三、 信息技术领域创新力定量评估(一) 第四/五代移动通信技术(4G/5G)4G是第四代移动通信系统的简称，主流标准LTEAdvanced包括TDDLTE和FDDLET两种制式，核心支持技术包括OFDM、MIMO、软件无线电、智能天线等。5G是面向2020年及未来的第五代移动通信系统，国际电信联盟(ITU)将5G正式命名为“IMT2020”(4G被命名为“IMTAdvanced”)。5G可以由“标志性能力指标”和“一组关键技术”共同定义，而标志性能力指标为“Gbps用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。5G相较于4G而言，在峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、延时、连接密度、网络能量效率、区域交通能力8个技能指标上有明显提升。5G可以不考虑与4G框架的兼容，面向新场景和新频段进行全新设计，也可以在4G的基础上引入增强型新技术，实现现有系统性能的提升，使信息突破时空的限制，其应用范围将从目前的人与人通信拓展至人机物协同通信、超密集连接物联网、车联网以及新型工业信息化等更为广泛的领域。5G移动通信系统的主要发展目标将是为移动互联网的快速发展提供无所不在的基础性业务能力，满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。相对于已有的移动通信技术，5G移动通信更加注重用户的需求，并力求为用户带来全新的体验。随着4G/LTE进入规模商用，以及移动互联网和物联网的快速发展，全球产业界已将研发重点转向5G。根据ITU的5G发展时间表，2017年底将完成5G的候选技术征集，并制定评估准则和方法，到2020年时完成IMT2020的标准化工作。5G是下一代移动产业的创新前沿领域，将推动互联网的未来革命进程，实现人与人、人与物和物与物的智能互联。以下简称4G/5G移动通信方向。1. 科学创新力评估

(1) 科学生产力的总体发展态势1) 世界论文产出规模及发展速度2005—2014年，4G/5G移动通信方向论文数以20%的年均增长率快速增长，十年论文总量达1.5万余篇，2014年论文数约是2005年论文数的5倍； 世界每千万人口论文数从2005年的0.89篇/千万人上升至2014年的4.14篇/千万人(图311)。

图3112005—2014年4G/5G移动通信方向世界论文数变化趋势

2) 中国科学生产力的国际地位2005—2014年中国4G/5G移动通信方向的论文数占世界份额为19.5%，低于排名及时的美国(22.2%)约3个百分点而位居世界第二位，是排名第三的韩国(10.9%)的近2倍。中国4G/5G移动通信方向论文数占同期世界份额在2010—2014年(23.7％)比2005—2009年(9.4%)增加了14.3个百分点，在Top20国中升幅较大，排名由世界第三位上升到及时位，美国的份额由27.7%下降至19.9%，排名由及时位降至第二位，韩国由第二位降至第三位，加拿大、英国、中国台湾均上升一位，分别排名第四位至第六位(图312)。

图3122005—2009年和2010—2014年4G/5G移动通信方向Top20国家/地区论文数占同期世界份额及排名变化(按2005—2014年论文总数遴选)

从每千万人口的论文数量来看，中国每千万人口论文量从2005年的0.39篇/千万人增加到2014年的6.23篇/千万人(高于世界平均水平4.14篇/千万人)，但是排名从世界第36位下降到第43位，与美国(17.47篇/千万人)差距明显，中国香港在2005年为22.02篇/千万人，排名世界及时，2014年翻了5倍达106.33篇/千万人，位居世界第四位。(2) 科学产出主导能力对各国及时作者或通讯作者的论文进行分析可反映一个国家起主导作用的研究。4G/5G移动通信方向中国比科技发达国家更加依赖以本国为主导的研究。2005—2014年中国在4G/5G移动通信方向及时作者或通讯作者的论文数占中国该方向论文总数的92.5%，高于美国(72.8%)、英国(65.5%)、日本(85.4%)、法国(66.5%)、德国(67%)。与2005—2009年相比，2010—2014年，中国该方向及时作者或通讯作者的论文数占该方向论文总数的比重略有上升，而美国、英国、德国、法国、日本等发达国家这一比重略有下降(表311)。

