能指標。這些指標已經(jīng)基本納入到ITU制定的5G愿景需求報告中，成為全球對于5G的共識。二是為5G研究提供專項資金支持。國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)早在2011年就對下一代移動通信系統(tǒng)，尤其是基礎理論研究領域的研究進行了布局。而國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)也在2013年啟動了對5G研究的專項資金資助。
　　除了國家層面的扶持，中國移動以及華為、中興、大唐等國內運營商及設備廠商同樣非常重視對5G關鍵技術的前瞻性研究，并投入了大量的人力、物力和財力。經(jīng)過前期的研發(fā)，我國企業(yè)已經(jīng)在重點技術領域如新型網(wǎng)絡架構、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)在國際上的領先地位。
　　(二)我國發(fā)展5G面臨機遇和挑戰(zhàn)
　　一是5G候選頻段的提出至關重要。首先，適合于移動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)調以及5G產(chǎn)業(yè)化后的規(guī)模效應。二是5G時代必須在關鍵技術方面取得突破。盡管我國在3G、4G時代取得了一定的成績，但是從產(chǎn)業(yè)角度來看，我國的移動芯片領域，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，光有主導的標準還不夠，如果不能將自主研發(fā)的核心技術融入到國際主流標準中，那么后續(xù)產(chǎn)業(yè)的“走出去”進程將遭受強大阻力。四是如何充分利用原有產(chǎn)業(yè)基礎，發(fā)揮協(xié)同作用，實現(xiàn)在5G時代技術——標準——產(chǎn)業(yè)的整體性突破。
　　加大5G推進工作力度 積極應對挑戰(zhàn)
　　在推進5G研發(fā)的同時，必須重視產(chǎn)業(yè)的提前布局，尤其是對于我國移動通信產(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關注的問題之一。4G時代，頻譜資源的稀缺問題已經(jīng)凸顯，5G時代的頻譜資源供給將面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，部分發(fā)達國家在其移動通信發(fā)展的過程中，均從國家層面對未來移動通信發(fā)展的短、中、長期的頻譜需求進行了評估和預測，為本國頻譜策略的制定提供數(shù)據(jù)支撐。不僅如此，在國際電信標準領域有著舉足輕重地位的ITU也將2015年世界無線電通信大會(WRC-15)的首要議題(1.1議題)定為“審議為作為主要業(yè)務的移動業(yè)務做出附加頻譜劃分，并確定國際移動通信(IMT)的附加頻段及相關規(guī)則條款，以促進地面移動寬帶應用的發(fā)展”。
　　WRC-15相關議題的國內研究小組已經(jīng)對我國2020年的移動通信頻譜需求進行了預測，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IMT將重點考慮6GHz以下潛在候選頻段，而在面向WRC-19時將考慮6GHz以上高頻段。
　　在低于6GHz的5G候選頻段中，對于已經(jīng)分配給運營商使用的IMT頻段，應該統(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;對于已經(jīng)劃分給IMT但國內尚未規(guī)劃使用的頻段，例如700MHz、3.5GHz等，應該結合我國實際情況，考慮將相關頻段納入到IMT頻率的整體規(guī)劃中來;對于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際測量，對其在移動通信中使用的可行性進行驗證，同時還應考慮高頻段使用后與當前系統(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潛在關鍵技術
　　盡管目前對于5G標準還沒有統(tǒng)一的定義，但是一些潛在的關鍵技術已經(jīng)成為國際上大多數(shù)權威組織的共識，也是移動通信研究的熱點。一是超密集異構網(wǎng)絡部署。在移動數(shù)據(jù)流量保持快速增長的趨勢下，超密集異構網(wǎng)絡部署將成為現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡面對移動數(shù)據(jù)業(yè)務挑戰(zhàn)的一種有效解決方案。通過超密集異構部署，可以直觀有效地提升網(wǎng)絡容量，因此也成了國際上研究的重點對象。當前該領域已經(jīng)取得一定的研究成果，但是未來5G 網(wǎng)絡中還有一些未突破的研究內容，首先是密集多小區(qū)場景中基于干擾協(xié)調的干擾消除方法;其次是密集多小區(qū)場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，隨著移動社交、近距離數(shù)據(jù)分享等應用的高度普及，近距離數(shù)據(jù)通信的使用頻率和業(yè)務量逐漸增大。但是，傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)在近距離通信業(yè)務中缺乏足夠的靈活性，在面對不同業(yè)務時，很難達到實時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實時性和可靠性，能夠對現(xiàn)有蜂窩通信系統(tǒng)起到非常好的支持和補充作用。未來5G網(wǎng)絡中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。