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三、 信息技術領域創新力定量評估(一) 第四/五代移動通信技術(4G/5G)4G是第四代移動通信系統的簡稱，主流標準LTEAdvanced包括TDDLTE和FDDLET兩種制式，核心支持技術包括OFDM、MIMO、軟件無線電、智能天線等。5G是面向2020年及未來的第五代移動通信系統，國際電信聯盟(ITU)將5G正式命名為“IMT2020”(4G被命名為“IMTAdvanced”)。5G可以由“標志性能力指標”和“一組關鍵技術”共同定義，而標志性能力指標為“Gbps用戶體驗速率”，一組關鍵技術包括大規模天線陣列、超密集組網、新型多址、全頻譜接入和新型網絡架構。5G相較于4G而言，在峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、移動性、延時、連接密度、網絡能量效率、區域交通能力8個技能指標上有明顯提升。5G可以不考慮與4G框架的兼容，面向新場景和新頻段進行全新設計，也可以在4G的基礎上引入增強型新技術，實現現有系統性能的提升，使信息突破時空的限制，其應用范圍將從目前的人與人通信拓展至人機物協同通信、超密集連接物聯網、車聯網以及新型工業信息化等更為廣泛的領域。5G移動通信系統的主要發展目標將是為移動互聯網的快速發展提供無所不在的基礎性業務能力，滿足未來10年移動互聯網流量增加1000倍的發展需求。相對于已有的移動通信技術，5G移動通信更加注重用戶的需求，并力求為用戶帶來全新的體驗。隨著4G/LTE進入規模商用，以及移動互聯網和物聯網的快速發展，全球產業界已將研發重點轉向5G。根據ITU的5G發展時間表，2017年底將完成5G的候選技術征集，并制定評估準則和方法，到2020年時完成IMT2020的標準化工作。5G是下一代移動產業的創新前沿領域，將推動互聯網的未來革命進程，實現人與人、人與物和物與物的智能互聯。以下簡稱4G/5G移動通信方向。1. 科學創新力評估

(1) 科學生產力的總體發展態勢1) 世界論文產出規模及發展速度2005—2014年，4G/5G移動通信方向論文數以20%的年均增長率快速增長，十年論文總量達1.5萬余篇，2014年論文數約是2005年論文數的5倍； 世界每千萬人口論文數從2005年的0.89篇/千萬人上升至2014年的4.14篇/千萬人(圖311)。

圖3112005—2014年4G/5G移動通信方向世界論文數變化趨勢

2) 中國科學生產力的國際地位2005—2014年中國4G/5G移動通信方向的論文數占世界份額為19.5%，低于排名及時的美國(22.2%)約3個百分點而位居世界第二位，是排名第三的韓國(10.9%)的近2倍。中國4G/5G移動通信方向論文數占同期世界份額在2010—2014年(23.7％)比2005—2009年(9.4%)增加了14.3個百分點，在Top20國中升幅較大，排名由世界第三位上升到及時位，美國的份額由27.7%下降至19.9%，排名由及時位降至第二位，韓國由第二位降至第三位，加拿大、英國、中國臺灣均上升一位，分別排名第四位至第六位(圖312)。

圖3122005—2009年和2010—2014年4G/5G移動通信方向Top20國家/地區論文數占同期世界份額及排名變化(按2005—2014年論文總數遴選)

從每千萬人口的論文數量來看，中國每千萬人口論文量從2005年的0.39篇/千萬人增加到2014年的6.23篇/千萬人(高于世界平均水平4.14篇/千萬人)，但是排名從世界第36位下降到第43位，與美國(17.47篇/千萬人)差距明顯，中國香港在2005年為22.02篇/千萬人，排名世界及時，2014年翻了5倍達106.33篇/千萬人，位居世界第四位。(2) 科學產出主導能力對各國及時作者或通訊作者的論文進行分析可反映一個國家起主導作用的研究。4G/5G移動通信方向中國比科技發達國家更加依賴以本國為主導的研究。2005—2014年中國在4G/5G移動通信方向及時作者或通訊作者的論文數占中國該方向論文總數的92.5%，高于美國(72.8%)、英國(65.5%)、日本(85.4%)、法國(66.5%)、德國(67%)。與2005—2009年相比，2010—2014年，中國該方向及時作者或通訊作者的論文數占該方向論文總數的比重略有上升，而美國、英國、德國、法國、日本等發達國家這一比重略有下降(表311)。

