北京新一代移动通信产业发展的研究 张正一 最初版

北京新一代移动通信产业发展的研究 一．通信发展的历史 移动通信技术最初诞生于70年代，由美国贝尔实验室发明。但直到80年代才投入商用。顾名思义，移动通信，是为了解决人们在移动的过程是中完成通信。所以最初移动通信技术是为了解决人在汽车上打电话的问题，随着技术的发展，移动通信变得越来越普及，2010年世界移动通信大会15日在西班牙城市巴塞罗那举行,国际电信联盟秘书长哈马敦·杜尔发表声明说,即使遭遇经济危机,全球手机用户数量依旧持续增加,2009年共有超过46亿人使用手机。全球手机用户总数2010年可望突破50亿。第一代移动通信采用模拟技术，所发送的信号是模拟信号，其应用是提供话音业务。中国在第一代移动通信的状况从技术到产业几乎一片空白。 80年代初期，第二代移动通信开始走入市场。所谓第二代，在本质上，与第一代移动通信不同。主要在于第二代移动通信系统中传输的是数字信号，其业务除了传送最基本的话音之外还可以传送一些中速率的数据业务，包括短信功能及上网浏览功能等。中国在技术发展的后期介入了GSM和CDMA基站和手机的制造，并占有一定的市场份额。 第三代移动通信从90年代初开始发展孕育，到1997年，第三代移动通信的基本标准开始具备雏形。这时，中国政府开始意识到应在第三代通信系统中有所作为，于97年向国际电信联盟提出了自己主导的标准TD-SCDMA。目前该标准作为三个主要标准之一被国际上所接受。但客观的说，欧盟主导的WCDMA技术和美国主导的CDMA2000技术占显得更加强有力。 进入2000年之后，随着第三代移动通信技术走向成熟，第四代或者称为后三代移动通信开始启动。这时，我们意识到这是移动通信产业一个新的发展机遇，应该从源头做起，掌握源头核心技术，促进产业全面参与国际竞争。基于这样的判断，2001年，我国和韩国、日本、欧盟等发达国家，几乎同时启动了第四代移动通信技术。 回顾这20多年的发展历程，可以看到中国在移动通信领域追赶世界先进水平的所做出的努力，我们从空白和一无所有，到今天我们基本跟上了国际先进水平的发展。 下面简单介绍一下全球移动通信的概况。到目前移动通信技术已超过固定通信技术，成为通信第一大手段。全世界方面，英国电信分析公司The Mobile World发布的最新统计报告显示：截至2011年5月26日，全球电话用户总数达到69.2亿，移动用户数在其中占绝大多数，达到56亿，固话用户仅为13.2亿。再看我国，如下图：从2006年开始至2010年，的移动电话用户数都超过了固定电话用户数。 二．第四代移动通信技术（4G） 1.第四代通信系统简介 随着通信产业在我国的迅猛发展，市场需求的持续扩大，我国拥有自主产权的第四代移动通信技术无疑成为极有潜力的新兴市场。 4G是“第四代移动通信及其技术”的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。 4G技术的优点在于： 通信速度更快：可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息。 网络频谱更宽：据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于WCDMA3G网路的20倍。 通信更加灵活：从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑。人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端，只是人们还不知应该怎么称呼它。 智能性能更好：第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票。 兼容性能更平滑：未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。 提供各种增值服务：未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，会结合CDMA技术的优点，一部分会是以CDMA的延伸技术。 实现高质量的多媒体通信：尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。 频谱使用效率更高：第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构，由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps；通信费用更加便宜。在建设4G通信网络系统时，通信营运商们会考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。据研究人员宣称，4G通信的无线即时连接等某些服务费用会比3G通信更加便宜。 2.我国第四代移动通信系统发展情况 2006年初，国务院公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》在论及“重大专项”时明确表示，“围绕国家目标，进一步突出重点，筛选出若干重大战略产品、关键共性技术或重大工程作为重大专项，充分发挥社会主义制度集中力量办大事的优势和市场机制的作用，力争取得突破，努力实现科技发展的局部跃升带动生产力的跨越发展，并填补国家战略空白。”该规划纲要确定了新一代宽带无线移动通信网等16个科技重大专项，随后国务院颁布了《规划纲要》的配套政策，并涉及科技投入、税收激励、金融支持、政府采购等十个方面和60条措施。 这表明，新一代宽带无线通信，已被国家列为重点发展项目之一。为什么要这么做？首先，信息产业在15年内仍将保持经济发展的龙头地位。但值得注意的是，信息产业尽管规模庞大，其中的亮点却乏善可陈。80年代到90年代主要靠个人计算机产业引领，之后则是手机产业。可以说，移动通信是继个人计算机之后促进信息化进程，改变人类社会生活形态的主要驱动力之一。