表3114G/5G移动通信方向Top20国家/地区的及时作者或通讯作者论文数及本国份额(按2005—2014年论文总数遴选)

国家/地区2005—2014年论文数(篇)及时作者或通讯作者论文数(篇)份额(%)2005—2009年论文数(篇)及时作者或通讯作者论文数(篇)份额(%)2010—2014年论文数(篇)及时作者或通讯作者论文数(篇)份额(%)

美国3474253072.81268100979.62206152168.9中国3059282992.542938589.72630244492.9韩国1710152589.248544090.71225108588.6加拿大120785871.136427375.084358569.4英国112073465.531624176.380449361.3中国台湾108799691.629827692.678972091.3日本86573985.438335191.648238880.5法国63642366.520114170.143528264.8德国63642667.024917168.738725565.9西班牙55442777.115212783.640230074.6意大利49339379.716713882.632625578.2印度44440290.5777090.936733290.5中国香港41526062.71269273.028916858.1伊朗36934493.2312580.633831994.4澳大利亚36024969.2916975.826918066.9希腊35728880.71159986.124218978.1新加坡33425175.1877889.724717370.0瑞典33322166.4795164.625417066.9芬兰27919369.2665177.321314266.7马来西亚19417891.81212100.018216691.2比利时17612872.7604778.31168169.8丹麦13910172.7554480.0845767.9

(3) 学术影响力中国4G/5G移动通信方向2005—2014年论文被引频次占世界份额低于美国而居世界第二位，论文篇均被引频次和相对引文影响均高于同期的日本，但均低于世界平均水平，更低于美、英、德、法四国。2005—2014年，中国4G/5G移动通信方向论文被引频次的世界份额为12.3%(2万余次)，远低于美国(43.2%)而居世界第二位，加拿大(10%)与我国的份额相当，位居世界第三位，英国、韩国、德国分别居第四至第六位。与2005—2009年相比，2010—2014年中国4G/5G移动通信方向论文被引频次的份额显著增加，由5.5%上升到19.9%，取代加拿大排名世界第二位； 美国的份额有较大幅度下降(由50.6%下降到34.9%)，但仍稳居及时位，优势明显； 加拿大、英国、韩国的份额分别增加1.0、3.0和3.1个百分点，居世界第三至第五位，德国由第六位下降至第九位，法国由第11位上升至第六位，日本由第13位下降至第14位(图313)。

图3132005—2009年和2010—2014年4G/5G移动通信方向Top20国家/地区论文被引频次占同期世界份额及排名变化(按2005—2014年论文总被引频次遴选)

中国4G/5G移动通信方向论文的篇均被引频次在2005—2014年、2005—2009年和2010—2014年均低于世界平均水平和美、英、德、法四国，且与四国差距较大。美国论文的篇均被引频次居六国首位(表312)。

表3122005—2014年4G/5G移动通信方向六国论文的篇均被引频次(单位： 次/篇)

2005—2014年2005—2009年2010—2014年

世界平均水平12.021.78.0中国7.512.76.7美国23.439.614.0日本5.87.24.7德国15.820.013.1法国13.616.212.3英国13.120.010.4

相对引文影响指标(RCI)主要反映论文影响力在世界的相对位置，中国4G/5G移动通信方向的论文相对引文影响呈上升态势，但仍低于世界平均水平。与2005—2009年相比，2010—2014年中国该方向的RCI值有较大提升，高于日本，低于世界平均水平，更低于其他四个发达国家。同期，德国、法国和英国的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，美国一直经验丰富(图314)。