表3114G/5G移動通信方向Top20國家/地區的及時作者或通訊作者論文數及本國份額(按2005—2014年論文總數遴選)

國家/地區2005—2014年論文數(篇)及時作者或通訊作者論文數(篇)份額(%)2005—2009年論文數(篇)及時作者或通訊作者論文數(篇)份額(%)2010—2014年論文數(篇)及時作者或通訊作者論文數(篇)份額(%)

美國3474253072.81268100979.62206152168.9中國3059282992.542938589.72630244492.9韓國1710152589.248544090.71225108588.6加拿大120785871.136427375.084358569.4英國112073465.531624176.380449361.3中國臺灣108799691.629827692.678972091.3日本86573985.438335191.648238880.5法國63642366.520114170.143528264.8德國63642667.024917168.738725565.9西班牙55442777.115212783.640230074.6意大利49339379.716713882.632625578.2印度44440290.5777090.936733290.5中國香港41526062.71269273.028916858.1伊朗36934493.2312580.633831994.4澳大利亞36024969.2916975.826918066.9希臘35728880.71159986.124218978.1新加坡33425175.1877889.724717370.0瑞典33322166.4795164.625417066.9芬蘭27919369.2665177.321314266.7馬來西亞19417891.81212100.018216691.2比利時17612872.7604778.31168169.8丹麥13910172.7554480.0845767.9

(3) 學術影響力中國4G/5G移動通信方向2005—2014年論文被引頻次占世界份額低于美國而居世界第二位，論文篇均被引頻次和相對引文影響均高于同期的日本，但均低于世界平均水平，更低于美、英、德、法四國。2005—2014年，中國4G/5G移動通信方向論文被引頻次的世界份額為12.3%(2萬余次)，遠低于美國(43.2%)而居世界第二位，加拿大(10%)與我國的份額相當，位居世界第三位，英國、韓國、德國分別居第四至第六位。與2005—2009年相比，2010—2014年中國4G/5G移動通信方向論文被引頻次的份額顯著增加，由5.5%上升到19.9%，取代加拿大排名世界第二位； 美國的份額有較大幅度下降(由50.6%下降到34.9%)，但仍穩居及時位，優勢明顯； 加拿大、英國、韓國的份額分別增加1.0、3.0和3.1個百分點，居世界第三至第五位，德國由第六位下降至第九位，法國由第11位上升至第六位，日本由第13位下降至第14位(圖313)。

圖3132005—2009年和2010—2014年4G/5G移動通信方向Top20國家/地區論文被引頻次占同期世界份額及排名變化(按2005—2014年論文總被引頻次遴選)

中國4G/5G移動通信方向論文的篇均被引頻次在2005—2014年、2005—2009年和2010—2014年均低于世界平均水平和美、英、德、法四國，且與四國差距較大。美國論文的篇均被引頻次居六國首位(表312)。

表3122005—2014年4G/5G移動通信方向六國論文的篇均被引頻次(單位： 次/篇)

2005—2014年2005—2009年2010—2014年

世界平均水平12.021.78.0中國7.512.76.7美國23.439.614.0日本5.87.24.7德國15.820.013.1法國13.616.212.3英國13.120.010.4

相對引文影響指標(RCI)主要反映論文影響力在世界的相對位置，中國4G/5G移動通信方向的論文相對引文影響呈上升態勢，但仍低于世界平均水平。與2005—2009年相比，2010—2014年中國該方向的RCI值有較大提升，高于日本，低于世界平均水平，更低于其他四個發達國家。同期，德國、法國和英國的RCI值由略低于世界平均水平上升到高于世界平均水平，日本的RCI值在世界平均水平之下，美國一直經驗豐富(圖314)。

