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張平等:“智簡”自主創新攻破移動通信堵點

作者:中國網信雜志
張平等:“智簡”自主創新攻破移動通信堵點

張平

中國工程院院士、北京郵電大學資訊

與通信工程學院教授

在國際形勢變化及雙循環戰略大背景下,聚焦國家中長期發展的戰略需求,我們要以建構智慧内生、原生簡約(簡稱“智簡”,即Intellicise:Intelligent and Concise)移動通信系統為核心理念,從系統層面進行智能簡約設計,短期纾解高端晶片“卡脖子”難題,長期實作理論原始創新和新模式生态建構,賦能移動通信可持續發展。

大陸移動通信實作跨越式發展

移動通信正加速人類實體空間與數字空間的深度融合,是發展數字經濟、數字社會的核心驅動力。

開辟自主創新路線,大陸移動通信不斷取得重大突破。從3G開始,大陸堅持走以時分雙工技術(即Time Division Duplexing, 簡稱TDD)為代表的中國特色移動通信發展路線,形成一系列重大突破:攻克了一批關鍵核心技術,建立了規模化的國内供應鍊和市場,改變了全球移動通信的技術及産品分布格局;5G國際标準話語權顯著增強,處于全球第一梯隊;已建成全球規模最大、技術最先進的5G獨立組網網絡,5G基站總數達161.5萬個。

移動通信賦能千行百業,撬動萬億規模應用價值經濟。作為全球數字經濟戰略的先導領域,5G技術不僅是移動通信領域的重要演進技術,還是賦能千行百業的關鍵技術。5G作為新基建之首,與人工智能、雲計算等技術結合,正在逐漸滲透到經濟社會各行業、各領域中,将實作相關行業或領域的數字化、網絡化、智能化重塑。據預測,到2030年,在直接貢獻方面,5G将帶動大陸經濟總産出6.3萬億元,帶動經濟增加值2.9萬億元,帶動增加就業機會800萬個。6G技術是5G技術的換代演進,将更加全面地支撐全社會數字轉型,也将更加快速地推動數字經濟的高品質發展。

全球6G競賽日益加劇,通信強國搶占戰略性技術高地。未來3至5年是6G研發關鍵視窗期,全球6G競賽已全面拉開帷幕。美國從2018年開始組織6G研究,釋出RINGS計劃,并重點發力太赫茲及衛星網際網路等技術領域;日本、南韓在太赫茲技術方面已具有先發技術優勢。同時,6G研發的國際合作與聯盟不斷增加,如美國主導的Next G聯盟、歐盟主導的Hexa-X聯盟等。大陸在6G研發部署方面雖暫時領先,但在國際大博弈背景下,大陸的6G國際合作受到多層面制約,需進一步主動建構6G國際合作的共赢生态,同時探索自主創新技術路線保持并擴大大陸6G領先優勢。

深刻認識移動通信發展堵點

在複雜國際形勢、新冠肺炎疫情沖擊的全球産業大環境下,大陸移動通信技術發展受到諸多不确定因素影響,亟須厘清大陸移動通信發展堵點,形成新形勢下移動通信“雙循環”發展格局。

引領性基礎理論欠缺,移動通信未來發展遭遇根本堵點。大陸在移動通信領域基礎理論研究能力方面實作有效提升,但仍缺乏具備引領地位的原創性、先導性基礎理論。西方國家依托經典資訊論在1G至5G建立了傳統生态優勢,大陸難以形成“對等博弈”的局面,這是移動通信堵點形成的根本原因。

必要支撐環節基礎薄弱,移動通信産業直面關鍵堵點。由于先進晶片制造技術、基礎軟體(EDA設計軟體等)、通用元器件等基礎支撐能力對外依賴嚴重,移動通信高端晶片等核心器件存在“卡脖子”挑戰,國産5G手機終端産業規模受到明顯制約。同時,受國際形勢影響,大陸移動通信企業雖全球市場過半但海外市場受阻,移動通信供應鍊産業鍊循環面臨關鍵堵點。

尖端應用平台尚缺,5G垂直行業應用面臨突出堵點。5G應用的主戰場在于賦能實體經濟,但是5G與垂直行業融合應用尚處于培育階段,存在跨領域融合難度大、商業模式不清晰、産業生态未建立、技術标準和政策未完善等系列難題,構成5G應用深化的突出堵點。未來6G研發、應用需與5G協同發力,共同突破與垂直行業融合的技術、模式、政策等多重梗阻。

