5G技术与标准全球化加速 中国863计划“扛大旗”

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移动通信作为信息通信技术发展的主力军，按照移动通信发展的历史规律，大约每十年就会产生一代新的技术。随着4G、LTE进入规模商用，移动互联网和物联网得到快速发展，全球ICT产业界的研发重点已经转向了2020年及未来的5G研究技术。

为此，国际电信联盟ITU确定了5G的标准时间表，欧美、日韩等国家也纷纷制订了5G推进计划并启动了相关的研究开发工作。一时间，全球5G标准的推进步伐呈现出快速发展的趋势，而在5G产业跑道中已经挤满了多位信心满满的竞争者，中国自然也位列其中。

在近期举办的未来5G信息通信技术国际研讨会上，国家863计划5G重大项目专家组、欧盟5GPPP项目组、日本电波产业会、韩国5G论坛和台湾新世代无线通讯研发联盟的代表对各国的5G发展框架进行了解读。来自中国移动、华为公司、大唐电信、中兴通讯、诺基亚、爱立信、高通、东南大学、电子科技大学、清华大学等国际通信企业和研究机构的专家围绕5G需求愿景及标准展望、5G技术愿景、5G关键技术及使能技术、5G业务应用及终端等议题进行讨论。

3亿元开启5G重大项目研究

中国科技部曹建林副部长对此表示，信息技术领域是一个开放性、全球化特征鲜明的技术研发与产业发展领域，大力开展国际合作，以合作共同推动全球技术产业的发展尤为重要。为了支持未来移动通信的发展，中国科技部已经投入了近3亿元人民币，先期启动了国家863计划第5代移动通信系统前期研究开发重大项目，吸引了50余家企业、研究所、大学共同参与，其中包括爱立信、三星、诺基亚、都科摩等一批国际通信业企业。

据悉，在2013年2月，工信部会同科技部、发改委联合支持IMT-20205G推进组的工作，并以此为平台集中产学研用优势单位组织开展5G的技术与标准的研究，国家863计划重大专项等科技研发项目，积极部署5G的研发任务，包括频率研究、技术与标准的评估和环境开发、先进的天线的研究、多指和信道编码的研究、新型网络架构的研究，为加强5G的国际合作在政府层面与欧盟、韩国、日本等国家和地区建立了交流沟通的机制，支持5G推进组与韩国5G论坛，欧洲5GPPP等研究组织建立了合作的机制。

应该说，我国的5G研发工作在技术研究、标准推进等方面已经取得了积极进展。目前，我国提出的5G关键技术指标及性能参数已经被ITU采纳，5G概念和关键技术也进一步明晰，这为今后开展5G的工作奠定了良好的基础。

而在最近举办的未来5G信息通信技术研讨会上，工信部科技司司长戴晓慧也对我国5G研究工作提出以下五点要求。

一、5G推进工作要以更加开放的姿态，加强国际合作，支持国内企业积极参与国外的5G研发工作，鼓励国外公司与国内研究机构和企业联合开展研发，加强国内外研究组织的合作，充分吸纳国际上的创新技术与理念，共同推进全球的5G发展。

二、5G研发要以提升用户体验为目标，加强多种技术的融合研究，除了通过提高无线传输能力，承载更高数据速率之外，信息的网络架构也是研究重点。如通过分布式、扁平化的网络架构消除网络的流量瓶颈、延时，搭建更适合于移动互联网业务的新型网络架构。另外5G也将是多种网络融合，将宏蜂窝、微蜂窝、热点小区、小基站以及Wi-Fi等多种技术手段进行融合，为不同场景的用户提供更好服务。

三、注重从技术实践角度加强研究，半导体工艺和材料技术的研发拓展了5G领域的创新空间和性能提升的空间，随着半导体工艺和新材料的不断进步，无线通信技术将更加小型化，并在成本不增加的前提下提供更强大的处理能力，设备处理能力的增强也将使得大规模天线、信号干扰消除等无线新技术以及未来有可能出现的革命性的技术实现成为可能性。