圖3142005—2009年和2010—2014年4G/5G移動通信方向六國的論文數相對引文影響的變化

將論文數相對引文影響二維坐標圖劃分為四象限，只有美國2010—2014年位于及時象限，無論是RCI還是論文數在六國中均占據經驗豐富地位； 中國的RCI值高于同期的日本，2010—2014年的論文數增長至超過美國位居六國之首； 日本均位于第三象限，RCI和論文數均較低； 英國、法國、德國從第三象限移動到第二象限，相對引文影響的增長快于論文數的增長。(4) 高被引論文產出能力中國4G/5G移動通信方向Top1%高被引論文數占世界份額位于世界第二位。2005—2014年，中國4G/5G移動通信方向Top1%高被引論文數的世界份額為11.4%(18篇)，位居世界第二位。美國所占份額(54.4%)是中國的約5倍，排名世界及時位，具有經驗豐富優勢。與2005—2009年相比，2010—2014年，中國4G/5G移動通信方向Top1%高被引論文數的份額顯著增加(增加了12.8個百分點)，達到15%，排名從第11位躍升至第二位； 美國該方向Top1%高被引論文數所占份額有較大幅度下降(下降了10.9個百分點)，但仍占了一半的世界份額(51.3%)，穩居世界及時； 德國由第八位升至第四位，英國由第三位降至第七位，日本在2005—2009年沒有Top1%高被引論文，2010—2014年有3篇，位列第14位，法國在2005—2014年及2010—2014年與中國并列世界第二。(5) 相對科學創造力2005—2014年，4G/5G移動通信方向中國的相對科學創造力(RSC)除2012年外，其他時間均低于世界平均水平。美國的RSC歷年均高于世界平均水平，日本的RSC均在世界水平之下(圖315)。

圖3152005—2014年4G/5G移動通信方向六國相對科學創造力的年度變化

與2005—2009年相比，2010—2014年，中國4G/5G移動通信方向的RSC顯著增長，但高于日本，低于世界平均水平，更低于其他四國，美國的RSC經驗豐富，遠高于世界平均水平，美國的相對科學創造力有小幅下降，其他國家都呈上升趨勢，德國、法國、英國上升至高于世界平均水平(圖316)。

圖3162005—2009年和2010—2014年4G/5G移動通信方向六國的相對科學創造力比較

(6) 國際合作吸引力1) 中國在國際合作網絡中的位置4G/5G移動通信方向的國際合作范圍不斷擴大，國家間的合作強度不斷加強。中國在全球合作網絡中的吸引力顯著增強，2014年已進入國際合作網絡的核心區域。該方向2014年與2005年的國際合作網絡相比，網絡密度大幅度增加，表明參與國際合作的國家顯著增多，國際合作整體的活躍程度提高。2004年美國處于網絡核心區域，是其他國家最主要的合作對象，2014年，除美國外，中國、英國、加拿大、德國、法國、西班牙、日本、韓國、瑞典、沙特阿拉伯10個國家也進入國際合作網絡的核心區域。

除美國、日本的整體中心度略有下降外，幾乎所有國家在2014年的整體中心度指標值都高于2005年，中國的整體中心度由2005年的0.54上升到2014年的0.69，世界排名從第七位上升到第三位，表明中國在4G/5G移動通信方向的合作對象增多，在全球合作網絡中的吸引力加強。美國的整體中心度雖然下降了0.01，但仍位于世界及時位(表313)。

表3132005年和2014年4G/5G移動通信方向國際合作網絡中Top25國家/地區的整體中心度(Top25國家/地區按整體中心度遴選)

2005年2014年排名國家/地區整體中心度排名國家/地區整體中心度1美國0.751美國0.742德國0.602英國0.733日本0.593中國0.694法國0.584法國0.695加拿大0.565德國0.676英國0.566西班牙0.677中國0.547加拿大0.648澳大利亞0.528芬蘭0.639西班牙0.519瑞典0.6210芬蘭0.5110韓國0.61

11瑞士0.5011澳大利亞0.6012意大利0.4912沙特阿拉伯0.5813荷蘭0.4913新加坡0.5814韓國0.4814日本0.5815比利時0.4815希臘0.5816丹麥0.4816意大利0.5817中國香港0.4717中國香港0.5618挪威0.4718印度0.5619印度0.4519馬來西亞0.5420土耳其0.4520巴西0.5421希臘0.4421巴基斯坦0.5422葡萄牙0.4322伊朗0.5423智利0.4323挪威0.5424波蘭0.4324卡塔爾0.5425黎巴嫩0.4325葡萄牙0.53