图3142005—2009年和2010—2014年4G/5G移动通信方向六国的论文数相对引文影响的变化

将论文数相对引文影响二维坐标图划分为四象限，只有美国2010—2014年位于及时象限，无论是RCI还是论文数在六国中均占据经验丰富地位； 中国的RCI值高于同期的日本，2010—2014年的论文数增长至超过美国位居六国之首； 日本均位于第三象限，RCI和论文数均较低； 英国、法国、德国从第三象限移动到第二象限，相对引文影响的增长快于论文数的增长。(4) 高被引论文产出能力中国4G/5G移动通信方向Top1%高被引论文数占世界份额位于世界第二位。2005—2014年，中国4G/5G移动通信方向Top1%高被引论文数的世界份额为11.4%(18篇)，位居世界第二位。美国所占份额(54.4%)是中国的约5倍，排名世界及时位，具有经验丰富优势。与2005—2009年相比，2010—2014年，中国4G/5G移动通信方向Top1%高被引论文数的份额显著增加(增加了12.8个百分点)，达到15%，排名从第11位跃升至第二位； 美国该方向Top1%高被引论文数所占份额有较大幅度下降(下降了10.9个百分点)，但仍占了一半的世界份额(51.3%)，稳居世界及时； 德国由第八位升至第四位，英国由第三位降至第七位，日本在2005—2009年没有Top1%高被引论文，2010—2014年有3篇，位列第14位，法国在2005—2014年及2010—2014年与中国并列世界第二。(5) 相对科学创造力2005—2014年，4G/5G移动通信方向中国的相对科学创造力(RSC)除2012年外，其他时间均低于世界平均水平。美国的RSC历年均高于世界平均水平，日本的RSC均在世界水平之下(图315)。

图3152005—2014年4G/5G移动通信方向六国相对科学创造力的年度变化

与2005—2009年相比，2010—2014年，中国4G/5G移动通信方向的RSC显著增长，但高于日本，低于世界平均水平，更低于其他四国，美国的RSC经验丰富，远高于世界平均水平，美国的相对科学创造力有小幅下降，其他国家都呈上升趋势，德国、法国、英国上升至高于世界平均水平(图316)。

图3162005—2009年和2010—2014年4G/5G移动通信方向六国的相对科学创造力比较

(6) 国际合作吸引力1) 中国在国际合作网络中的位置4G/5G移动通信方向的国际合作范围不断扩大，国家间的合作强度不断加强。中国在全球合作网络中的吸引力显著增强，2014年已进入国际合作网络的核心区域。该方向2014年与2005年的国际合作网络相比，网络密度大幅度增加，表明参与国际合作的国家显著增多，国际合作整体的活跃程度提高。2004年美国处于网络核心区域，是其他国家最主要的合作对象，2014年，除美国外，中国、英国、加拿大、德国、法国、西班牙、日本、韩国、瑞典、沙特阿拉伯10个国家也进入国际合作网络的核心区域。

除美国、日本的整体中心度略有下降外，几乎所有国家在2014年的整体中心度指标值都高于2005年，中国的整体中心度由2005年的0.54上升到2014年的0.69，世界排名从第七位上升到第三位，表明中国在4G/5G移动通信方向的合作对象增多，在全球合作网络中的吸引力加强。美国的整体中心度虽然下降了0.01，但仍位于世界及时位(表313)。

表3132005年和2014年4G/5G移动通信方向国际合作网络中Top25国家/地区的整体中心度(Top25国家/地区按整体中心度遴选)

2005年2014年排名国家/地区整体中心度排名国家/地区整体中心度1美国0.751美国0.742德国0.602英国0.733日本0.593中国0.694法国0.584法国0.695加拿大0.565德国0.676英国0.566西班牙0.677中国0.547加拿大0.648澳大利亚0.528芬兰0.639西班牙0.519瑞典0.6210芬兰0.5110韩国0.61

11瑞士0.5011澳大利亚0.6012意大利0.4912沙特阿拉伯0.5813荷兰0.4913新加坡0.5814韩国0.4814日本0.5815比利时0.4815希腊0.5816丹麦0.4816意大利0.5817中国香港0.4717中国香港0.5618挪威0.4718印度0.5619印度0.4519马来西亚0.5420土耳其0.4520巴西0.5421希腊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波兰0.4324卡塔尔0.5425黎巴嫩0.4325葡萄牙0.53

