我国5G研发国际领先 智能电网发展需提前布局

　　我国5G研发国际领先 机遇挑战并存
　　对国家层面的扶持、运营商及设备厂商的重视，奠定了我国5G研发在国际上的领先地位。
　　公众移动通信系统的更新换代不仅能够带来巨大的经济效益，其对全社会信息化的推动作用同样显著，因此包括国际组织、各国政府、产业界各方等都在加大5G推进的工作力度。ITU已经于2012年开始了5G标准制定的前期研究工作，主要集中在需求和频谱两个方面。在需求研究方面，ITU开展了一项专门研究需求的项目，研究内容包括未来用户的需求、业务的需求、产业的需求以及5G网络需满足的总体要求。截至目前，该项目进展顺利，已经取得了一些成果。在频谱研究方面，一是明年要召开WRC-15，ITU正在积极推进相关准备工作，同时很多国家和地区也向ITU提出了自己的建议;二是跟进相关的先进技术，先进的技术是解决频谱和需求的基础支撑，截至目前，ITU针对潜在先进技术的研究工作已经开展了两年，预计将在今年10月结束。
　　(一)我国推进5G研发主要进展
　　在5G研发推进进程中，我国与国际水平处于同一起跑线，这首先得益于我国政府的高度重视。一是成立IMT-2020(5G)推进组。2013年2月，在工信部、国家发改委、科技部等相关政府部门的大力支持下，我国的5G研发平台——IMT-2020(5G)推进组(以下简称“推进组”)正式成立，下设需求组、频率组、技术组与标准组四个子组。自成立以来一年多的时间里，推进组对于5G网络在频谱、需求、技术和标准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)峰会”上，推进组发布了第一份5G白皮书——《5G愿景与需求白皮书》中英文版，明确了5G网络的性能指标。这些指标已经基本纳入到ITU制定的5G愿景需求报告中，成为全球对于5G的共识。二是为5G研究提供专项资金支持。国家重点基础研究发展计划(973计划)早在2011年就对下一代移动通信系统，尤其是基础理论研究领域的研究进行了布局。而国家高技术研究发展计划(863计划)也在2013年启动了对5G研究的专项资金资助。
　　除了国家层面的扶持，中国移动以及华为、中兴、大唐等国内运营商及设备厂商同样非常重视对5G关键技术的前瞻性研究，并投入了大量的人力、物力和财力。经过前期的研发，我国企业已经在重点技术领域如新型网络架构、大带宽小蜂窝、大规模天线系统、全双工、非正交接入等新空口技术研究中取得了阶段性突破，奠定了我国5G研发在国际上的领先地位。
　　(二)我国发展5G面临机遇和挑战
　　一是5G候选频段的提出至关重要。首先，适合于移动通信的频谱资源已经非常稀缺;其次，5G候选频段的提出还需要兼顾国际频率协调以及5G产业化后的规模效应。二是5G时代必须在关键技术方面取得突破。尽管我国在3G、4G时代取得了一定的成绩，但是从产业角度来看，我国的移动芯片领域，尤其是基带芯片仍然受制于人，制约了产业向高附加值方向的发展。三是需要在“自主研发”和“开放合作”中找到平衡。从3G、4G的发展来看，光有主导的标准还不够，如果不能将自主研发的核心技术融入到国际主流标准中，那么后续产业的“走出去”进程将遭受强大阻力。四是如何充分利用原有产业基础，发挥协同作用，实现在5G时代技术——标准——产业的整体性突破。
　　加大5G推进工作力度 积极应对挑战
　　在推进5G研发的同时，必须重视产业的提前布局，尤其是对于我国移动通信产业链中薄弱的环节。
　　(一)加大5G候选频段研究力度
　　移动通信的发展离不开无线电频谱资源的支撑，其频谱需求成为各国重点关注的问题之一。4G时代，频谱资源的稀缺问题已经凸显，5G时代的频谱资源供给将面临更严峻的挑战。因此，部分发达国家在其移动通信发展的过程中，均从国家层面对未来移动通信发展的短、中、长期的频谱需求进行了评估和预测，为本国频谱策略的制定提供数据支撑。不仅如此，在国际电信标准领域有着举足轻重地位的ITU也将2015年世界无线电通信大会(WRC-15)的首要议题(1.1议题)定为“审议为作为主要业务的移动业务做出附加频谱划分，并确定国际移动通信(IMT)的附加频段及相关规则条款，以促进地面移动宽带应用的发展”。
　　WRC-15相关议题的国内研究小组已经对我国2020年的移动通信频谱需求进行了预测，其值为1490~1810MHz。目前，IMT潜在候选频段主要包括3300~3400MHz、3400~3600MHz、4400~4500MHz和4800~4990MHz等。因此，短期内IMT将重点考虑6GHz以下潜在候选频段，而在面向WRC-19时将考虑6GHz以上高频段。
　　在低于6GHz的5G候选频段中，对于已经分配给运营商使用的IMT频段，应该统筹规划，可以通过频谱重整(Refarming)，为5G的发展释放出更多的频谱资源;对于已经划分给IMT但国内尚未规划使用的频段，例如700MHz、3.5GHz等，应该结合我国实际情况，考虑将相关频段纳入到IMT频率的整体规划中来;对于WRC-15可能划分给IMT的频段，需要尽量争取，为5G的发展谋求更多的频率资源。在高于6GHz 的5G候选频段中，特别是毫米波，必须先通过理论分析和实际测量，对其在移动通信中使用的可行性进行验证，同时还应考虑高频段使用后与当前系统的兼容性以及我国现行的频率管理政策，审慎给出建议。
　　(二)集中力量突破5G潜在关键技术
　　尽管目前对于5G标准还没有统一的定义，但是一些潜在的关键技术已经成为国际上大多数权威组织的共识，也是移动通信研究的热点。一是超密集异构网络部署。在移动数据流量保持快速增长的趋势下，超密集异构网络部署将成为现有移动通信网络面对移动数据业务挑战的一种有效解决方案。通过超密集异构部署，可以直观有效地提升网络容量，因此也成了国际上研究的重点对象。当前该领域已经取得一定的研究成果，但是未来5G 网络中还有一些未突破的研究内容，首先是密集多小区场景中基于干扰协调的干扰消除方法;其次是密集多小区场景中能量与频谱高效协作的波束成形方法。
　　二是D2D(device to device)通信。目前，随着移动社交、近距离数据分享等应用的高度普及，近距离数据通信的使用频率和业务量逐渐增大。但是，传统的蜂窝系统在近距离通信业务中缺乏足够的灵活性，在面对不同业务时，很难达到实时性和可靠性方面的高要求。而D2D 通信有助于无线数据流量的大幅提升、改善功率效率以及增强实时性和可靠性，能够对现有蜂窝通信系统起到非常好的支持和补充作用。未来5G网络中D2D通信仍有一些亟待解决的问题，例如无线频谱资源管理、干扰抑制等。