在4G/5G移動通信方向，與中國合作論文的數量和論文被引頻次最多的國家均為美國。從合作論文數量看，2005—2014年，中國4G/5G移動通信方向的國際合作論文中有約四分之一是與美國合作的，其次是英國(13.2%)、加拿大(10.9%)。與2005—2009年相比，2010—2014年，中國該方向與美國合作的論文所占份額從22.2%上升至26.7%，英國則由8%上升至13.9%，增幅顯著。從合作論文被引頻次看，2005—2014年中國國際合作論文的總被引頻次中，與美國合作論文的被引頻次所占比例較大，2010—2014年與2005—2009年相比，與美國、英國合作論文的被引頻次份額有較大提升，與中國香港合作的被引頻次份額降幅較大(表314，表315)。

表3144G/5G移動通信方向與中國合作論文數排名前十的國家/地區

2005—2014年2005—2009年2010—2014年國家/地區論文數(篇)份額(%)國家/地區論文數(篇)份額(%)國家/地區論文數(篇)份額(%)美國37626.1美國3922.2美國33726.7英國19013.2中國香港3218.2英國17613.9加拿大15710.9加拿大1910.8加拿大13810.9中國香港1339.2英國148.0中國香港1018.0中國臺灣684.7日本116.3中國臺灣574.5新加坡594.1中國臺灣116.3新加坡554.4日本594.1韓國95.1澳大利亞514.0澳大利亞563.9瑞典63.4日本483.8韓國463.2德國63.4韓國372.9瑞典372.6澳大利亞52.8瑞典312.5

法國52.8

表3154G/5G移動通信方向與中國合作論文被引頻次排名前十的國家/地區

2005—2014年2005—2009年2010—2014年國家/地區被引頻次(次)份額(%)國家/地區被引頻次(次)份額(%)國家/地區被引頻次(次)份額(%)美國565032.5美國104828.8美國460233.5英國206211.9中國香港73320.1英國172612.6加拿大179310.3加拿大36610.0加拿大142710.4中國香港173510.0英國3369.2中國香港10027.3中國臺灣9345.4韓國2857.8中國臺灣6845.0新加坡6643.8澳大利亞2617.2新加坡5353.9澳大利亞5573.2中國臺灣2506.9法國4403.2韓國4722.7新加坡1293.5瑞典3742.7法國4572.6瑞典802.2挪威3152.3瑞典4542.6德國461.3澳大利亞2962.2

2) 中國自主研究與國際合作研究中國4G/5G移動通信方向的科學論文產出約60%來自自主研究，而美國、英國、法國、德國的自主研究論文比例在40%~50%左右。2005—2014年，中國4G/5G移動通信方向共計3059篇，其中自主研究論文的份額為625%，高于美國(532%)，低于韓國(734%)和日本(721%)，英國、德國、法國的自主研究論文份額均不到50%。2010—2014年與2005—2009年相比，中國4G/5G移動通信方向的自主研究論文份額略有下降。主要國家在4G/5G移動通信方向的國際合作研究均呈增強的發展態勢。中國在4G/5G移動通信方向的國際合作論文數占中國該方向論文總數的份額由2005—2009年的336%上升到2010—2014年的382%，同期，美國的這一份額從360%上升至530%，英國從440%上升至662%，日本從193上升至346%。在4G/5G移動通信方向，主要國家開展國際合作有助于提升其科學論文的影響力，但美國自主研究論文的影響力高于國際合作研究論文。2005—2014年，中國在4G/5G移動通信方向國際合作論文的篇均被引頻次(11.7次/篇)是自主研究論文篇均被引頻次(5.0次/篇)的2倍多，表明中國在該方向的國際合作論文比自主研究論文獲得了更多的引用，具有更高的影響力。德國、日本、英國、法國也呈現類似特征，但美國除外，其國際合作論文篇均被引頻次(19.4次/篇)低于其自主研究論文篇均被引頻次(26.9次/篇)(表316)。