在4G/5G移动通信方向，与中国合作论文的数量和论文被引频次最多的国家均为美国。从合作论文数量看，2005—2014年，中国4G/5G移动通信方向的国际合作论文中有约四分之一是与美国合作的，其次是英国(13.2%)、加拿大(10.9%)。与2005—2009年相比，2010—2014年，中国该方向与美国合作的论文所占份额从22.2%上升至26.7%，英国则由8%上升至13.9%，增幅显著。从合作论文被引频次看，2005—2014年中国国际合作论文的总被引频次中，与美国合作论文的被引频次所占比例较大，2010—2014年与2005—2009年相比，与美国、英国合作论文的被引频次份额有较大提升，与中国香港合作的被引频次份额降幅较大(表314，表315)。

表3144G/5G移动通信方向与中国合作论文数排名前十的国家/地区

2005—2014年2005—2009年2010—2014年国家/地区论文数(篇)份额(%)国家/地区论文数(篇)份额(%)国家/地区论文数(篇)份额(%)美国37626.1美国3922.2美国33726.7英国19013.2中国香港3218.2英国17613.9加拿大15710.9加拿大1910.8加拿大13810.9中国香港1339.2英国148.0中国香港1018.0中国台湾684.7日本116.3中国台湾574.5新加坡594.1中国台湾116.3新加坡554.4日本594.1韩国95.1澳大利亚514.0澳大利亚563.9瑞典63.4日本483.8韩国463.2德国63.4韩国372.9瑞典372.6澳大利亚52.8瑞典312.5

法国52.8

表3154G/5G移动通信方向与中国合作论文被引频次排名前十的国家/地区

2005—2014年2005—2009年2010—2014年国家/地区被引频次(次)份额(%)国家/地区被引频次(次)份额(%)国家/地区被引频次(次)份额(%)美国565032.5美国104828.8美国460233.5英国206211.9中国香港73320.1英国172612.6加拿大179310.3加拿大36610.0加拿大142710.4中国香港173510.0英国3369.2中国香港10027.3中国台湾9345.4韩国2857.8中国台湾6845.0新加坡6643.8澳大利亚2617.2新加坡5353.9澳大利亚5573.2中国台湾2506.9法国4403.2韩国4722.7新加坡1293.5瑞典3742.7法国4572.6瑞典802.2挪威3152.3瑞典4542.6德国461.3澳大利亚2962.2

2) 中国自主研究与国际合作研究中国4G/5G移动通信方向的科学论文产出约60%来自自主研究，而美国、英国、法国、德国的自主研究论文比例在40%~50%左右。2005—2014年，中国4G/5G移动通信方向共计3059篇，其中自主研究论文的份额为625%，高于美国(532%)，低于韩国(734%)和日本(721%)，英国、德国、法国的自主研究论文份额均不到50%。2010—2014年与2005—2009年相比，中国4G/5G移动通信方向的自主研究论文份额略有下降。主要国家在4G/5G移动通信方向的国际合作研究均呈增强的发展态势。中国在4G/5G移动通信方向的国际合作论文数占中国该方向论文总数的份额由2005—2009年的336%上升到2010—2014年的382%，同期，美国的这一份额从360%上升至530%，英国从440%上升至662%，日本从193上升至346%。在4G/5G移动通信方向，主要国家开展国际合作有助于提升其科学论文的影响力，但美国自主研究论文的影响力高于国际合作研究论文。2005—2014年，中国在4G/5G移动通信方向国际合作论文的篇均被引频次(11.7次/篇)是自主研究论文篇均被引频次(5.0次/篇)的2倍多，表明中国在该方向的国际合作论文比自主研究论文获得了更多的引用，具有更高的影响力。德国、日本、英国、法国也呈现类似特征，但美国除外，其国际合作论文篇均被引频次(19.4次/篇)低于其自主研究论文篇均被引频次(26.9次/篇)(表316)。

表3164G/5G移动通信方向六国自主研究、国际合作论文的篇均被引频次(单位： 次/篇)

