“智简”自主创新攻破移动通信堵点

　　张平 中国工程院院士、北京邮电大学信息与通信工程学院教授

　　在国际形势变化及双循环战略大背景下，聚焦国家中长期发展的战略需求，我们要以构建智慧内生、原生简约（简称“智简”，即Intellicise：Intelligent and Concise）移动通信系统为核心理念，从系统层面进行智能简约设计，短期纾解高端芯片“卡脖子”难题，长期实现理论原始创新和新模式生态构建，赋能移动通信可持续发展。

　　我国移动通信实现跨越式发展

　　移动通信正加速人类物理空间与数字空间的深度融合，是发展数字经济、数字社会的核心驱动力。

　　开辟自主创新路线，我国移动通信不断取得重大突破。从3G开始，我国坚持走以时分双工技术（即Time Division Duplexing，简称TDD）为代表的中国特色移动通信发展路线，形成一系列重大突破：攻克了一批关键核心技术，建立了规模化的国内供应链和市场，改变了全球移动通信的技术及产品分布格局；5G国际标准话语权显著增强，处于全球第一梯队；已建成全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络，5G基站总数达161.5万个。

　　移动通信赋能千行百业，撬动万亿规模应用价值经济。作为全球数字经济战略的先导领域，5G技术不仅是移动通信领域的重要演进技术，还是赋能千行百业的关键技术。5G作为新基建之首，与人工智能、云计算等技术结合，正在逐渐渗透到经济社会各行业、各领域中，将实现相关行业或领域的数字化、网络化、智能化重塑。据预测，到2030年，在直接贡献方面，5G将带动我国经济总产出6.3万亿元，带动经济增加值2.9万亿元，带动增加就业机会800万个。6G技术是5G技术的换代演进，将更加全面地支撑全社会数字转型，也将更加快速地推动数字经济的高质量发展。

　　全球6G竞赛日益加剧，通信强国抢占战略性技术高地。未来3至5年是6G研发关键窗口期，全球6G竞赛已全面拉开帷幕。美国从2018年开始组织6G研究，发布RINGS计划，并重点发力太赫兹及卫星互联网等技术领域；日本、韩国在太赫兹技术方面已具有先发技术优势。同时，6G研发的国际合作与联盟不断增加，如美国主导的Next G联盟、欧盟主导的Hexa-X联盟等。我国在6G研发部署方面虽暂时领先，但在国际大博弈背景下，我国的6G国际合作受到多层面制约，需进一步主动构建6G国际合作的共赢生态，同时探索自主创新技术路线保持并扩大我国6G领先优势。

　　深刻认识移动通信发展堵点

　　在复杂国际形势、新冠肺炎疫情冲击的全球产业大环境下，我国移动通信技术发展受到诸多不确定因素影响，亟须厘清我国移动通信发展堵点，形成新形势下移动通信“双循环”发展格局。

　　引领性基础理论欠缺，移动通信未来发展遭遇根本堵点。我国在移动通信领域基础理论研究能力方面实现有效提升，但仍缺乏具备引领地位的原创性、先导性基础理论。西方国家依托经典信息论在1G至5G建立了传统生态优势，我国难以形成“对等博弈”的局面，这是移动通信堵点形成的根本原因。

　　必要支撑环节基础薄弱，移动通信产业直面关键堵点。由于先进芯片制造工艺、基础软件（EDA设计软件等）、通用元器件等基础支撑能力对外依赖严重，移动通信高端芯片等核心器件存在“卡脖子”挑战，国产5G手机终端产业规模受到明显制约。同时，受国际形势影响，我国移动通信企业虽全球市场过半但海外市场受阻，移动通信供应链产业链循环面临关键堵点。

　　尖端应用平台尚缺，5G垂直行业应用面临突出堵点。5G应用的主战场在于赋能实体经济，但是5G与垂直行业融合应用尚处于培育阶段，存在跨领域融合难度大、商业模式不清晰、产业生态未建立、技术标准和政策未完善等系列难题，构成5G应用深化的突出堵点。未来6G研发、应用需与5G协同发力，共同突破与垂直行业融合的技术、模式、政策等多重梗阻。