表3164G/5G移動通信方向六國自主研究、國際合作論文的篇均被引頻次(單位： 次/篇)

國家2005—2014年2005—2009年2010—2014年全部論文自主研究國際合作全部論文自主研究國際合作全部論文自主研究國際合作中國7.55.011.712.79.419.26.74.210.7美國23.426.919.439.643.532.814.013.814.2日本5.84.49.37.25.514.14.73.47.2德國15.813.018.020.015.924.013.110.514.8法國13.67.717.816.211.820.312.35.416.8英國13.111.114.420.015.326.010.48.411.4

3) 中國在國際合作中起主導作用的研究以中國為主導的國際合作網絡情況如下： 2005—2009年，4G/5G移動通信方向中國作為及時作者或通訊作者國家進行國際合作的研究中，與美國合作最多，2010—2014年較2005—2009年，參與中國主導合作研究的國家數量明顯增多，合作論文數在3篇(含)至10篇之間的國家數量由11個增加到27個，合作論文數大于等于100篇的國家數量由0個增加到3個，說明該方向參與以中國主導的國際合作研究的國家越來越多，中國在國際合作中的吸引力增強。以中國為主導的國際合作研究的主題分布情況如下： 以4G/5G移動通信方向中美合作論文為對象進行主題分析，從中國作為及時作者/通訊作者與美國合作論文的共詞網絡和共被引網絡可以看出： 2010—2014年研究主題主要集中在認知無線電、大規模輸入輸出、無線網絡(無線傳輸、蜂窩網絡、無線傳感器網絡)方面。美國作為及時作者/通訊作者與中國的合作論文中，2010—2014年研究主題主要集中在認知無線電、綠色通信、安全分析、不確定頻譜供應等方面。

2. 技術創新力評估(1) 技術生產力的總體發展態勢1) 世界發明專利授權量及主題分布2005—2009年，4G/5G移動通信方向授權的發明專利數穩步增長，自2010年開始，增長勢頭迅猛，2014年專利數升至6437件，是2005年(262件)的25倍左右，十年專利總數約為2.2萬件； 世界每千萬人口專利數從2005年的0.40件/千萬人增長至2014年的8.87件/千萬人(圖317)。

圖3172005—2014年4G/5G移動通信方向世界專利數變化趨勢

對5G發明專利技術類別與主題分布情況分析發現，排名前十的德溫特手工代碼反映的技術類別全部分布在電話和數據傳輸系統(W01)、計算機(T01)方面，其中手持移動電話(W01C01D3C)的專利最多，共916件，其次是無線連接(W01A06C4)，有736件專利，排名第三的是軟件產品(T01S03)，有724件專利，此外電話和數據傳輸系統方面專利技術主題還涉及包傳輸(W01A03B)、蜂窩移動無線電話系統(W01B05A1A)、存儲和轉發交換(W01A06G2)、第三代或類似移動電話系統的無線系統或設備細節(W02C03C1G)、全雙工(W01A03D5)等； 計算機方面關注廣播/電視信號輸入(T01C03C)、計算機路由(T01N02A3)。2) 中國技術生產力的國際地位2005—2014年，4G/5G移動通信方向的發明專利授權量中美國(按全發明人統計)貢獻了一半多(54.9%)，占經驗豐富地位，其次是韓國(11.1%)、日本(9.6%)； 中國的份額為3%，排名第九位。與2005—2009年相比，2010—2014年，美國、日本、韓國均保持在世界前三的位置，日本取代韓國位居世界第二位，韓國下降至第三位； 中國的專利份額從0.7%上升到3.3%，排名由第15位上升至第八位，增幅顯著(表317)。

表3174G/5G移動通信方向Top20國家/地區的全發明人專利數、世界份額及排名(按2005—2014年全發明人專利數遴選)

國家/地區2005—2014年2005—2009年2010—2014年專利數(件)世界份額(%)世界排名專利數(件)世界份額(%)世界排名專利數(件)世界份額(%)世界排名份額變化(%)排名變化

世界22465——2813——19652————美國1232654.91154554.911078154.910.00韓國248311.122398.53224411.422.91日本21639.6335012.4218139.23-3.2-1加拿大10774.841103.9