国际移动通信发展趋势是一个广泛的话题,但是我可以告诉您一些有关5G的信息。

5G是第五代移动通信技术,它的速度比4G更快,延迟更低,容量更大。根据全球移动通信系统协会(GSMA)的预测,到2025年,全球5G用户将达到18亿,占比为20%。5G网络将继续扩大其覆盖范围和容量,以支持更多的设备连接到互联网上。此外,5G还将被用于自动驾驶汽车、智能城市和医疗保健等领域。

根据我所查到的资料,第4代移动通信的研究已经初见端倪。欧盟在前期研究计划(第5框架研究计划)的基础上,成立了世界无线通信研究论坛(WWRF),着手进行“IMT-2000”之后的第4代移动通信的概念、需求与基本框架研究,并把第4代移动通信系统列入2002年启动的欧盟“第6框架研究计划”。日本总务大臣的咨询机构??信息通信审议会专门委员会于2001年6月15日完成了继第3代移动通信系统“IMT-2000”之后的第4代移动通信系统(4G)框架建议。韩国有关运营商和ETRI通信研究所也向政府提出了相应的有关第4代移动通信研究计划。在中国,第4代移动通信已被正式列入国家“863”“十五”研究计划,项目已经启动 。

未来移动通信发展的基本技术要求包括但不限于以下几点:

- 更高的速率和更大的带宽

- 更低的时延

- 更好的安全性和隐私保护

- 更好的可靠性和可用性

- 支持更多的设备连接

从技术的角度来看,第4代移动通信应与IMT-2000以及目前制订之中的增强型3G标准有本质性的区别。这是由于第4代移动通信系统的峰值传输速率应为3G系统的10~50倍,达到20 Mbit/s~100 Mbit/s,若简单地重复使用与3G相同的技术,则其发射功率相应需增加10~50倍,从而使电磁干扰问题达到无法忍受的地步。解决此问题的一个重要方法是根据信息论原理引入多天线环境及其相关的新型空时信号处理方法,从而达到大幅度降低发射功率,提高频谱利用率之目的。

理论研究结果表明,当接收机的天线数目多于发射机天线数目时,系统容量可随接收天线的数目成比例增长。未来信号处理器以及专用集成电路的大幅提高,也将使一些较为复杂的技术,如联合发送、联合检测、Turbo接收等,在实现上成为可能。

另一方面,由于带宽的增加,3G所采用的直接扩频CDMA技术很难直接应用于4G系统,正交频分复用(OFDM)以及多载波(MC)与TDMA和CDMA相结合的技术将是较具竞争力的空中接口技术。

对于4G核心网络,具有电信级服务质量(QoS)的IPv6将是未来的主要发展趋势之一。主要原因之一是现有的IPv4不能提供足够的地址空间。基于以上考虑,我们认为Beyond 3G蜂窝通信系统研究应具有以下基本特征:基于IPv6核心网的互连互通;承载与控制全程分离;支持个人可携带资源(MIP/M-eN)的全程漫游与切换;无线网络对于核心网络透明;CC/MM位于核心网侧(无线接入用户与固定接入用户等同);RR/LL/PL全部位于接入层;分类端到端的QoS、实时业务的QoS优于现有电信级;基于时空联合处理、网络分集等新技术的蜂窝系统发射能量较3G系统降低10 dB以上;特别适合于分组突发业务的空中接口的峰值传输速率达到20 Mbit/s~100 Mbit/s并可灵活调配无线资源及适用于大动态范围(10 kbit/s~20 Mbit/s)业务;与区域性的无线接入系统和自组织网络的无缝联接。

根据“十五”“863”通信技术主题战略发展报告,中国移动通信研究开发的主要目标是面向未来10年无线通信领域的发展趋势与需求,研究Beyond 3G/4G新一代蜂窝通信空中接口技术,建立相关关键技术验证系统,支持面向未来的无线通信新业务;为国家培养一支规模性的具有国际竞争力的超前研究队伍,形成中国无线通信方面人才队伍的合理布局,使中国移动通信技术研究与国际先进水平同步发展,为实现中国未来无线通信产业的跨越式发展创造条件。