国家2005—2014年2005—2009年2010—2014年全部论文自主研究国际合作全部论文自主研究国际合作全部论文自主研究国际合作中国7.55.011.712.79.419.26.74.210.7美国23.426.919.439.643.532.814.013.814.2日本5.84.49.37.25.514.14.73.47.2德国15.813.018.020.015.924.013.110.514.8法国13.67.717.816.211.820.312.35.416.8英国13.111.114.420.015.326.010.48.411.4

3) 中国在国际合作中起主导作用的研究以中国为主导的国际合作网络情况如下： 2005—2009年，4G/5G移动通信方向中国作为及时作者或通讯作者国家进行国际合作的研究中，与美国合作最多，2010—2014年较2005—2009年，参与中国主导合作研究的国家数量明显增多，合作论文数在3篇(含)至10篇之间的国家数量由11个增加到27个，合作论文数大于等于100篇的国家数量由0个增加到3个，说明该方向参与以中国主导的国际合作研究的国家越来越多，中国在国际合作中的吸引力增强。以中国为主导的国际合作研究的主题分布情况如下： 以4G/5G移动通信方向中美合作论文为对象进行主题分析，从中国作为及时作者/通讯作者与美国合作论文的共词网络和共被引网络可以看出： 2010—2014年研究主题主要集中在认知无线电、大规模输入输出、无线网络(无线传输、蜂窝网络、无线传感器网络)方面。美国作为及时作者/通讯作者与中国的合作论文中，2010—2014年研究主题主要集中在认知无线电、绿色通信、安全分析、不确定频谱供应等方面。

2. 技术创新力评估(1) 技术生产力的总体发展态势1) 世界发明专利授权量及主题分布2005—2009年，4G/5G移动通信方向授权的发明专利数稳步增长，自2010年开始，增长势头迅猛，2014年专利数升至6437件，是2005年(262件)的25倍左右，十年专利总数约为2.2万件； 世界每千万人口专利数从2005年的0.40件/千万人增长至2014年的8.87件/千万人(图317)。

图3172005—2014年4G/5G移动通信方向世界专利数变化趋势

对5G发明专利技术类别与主题分布情况分析发现，排名前十的德温特手工代码反映的技术类别全部分布在电话和数据传输系统(W01)、计算机(T01)方面，其中手持移动电话(W01C01D3C)的专利最多，共916件，其次是无线连接(W01A06C4)，有736件专利，排名第三的是软件产品(T01S03)，有724件专利，此外电话和数据传输系统方面专利技术主题还涉及包传输(W01A03B)、蜂窝移动无线电话系统(W01B05A1A)、存储和转发交换(W01A06G2)、第三代或类似移动电话系统的无线系统或设备细节(W02C03C1G)、全双工(W01A03D5)等； 计算机方面关注广播/电视信号输入(T01C03C)、计算机路由(T01N02A3)。2) 中国技术生产力的国际地位2005—2014年，4G/5G移动通信方向的发明专利授权量中美国(按全发明人统计)贡献了一半多(54.9%)，占经验丰富地位，其次是韩国(11.1%)、日本(9.6%)； 中国的份额为3%，排名第九位。与2005—2009年相比，2010—2014年，美国、日本、韩国均保持在世界前三的位置，日本取代韩国位居世界第二位，韩国下降至第三位； 中国的专利份额从0.7%上升到3.3%，排名由第15位上升至第八位，增幅显著(表317)。

表3174G/5G移动通信方向Top20国家/地区的全发明人专利数、世界份额及排名(按2005—2014年全发明人专利数遴选)

国家/地区2005—2014年2005—2009年2010—2014年专利数(件)世界份额(%)世界排名专利数(件)世界份额(%)世界排名专利数(件)世界份额(%)世界排名份额变化(%)排名变化

世界22465——2813——19652————美国1232654.91154554.911078154.910.00韩国248311.122398.53224411.422.91日本21639.6335012.4218139.23-3.2-1加拿大10774.841103.9