四、要发挥企业的主体作用，加强产学研用相结合，坚持需求导向和产业方向，发挥设备制造企业、运营企业等在国际标准在研发中的主力军作用，发挥高校和科研单位基础研究的创新作用，建立有效的产学研用的协同机制。

5G关键技术专注“用户体验”

每一代移动通信技术的背后总有“杀手锏”，正如4G时代的OFDM、MIMO等，5G同样也不例外。

尽管国际上至今对于5G的基本定义尚未明晰，但其应具备一些基本特性：一是实现无限的频谱效率，相对4G提高10倍；二是所用频谱总带宽比4G提高10倍；三是基站数量是4G的10倍；整个通信网络容量提高1000倍，以支撑用户急剧增长的移动通信需求。而5G关键技术的研究方向则是改善空间领域，比如说空间资源使用、大规模MIMO、UDI等等。

中国863计划5G专家组/IMT-2020推进组副主席尤肖虎表示，5G将会给人们带来全新的通信体验，如高清视频、低延时的连接传输，未来甚至是虚拟现实技术。“不过5G要想实现以上功能还有很多瓶颈需要突破，比如时延，当在北京、上海等人口密集度较高的区域，如何保障人流密集区对于某些移动应用的相同感知和极致体验，这些都是5G有待破解的难题。”

据尤肖虎介绍，5G研究项目组已经针对多个方面投入了研发力量，一是多方机构联合，确定5G的频谱和必要技术，专注高性能的5G技术；二是专注密集和大容量的5G无线网络构架；三是对5G技术进行评估和检测。

明年启动第三阶段工作招募合作伙伴

目前，经过了3年多时间的研发，国家863项目5G研究计划的第一阶段任务已于去年完成，该阶段重在研究5G的集中框架、无线传输技术和无线网络架构；目前正在进行的针对性技术研究的二阶段工作也已接近尾声，包括密集网络部署、多天线阵列技术、用户速率、发射功率、频谱效率、能耗效率等台阶式的性能提升；在明年，整个5G项目研究组将进入到公开招募伙伴的第三阶段。

谈及5G技术的演进，5G研究组目前也提供了三种演进和过渡的方式，第一是RAT技术，采用全新的无线技术，使用全新的频谱资源；第二是从上一代的4G演进而来；第三是采用下一代Wi-Fi技术。目前，这三种演进技术全在候选之重，5G预计要在2020年后才能开始商业模式，当下任何一种技术和演进方式还没有被公认为5G的奠基石，因此召集产业链上的合作伙伴，共同研究和开发对于加快业界对于推进5G标准的进程将起到决定作用。

1000MHz频谱缺口仍是5G最大难题

在网络部署方面，5G需要提供更高网络容量和更好的覆盖，同时降低网络部署，尤其是UDN部署的复杂度和成本，具备灵活可扩展的网络架构以适应用户和业务的多样化需求，能够灵活利用各类频谱资源包括对称和非对称频段、重用频谱和新频谱、低频段和高频段、授权频段和非授权频段等。总之，频谱利用、能耗和成本将成为未来移动通信网络可持续发展的三个关键因素，5G系统相比4G系统需要在以上三个方面实现更加显著的能力提升。

频谱资源未来将成为5G网络的生存命脉，预计中国到2020年还有1000MHz的频谱缺口。如何获得新的频谱资源，除了国家授权分配的新频谱之外，还可以通过频谱共享、提高频谱利用率来获得数据量的增长。

考虑到未来5G网络将支持全球漫游以及能够健康发展的产业链，因此授权频谱还是需要在全世界范围内形成较为一致性的频谱划分，否则未来的全球化漫游将成为空谈。而目前的情况是，即将到来的2015年WRC-15大会将会为IMT分配新的频谱资源，但这次划分显然与1000MHz的频谱需求还有相当大的差距，因此业界仍需为IMT寻找可能分配的候选频谱资源。考虑到未来高密集组网的需求，未来的候选频谱需要连续的大带宽（例如连续的500MHz或1GHz的大带宽）。目前可以作为候选频谱的资源可以优先考虑已经在ITU上划分给移动业务的6/10GHz~100GHz的连续大带宽频谱作为候选频谱来研究。