整个中国移动通信研究开发计划分以下3个阶段进行实施:

(1)2001年12月至2003年12月,开展Beyond 3G/4G蜂窝通信空中接口技术研究,完成Beyond 3G/4G系统无线传输系统的核心硬、软件研制工作,开展相关传输实验,向ITU提交有关建议。

(2)2004年1月至2005年12月,使Beyond 3G/4G空中接口技术研究达到相对成熟的水平,进行与之相关的系统总体技术研究(包括与无线自组织网络、游牧无线接入网络的互连互通技术研究等),完成联网试验和演示业务的开发,建成具有Beyond 3G/4G技术特征的演示系统,向ITU提交初步的新一代无线通信体制标准。

(3)2006年1月至2010年12月,设立有关重大专项,完成通用无线环境的体制标准研究及其系统实用化研究,开展较大规模的现场试验。

为了实现“引导国际标准发展”的目标,使中国倡导的核心技术成为主流技术,我们需要充分利用市场优势,广泛开展国际合作。事实上,欧洲和亚洲多个国家在开展4G研究时,首先想到的就是与中国这样一个具有巨大市场发展前景的国家进行合作。如果我们能够抓住这个有利时机,积极推进国际合作,那么实现上述目标是完全有可能的。

相反,如果我们采取“闭门造车”的策略,即使在技术竞争中取得优势,也很难成为被国际上广泛接受的主流技术。随着中国加入WTO和国际交往的日益频繁,在中国单独采用一个移动通信标准越来越不现实。也很难想象在未来的2010年,由一个单独的国家制订出一个被广泛接受的移动通信标准。因此,在国际合作中,我们应避免两个极端:狭隘的民族主义思想和不适当的民族自卑思想。这两者对正确地开展国际合作都是极为不利的,极易导致公平宽松的学术环境遭到毁灭性的破坏。

为了促进“人才战略”的实现,我们需要号召科研人员积极走向国际,通过合作不断扩大中国在移动通信领域的影响,建立一支立足国内的“外向型”研究队伍。我们并不缺乏移动通信方面的研究人才,而是缺乏一批能够对国际上移动通信发展发挥重大影响的人才。

此外,为了实现“专利战略”,我们需要通过广泛的国际合作,与国际上处于一流水平的研究机构、运营商和设备制造商共同开展新一代移动通信源头创新研究,实现主流核心知识产权的共同拥有。这样才能提高中国移动通信产业的核心竞争力,摆脱在核心知识产权上受制于人的局面。

同时,我们需要解决中国研发与标准化工作相脱节的问题。在第3代移动通信研发过程中,这种现象得到了一定程度的改善,但仍未从根本上加以解决。成立由标准化部门、研发部门和业界代表组成的权威性协调委员会可能是解决这一问题的一种途径。只有把核心技术的超前研究与标准化工作密切结合,才能真正实现“引导标准发展”。

最后,政府与业界的协同支持对于“引导标准发展”至关重要。一项有竞争力的核心技术若不能得到政府和业界的广泛支持,就无法把中国的市场优势当作竞争的砝码加以利用。因此,我们需要加强政府与业界之间的协作,共同推动中国移动通信产业的发展。

为了确保上述措施的成功实施,建议在适当的时间建立一个联席委员会,成员包括政府官员、运营商、标准化部门、制造商、研发部门、“863”领域专家和主题专家。同时,还应该吸收欧洲、日本、韩国等国家的运营商和研发部门的代表参与其中,负责协调“十五”国家中与4G相关的科研开发、标准化和国际合作事宜。

[Abstract] This paper describes the current status and global development trend of China's mobile communications, outlines the basic technical requirements for future mobile communications, and presents an overall plan for China's research and development of future mobile communications. Based on this plan, the author emphasizes the need for international cooperation and proposes concrete measures to be taken in this regard.

[Keywords] Mobile Communications 3rd Generation; Beyond 3G; Development Project; International Cooperation