Page 51 - 网络电信2017年3月刊上

解决方案
题，在此情况下以规模建设实现持续扩容，或沿用传统方法构建
新的复杂无线网络设施等发展模式就缺乏理论依据了。
图2 移动互联网环境下的新型计算通信模型
图3 信道参数与通信容量（能力）的相互映射关系
图4 网络架构参数与其信息服务能力通常难以建立映射关系
为了实现信息通信理论的创新突破，研究者们把目光从
研究点对点通信转移到研究多点对多点网络中，这是一个重要
的转折。最先研究的是多点对一点的多用户接入以及一点对多
点的广播信道。在多用户接入信道下，Alshwedu提出了多址访
问（多点对一点）信道的信道容量，进而广播（一点对多点）
信道可看作是多址访问信道的对偶模型，其容量也随后问世。
Cover进一步研究了中继信道的可达速率和容量界，这个结果仍
是迄今为止最具影响力的容量研究之一。紧接着有学者尝试两
点对两点的干扰信道研究，却发现当通信链路大于等于3时，从
信息论的角度给出信道容量没有精确解。
长期以来，许多学者试图分析无线网络环境下的容量域， 息科学的几乎所有环节，从传输到协议，从协议到网络，从网
然而仅仅几类特殊的网络模型有明确的容量表示或者已经找到
容量的上下界，但一般网络模型的容量尚未知晓。研究表明，
当延时、误码和用户业务的动态特性必须考虑的时候，经典的
香农理论难以胜任。如何在通信与网络这个未完成的融合中，
突破以现有技术为基础的链路分离、网络分层的无线网络架
构，从根本上大幅提升无线网络服务能力，需要建立一种新的
网络通信理论研究范式。这是我们面临的新难题，也是发展网
络通信理论的新机遇。
三、探寻无线通信发展的新起点
回顾无线通信的发展，自马可尼首次实现电磁波通信，
到当前如火如荼的5G研发，历经了先漫长后迅猛发展的过
程。如图5中的S曲线所示，自发现电磁波至1G模拟蜂窝网络
60 网络电信 二零一七年三月
问世花费了近一个世纪的时间，而从2G到4G的发展仅仅用了
短短十几年。目前，产业界学术界都在全力投入5G研发中，
但是从5G的几点核心技术来看：超密集网络（UDN）是传统微
蜂窝基站在空域部署上的改进；毫米波则是传统宽带通信在
频域部署上的扩展；而大规模天线则直接是传统多天线技术
的进一步发展等。
图5 无线通信发展的S曲线
因此，5G更像是4G发展的延长线上的产物，抑或已经开始
走向S曲线的天花板？
如何寻找到无线通信发展的新起点？
前面谈到，信息不能总是简单的以比特来度量，通信不能
还是把主要的着眼点放在传输上，无线通信也不能简单理解为
点对点的开环系统，通信与网络的融合是大趋势。我们需要再
认识信息通信工程，仿照人类通信“一回生，二回熟”的方式
认识通信工程。早在1948年，“控制论之父”诺伯特•维纳就指
出，通信工程应该作为一个闭环系统来考虑，而且通信与控制
的问题是不能区分开的。实际上，现在的通信系统可以涉及信
络到数据，从数据到计算，从计算到控制等都可从属并服务于
通信工程，并且各个环节之间动态、关联的相互作用也应该是
闭环的，认识到这一点，无疑创新空间将大为拓展。
科学发展上可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来
的学科之间的、被忽视的无人区。信息科学中，研究信息的产
生、获取、存储、显示、处理、传输和利用等要素时，难以简
单分割，常常表现出交叉、交织、胶着的状态，横向发展催生
更多的边缘学科和交叉学科，成为科学进步和技术创新的主要
源泉。因此，将来的信息通信要以体系化思维来主导，在无线
通信系统中将各学科深度融合,从学科交叉中探索发展是谋求创
新突破的有效途径。
四、结束语
未来无线通信面临复杂干扰，资源受限，能耗约束，广域
覆盖等多重挑战，无线通信理论与技术的发展征程需要探索新
起点。应以体系化的思维谋求创新突破，在学科融合和交叉中
寻觅解决之道，揭示其中的本质问题与规律，再度彰现方兴未
艾、风光无限的无线通信领域。