新一代移动通信能够提供综合性的信息服务，可以极大地改变人们的生活方式，对整个国家信息化发展所起的带动作用是极为显著的。 其次，信息技术发展有两个最重要的趋势：宽带化和移动化。而新一代移动通信的发展正好代表了这两个最为重要的发展趋势。在信息领域，我国要有所作为的话，应该在这样一个能够代表未来信息产业发展方向上重点突破。 概括地说，发展新一代移动通信带动我们国家信息产业众多领域快速健康发展的需要。移动通信是一个综合性的产业链，对众多领域的带动作用是非常明显的。抓住这样一个龙头就能带动我国信息产业的发展。其次，我们国家在高科技领域需要寻求一些突破点，率先走向国际，而新一代移动通信就是我们最具备条件，率先走向国际，达到领先国家层面的突破点。第三，移动通信正成为国家基础信息设施的最为重要的组成部分之一，我们必须掌握相关技术，维护我国的经济安全和国防安全。 让我国展望未来15年无线移动通信产业发展会有一个什么样的美好愿景。根据有关数据的分析，到2020年我们国家移动通信的普及率将达到60%，年制造和运营收入将会达到2万亿元。第四代移动通信或者称为后三代移动通信，到2020年将会占据一半以上的市场份额。无所不在的泛在网络将成为现实，用于家庭、汽车内的短距离的无线通信产业将形成新的规模性的增长点。 新一代移动通信投入商用之后，服务和应用将遍及社会各个角落。移动终端将成为人们的电子生活，所有的信息获取和交互，都可以通过这样一个终端来实现。在边远地区，因为有线通信的成本太高，无线通信将成为保持与农村联系的唯一方式。射频标签技术等短距离无线互联技术的发展，将会改变人和社会、人和物体之间的关系。假如你的钱包丢了，可以在钱包上安装一个无线通信装置，那么你就可以随时的知道你钱包的下落。无线和地理信息的结合等等，每一种和方位有关的信息都会通过无线方式获取。无线通信的应用以及对人类生活和产业发展的影响无所不在。 从产业与运营方面看，移动通信业正面临深刻的变革。首先，无线通信成为第一大通信手段。其次，数据业务逐步取代话音业务，使用移动终端进行数据业务的用户已超过固定用户。第三，单纯依靠话音业务发展支撑运营商发展的传统模式已一去不复返，无线因特网的兴起，使得传统电信运营商的统治地位越来越受到挑战。美国AT&T公司曾经是世界上规模最大的电信运营商，由于其发展模式单一，已经被不知名的公司所收购。第四，电信、IT和传媒的融合在基础设施和业务层面的趋势进一步显现。 从技术上来说，无线通信新技术层出不穷，多种制式相互补充、相互融合是一个发展趋势，很难有一个统一的技术取代其他所有技术。其中最大的挑战是有限的频谱资源与不断增长的业务需求所带来的矛盾，如何利用有限的评估资源提供越来越大的需求，满足越来越大的需求是人类共同面临最大的挑战。 以上述分析为基础，对我国未来移动通信产业发展作一个展望。根据国家中长期规划，新一代无线移动通信发展的总目标在2020年之前使我们国家成为无线移动通信技术、产业、服务和应用的领先国家之一。首先我们要成为新技术发展和游戏规则制定的主要领导者之一。其次，拥有自主知识支撑的产业要占到相对多的市场份额。最后，我们要把先进的技术用于我国广大民众，能使我们的百姓享受到先进的无线移动服务和应用。

三.北京新一代移动通信产业发展 11月6日，“北京新一代移动通信技术及产品突破工程（4 G 工程）”启动仪式在京举行，中共北京市委常委赵凤桐、北京市人民政府副市长苟仲文出席了仪式。 随着“科技北京”建设的逐步深入，以战略性新兴产业推动首都经济发展方式转变已成为我市现阶段的一项重点工作。4G产业作为北京发展战略性新兴产业的一个重要领域，已成为北京新的经济增长点。 在第四代移动通信技术领域，我国拥有世界人数最多的移动通信市场，是世界最大的通信和网络设备制造基地之一，中国主导的TD-LTE标准成为4G国际两大主流标准之一。2010年底，工信部宣布正式开展TD-LTE试验网规模试验，将在上海、北京等7个城市建设TD-LTE规模试验网。 我国政府大力支持发展4G移动通信，国家重大专项多项成果落地北京。在“十一五”期间，国家“新一代宽带无线移动通信网”专项（03专项）投资数十亿元，在LTE标准制定、技术及产品研发、试验网络建设等三个领域全面部署项目，其中三个领域约有1/4项目落地北京。在“十二五”期间，03专项将持续推动LTE产品研发及规模应用，开展LTE演进（LTE+）技术及产品研究，并进行相关标准化工作。 我们的优势在于有以下几点。在技术方面，北京是我国通信产业重要的研发创新基地，拥有众多知名的高校和研究院所，“十一五”期间承担了国家03专项近1/4的研发任务，在4G标准制定、核心技术研发等方面领先全国。在产业方面，北京拥有较为完整的移动通信产业链条，聚集了产业链多个环节的核心企业及运营商，发展4G移动通信产业优势突出。从目前阶段来看，4G正处于核心技术及产品攻关的关键阶段，在未来3-5年进入商用阶段，北京在4G领域具有标准、技术和人才等多方面的领先优势，有望领跑全国乃至世界。 然而，随着LTE商用化进程的加快，北京发展4G移动通信也面临着不少挑战。首先是上海、深圳等省市大大加快了对于4G移动通信的投入力度，通过技术转移落地、人才引进等手段对北京的优势地位产生了巨大冲击。除此之外，北京4G移动通信还存在着核心芯片设计能力弱、系统设备制造能力不足等问题。针对这些问题，突破核心技术及产品研发，保持北京持续占据4G移动通信领域的领先地位，并为北京未来4G产业的高速发展奠定基础。 我认为北京新一代移动通信技术发展的方向，应遵循市科委的重点任务，比较整体的进行规划和部署。 其一，培育基于4G技术的新型应用服务与产业。建设4G应用业务创新公共平台，提供良好的业务开发和用户试验环境。并整合物联网、空间信息等领域的技术创新资源，针对政府、行业及民生需求，面向社会公开征集4G创新应用，筛选并培育一批4G技术创新应用、产品及相应的商业模式，拉动北京相关产业的快速发展，推进北京“智慧城市”建设。我们科技信息中心应全力承担起这部分工作，努力面向全社会，为全市对4G作贡献的单位搭建平台，方便其更好的交流创新。