移动通信是我国少数能够与世界先进比肩的信息技术产业。作为新一代信息技术的核心组成部分,第五代移动通信(5G)已成为我国网络强国战略的重点突破领域。《“十三五”规划纲要》指出,要加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施,积极推进5G发展,2020年启动5G商用。近日,中共中央办公厅、国务院办公厅发布了《国家信息化发展战略纲要》,强调要积极开展5G技术研发、标准和产业化布局,并在2025年建成国际领先的移动通信网络。
一、移动通信已成为连接每个人的基础信息网络
从上世纪80年代诞生以来,移动通信保持着每十年出现新一代系统的发展规律,到目前为止已经历了1G至4G四个时代,通过不断引入革命性新技术,推动系统整体性能的快速提升。从1G到2G,移动通信完成了从模拟到数字的转变,在语音业务基础上,扩展支持低速数据业务。从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps,能够支持视频电话等移动多媒体业务。4G的传输能力比3G又提升了一个数量级,峰值速率可达100Mbps至 1Gbps,能够较好满足当前移动互联网业务需求。
经过三十多年的飞速发展,移动通信已成为应用最为普及的信息技术,全球用户普及率已接近100%。移动通信已融入至社会生活的每个角落,深刻地改变了人们的日常生活方式。通过移动通信网络,人们可以随时随地享受到语音或视频聊天、浏览网页、购物、预订机票、游戏、娱乐、投资理财、移动办公等各种方便快捷的服务。可以说,移动通信已成为连接每个人的基础信息网络,是人们生活中不可分割的重要组成部分。与此同时,全球移动通信产业也突飞猛进,不仅创造出万亿的巨大市场规模,还有力带动了互联网、芯片、软件等相关领域的快速发展,已成为推动经济发展和提升社会信息化水平的重要引擎。
二、5G将开启“万物互联”的新时代
随着4G进入大规模商用,面向2020年及未来的5G技术已成为全球移动通信产业的研发重点。在国际电信联盟(ITU)的组织下,国内外产业界已经就5G发展愿景形成共识,5G将成为2020年及未来连接人与人、人与物、物与物的基础通信方式。
5G不仅要进一步提升移动互联网用户体验,还将解决千亿机器无线通信的物联网需求。一方面,5G将推动移动互联网的进一步发展,促进人类交互方式再次升级,从而为用户提供虚拟现实、增强现实、下一代社交网络、浸入式游戏等更加身临其境的业务体验。另一方面,各类物联网应用将会爆发,车联网、工业互联网、移动医疗、智慧城市等将会与移动通信深度融合,数以千亿的设备将通过5G接入网络,开启“万物互联”的新时代。5G愿景可以用一句话来概括,也就是我国 IMT-2020(5G)推进组提出的“信息随心至、万物触手及”。
为了满足2020年及未来业务需求,5G性能指标将会大幅提升。5G峰值传输速率可达10~20Gbps,1秒钟就可下载一部1.25GB的高清电影,而现有4G网络则需要数十秒。为了保证用户的实际业务体验,在有5G网络覆盖的地方,每个用户至少可获得100Mbps的传输速率,在城市繁华区域甚至可达 1Gbps。5G将具备1百万/平方公里的极高密度设备连接能力,能够支持海量的物联网应用。在未来的智慧城市中,交通、电力、市政、医疗、物流等基础设施都将能够通过5G进行联网,为人民群众提供更便捷、智能的服务。5G传输时延将比4G提高一个数量级,端到端时延可达毫秒量级,能够满足无人驾驶汽车、工业机器人精密控制等的严苛要求。此外,5G的使用成本将会比4G大幅降低,用户花相同的钱能够获得的流量比4G增加10倍。
三、我国移动通信产业已走出一条创新发展之路
我国移动通信产业从2G开始起步,在3G阶段提出了具有自主知识产权的国际标准TD-SCDMA并成功实现商用,在4G阶段主导了TD-LTE国际标准化工作,并在产业和市场应用上基本实现了与LTE FDD同步发展。经过3G/4G的磨练,我国移动通信产业得到长足发展,已具备较强的综合实力。
一方面,我国已形成了“前后台”工作模式的移动通信创新链。由高校和研究机构在后台开展创新技术研究,并由企业在前台将自主研究成果推入国际标准,从而形成核心知识产权。上述协同创新机制已在实际中发挥出重大作用。近两年,我国在国际移动通信标准组织提交的技术文稿已占总量30%,牵头或联合牵头的标准项目超过40%。
另一方面,我国以价值链为纽带,构建了包含运营、系统设备、芯片、终端和仪表等环节的完整产业链。以4G为例,我国成立了TD-LTE工作组,组织全球 50多家企业、高校和研究机构,共同制定技术产品路标,并通过技术试验,组织产业链上下游开展深入合作,加快4G技术和产品成熟,并有力推动了国内产业的快速发展。华为、中兴、小米、联想、展讯、海思等企业已在移动通信系统设备、终端和芯片领域已进入世界前列。
四、我国与国际同步全面开展5G推进工作
我国移动通信产业在经历了“1G空白、2G跟随、3G突破和4G同步”发展之后,已具备良好的技术产业基础。5G作为下一代移动通信技术,为国内产业的创新发展提供了巨大空间。通过有效的组织推进与规划布局,很有可能在5G阶段实现更大突破。
我国与国际同步启动5G研发,并支持产业界于2013年2月成立了IMT-2020(5G)推进组(以下简称5G推进组),整合移动通信领域产学研用单位,协同开展5G需求、技术、频谱、标准研究及国际合作。与此同时,重大专项三和863计划协同部署5G研发课题,大力支持5G技术创新。目前,5G推进组已在5G前期研发中取得了很好的成绩,所主推的5G命名“IMT-2020”被ITU采纳,所提出的5G愿景与需求的核心观点已获得业界广泛认可,所发布的5G概念和技术架构为全球统一标准奠定了重要基础。此外,在大规模天线、新型多址、超密集组网、网络架构等5G关键技术研发上也取得了重要突破。