　　开源产业生态尚未完备，未来移动通信可能形成新生堵点。世界主要国家和组织高度重视移动通信开源生态建设，成立开放式无线接入网联盟（即Open Radio Access Network Alli-ance，简称O-RAN联盟）、开放无线接入网政策联盟（即Open RAN Policy Coalition，简称Open RAN政策联盟）等开源组织。现阶段，国内开源产业生态尚未完备，上下游企业在通用芯片、基础软件等方面的技术、人才储备不足；传统国外通用器件和平台设备商具备长期技术积累及市场优势，通过参与标准制定、收购及产品更新等方式，可能对我国移动通信发展造成新生堵点。

　　坚定不移走中国特色技术创新路线

　　针对制约我国移动通信发展的一系列堵点，一方面，需要保持战略定力，坚定不移走中国特色技术创新路线，发挥体制优势，组织力量对基础理论、重大技术瓶颈问题攻坚克难，建立强大自主的移动通信产业体系；另一方面，坚持开放发展道路，以技术实力、国际影响力营造更加开放、更为稳健的新型“竞合”关系，在国际产业分工体系中占据有利地位。

　　实行“政府+市场”双轮驱动模式，构建疏通堵点的新型举国体制。借鉴3G/4G时代时分双工“整建制”创新经验，建设由政府牵头、市场化主导、多方共赢的移动通信核心技术创新联合体，促进高校和研究机构“0到1”原始创新、企业“1到10”产业落地及行业“10到100”应用创新的有机衔接，实现基础研究、重大技术、创新应用等系列堵点的协同突破。善用“政府+市场”双轮驱动模式，发挥政府在明确技术路线、调度创新资源、创新制度环境中的作用，依托我国市场规模巨大的体量优势，引导企业以国家利益、国家战略为先，主动培育安全可信的技术及产品生态，形成上下游紧密协同的产业集群，强力推动内循环高效运转。

　　建立广泛开放科技联盟，重塑突破堵点的国际环境。前瞻布局6G核心技术研发、频谱规划、标准研制等，形成核心专利、系统性能等多层面核心能力。加强多边合作共赢机制，以技术实力、国际影响力构建新型“竞合”关系，在国际电信联盟和第三代合作计划（即3rd Generation Partnership Project，简称3GPP）等国际组织确定6G标准过程中保持并扩大国际标准话语权。不断开拓国际科技交流合作新渠道，形成“你中有我、我中有你”的开源技术生态。发挥我国在移动通信整机产品、系统集成与运营等方面的优势，实现国际国内双循环相互促进。

　　保持战略定力与科技自信，走“智简”自主创新路线。以构建“智简”通信系统为核心理念，从基础理论创新、垂直应用创新、标准化布局等层面统筹推进，促进创新链和产业链高效衔接，赋能移动通信可持续发展。

　　一是完善“智简”基础理论创新体系。为了突破西方国家基于经典语法信息论所建立的传统生态优势，我国亟须另辟蹊径，将通信问题的研究层次从语法信息扩展到语义信息，并以信息论、人工智能理论、系统论、复杂性科学理论等多学科理论为交叉指导，构建“智简”通信理论体系，即以人工智能与下一代信息通信及网络技术的一体化为基础，探究和利用新的智能本原，以系统熵减为全局优化目标，对信息组织、网络结构等全面简约重塑，实现信息及网络的“智慧内生、原生简约”，从而赋能移动通信传统发展路线变革。

　　二是加强“智简”5G垂直应用创新。聚焦垂直行业应用的差异化需求，以5G全能力、全终端驱动数字经济高速发展。以智能简约的行业融合理念，按需匹配构建极简系统，降低“大而全”系统带来的网络结构冗余及高端芯片依赖，形成尖端“智简”平台支撑千行百业数字化应用。紧抓5G万物互联新机遇，从系统层面进行智能简约设计，研发面向垂直应用的安全可信物联网终端，拓展“5G物联网智简终端”新赛道，从供给侧进行改革创新，开创基于高水平自主技术的市场蓝海。

　　三是推进“智简”6G标准化布局。面对6G全覆盖、全频谱、全应用等愿景需求，“大而全”的系统设计与实现面临巨大挑战。需以“智简”自主创新理念引导6G研发及标准化工作，构建有中国特色和核心竞争力的“智简”技术体系和创新生态，强化我国在移动通信领域的全球领先地位。

　　作者：张平系中国工程院院士、北京邮电大学信息与通信工程学院教授；许文俊系北京邮电大学人工智能学院教授、博士生导师

　　本文来源：《中国网信》2022年第3期