我國5G研發國際領先 智能電網發展需提前布局

　　我國5G研發國際領先 機遇挑戰并存
　　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研發在國際上的領先地位。
　　公眾移動通信系統的更新換代不僅能夠帶來巨大的經濟效益，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、產業界各方等都在加大5G推進的工作力度。ITU已經于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、業務的需求、產業的需求以及5G網絡需滿足的總體要求。截至目前，該項目進展順利，已經取得了一些成果。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開展了兩年，預計將在今年10月結束。
　　(一)我國推進5G研發主要進展
　　在5G研發推進進程中，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、國家發改委、科技部等相關政府部門的大力支持下，我國的5G研發平臺——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網絡的性能指標。這些指標已經基本納入到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展計劃(973計劃)早在2011年就對下一代移動通信系統，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。經過前期的研發，我國企業已經在重點技術領域如新型網絡架構、大帶寬小蜂窩、大規模天線系統、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研發在國際上的領先地位。
　　(二)我國發展5G面臨機遇和挑戰
　　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非常稀缺;其次，5G候選頻段的提出還需要兼顧國際頻率協調以及5G產業化后的規模效應。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，但是從產業角度來看，我國的移動芯片領域，尤其是基帶芯片仍然受制于人，制約了產業向高附加值方向的發展。三是需要在“自主研發”和“開放合作”中找到平衡。從3G、4G的發展來看，光有主導的標準還不夠，如果不能將自主研發的核心技術融入到國際主流標準中，那么后續產業的“走出去”進程將遭受強大阻力。四是如何充分利用原有產業基礎，發揮協同作用，實現在5G時代技術——標準——產業的整體性突破。
　　加大5G推進工作力度 積極應對挑戰
　　在推進5G研發的同時，必須重視產業的提前布局，尤其是對于我國移動通信產業鏈中薄弱的環節。
　　(一)加大5G候選頻段研究力度
　　移動通信的發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凸顯，5G時代的頻譜資源供給將面臨更嚴峻的挑戰。因此，部分發達國家在其移動通信發展的過程中，均從國家層面對未來移動通信發展的短、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據支撐。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“審議為作為主要業務的移動業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則條款，以促進地面移動寬帶應用的發展”。
　　WRC-15相關議題的國內研究小組已經對我國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，對于已經分配給運營商使用的IMT頻段，應該統籌規劃，可以通過頻譜重整(Refarming)，為5G的發展釋放出更多的頻譜資源;對于已經劃分給IMT但國內尚未規劃使用的頻段，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的兼容性以及我國現行的頻率管理政策，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標準還沒有統一的定義，但是一些潛在的關鍵技術已經成為國際上大多數權威組織的共識，也是移動通信研究的熱點。一是超密集異構網絡部署。在移動數據流量保持快速增長的趨勢下，超密集異構網絡部署將成為現有移動通信網絡面對移動數據業務挑戰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。當前該領域已經取得一定的研究成果，但是未來5G 網絡中還有一些未突破的研究內容，首先是密集多小區場景中基于干擾協調的干擾消除方法;其次是密集多小區場景中能量與頻譜高效協作的波束成形方法。
　　二是D2D(device to device)通信。目前，隨著移動社交、近距離數據分享等應用的高度普及，近距離數據通信的使用頻率和業務量逐漸增大。但是，傳統的蜂窩系統在近距離通信業務中缺乏足夠的靈活性，在面對不同業務時，很難達到實時性和可靠性方面的高要求。而D2D 通信有助于無線數據流量的大幅提升、改善功率效率以及增強實時性和可靠性，能夠對現有蜂窩通信系統起到非常好的支持和補充作用。未來5G網絡中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。