開源産業生态尚未完備,未來移動通信可能形成新生堵點。世界主要國家群組織高度重視移動通信開源生态建設,成立開放式無線接入網聯盟(即Open Radio Access Network Alli-ance,簡稱O-RAN聯盟)、開放無線接入網政策聯盟(即Open RAN Policy Coalition,簡稱Open RAN政策聯盟)等開源組織。現階段,國内開源産業生态尚未完備,上下遊企業在通用晶片、基礎軟體等方面的技術、人才儲備不足;傳統國外通用器件和平台裝置商具備長期技術積累及市場優勢,通過參與标準制定、收購及産品更新等方式,可能對大陸移動通信發展造成新生堵點。

堅定不移走中國特色技術創新路線

針對制約大陸移動通信發展的一系列堵點,一方面,需要保持戰略定力,堅定不移走中國特色技術創新路線,發揮體制優勢,組織力量對基礎理論、重大技術瓶頸問題攻堅克難,建立強大自主的移動通信産業體系;另一方面,堅持開放發展道路,以技術實力、國際影響力營造更加開放、更為穩健的新型“競合”關系,在國際産業分工體系中占據有利地位。

實行“政府+市場”雙輪驅動模式,建構疏通堵點的新型舉國體制。借鑒3G/4G時代時分雙工“整建制”創新經驗,建設由政府牽頭、市場化主導、多方共赢的移動通信核心技術創新聯合體,促進高校和研究機構“0到1”原始創新、企業“1到10”産業落地及行業“10到100”應用創新的有機銜接,實作基礎研究、重大技術、創新應用等系列堵點的協同突破。善用“政府+市場”雙輪驅動模式,發揮政府在明确技術路線、排程創新資源、創新制度環境中的作用,依托大陸市場規模巨大的體量優勢,引導企業以國家利益、國家戰略為先,主動培育安全可信的技術及産品生态,形成上下遊緊密協同的産業叢集,強力推動内循環高效運轉。

建立廣泛開放科技聯盟,重塑突破堵點的國際環境。前瞻布局6G核心技術研發、頻譜規劃、标準研制等,形成核心專利、系統性能等多層面核心能力。加強多邊合作共赢機制,以技術實力、國際影響力建構新型“競合”關系,在國際電信聯盟和第三代合作計劃(即3rd Generation Partnership Project,簡稱3GPP)等國際組織确定6G标準過程中保持并擴大國際标準話語權。不斷開拓國際科技交流合作新管道,形成“你中有我、我中有你”的開源技術生态。發揮大陸在移動通信整機産品、系統內建與營運等方面的優勢,實作國際國内雙循環互相促進。

保持戰略定力與科技自信,走“智簡”自主創新路線。以建構“智簡”通信系統為核心理念,從基礎理論創新、垂直應用創新、标準化布局等層面統籌推進,促進創新鍊和産業鍊高效銜接,賦能移動通信可持續發展。

一是完善“智簡”基礎理論創新體系。為了突破西方國家基于經典文法資訊論所建立的傳統生态優勢,大陸亟須另辟蹊徑,将通信問題的研究層次從文法資訊擴充到語義資訊,并以資訊論、人工智能理論、系統論、複雜性科學理論等多學科理論為交叉指導,建構“智簡”通信理論體系,即以人工智能與下一代資訊通信及網絡技術的一體化為基礎,探究和利用新的智能本原,以系統熵減為全局優化目标,對資訊組織、網絡結構等全面簡約重塑,實作資訊及網絡的“智慧内生、原生簡約”,進而賦能移動通信傳統發展路線變革。

二是加強“智簡”5G垂直應用創新。聚焦垂直行業應用的差異化需求,以5G全能力、全終端驅動數字經濟高速發展。以智能簡約的行業融合理念,按需比對建構極簡系統,降低“大而全”系統帶來的網絡結構備援及高端晶片依賴,形成尖端“智簡”平台支撐千行百業數字化應用。緊抓5G萬物互聯新機遇,從系統層面進行智能簡約設計,研發面向垂直應用的安全可信物聯網終端,拓展“5G物聯網智簡終端”新賽道,從供給側進行改革創新,開創基于高水準自主技術的市場藍海。

三是推進“智簡”6G标準化布局。面對6G全覆寫、全頻譜、全應用等願景需求,“大而全”的系統設計與實作面臨巨大挑戰。需以“智簡”自主創新理念引導6G研發及标準化工作,建構有中國特色和核心競争力的“智簡”技術體系和創新生态,強化大陸在移動通信領域的全球領先地位。

張平等:“智簡”自主創新攻破移動通信堵點

作者:張平系中國工程院院士、北京郵電大學資訊與通信工程學院教授;許文俊系北京郵電大學人工智能學院教授、博士生導師

來源:《中國網信》2022年第3期

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