全球5G 發展綜述

武文星，劉瑞婷

（國家無線電監測中心檢測中心，北京 100041）

5G 作為下一代移動通信技術，具備高帶寬、低延時、大連接特性，將與人工智能、工業互聯網、物聯網深度融合，拉動網絡信息基礎設施建設的投資需求，促進傳統各行各業的數字化、網絡化和智能化轉型升級，已經成為全球范圍的關注重點和競爭焦點。

全球主要大國都大力推動5G 競賽，將5G 上升到國家戰略高度，從頻譜、標準、產業鏈等多個環境大力推動5G 的發展，5G產業鏈也基本成熟，5G 商用浪潮即將掀起。

1 頻譜進展

根據全球移動設備供應商協會（GSA）2019年2月發布的報告顯示，全球已經有21個國家/地區發布了5G 頻譜拍賣或5G 商用牌照發放計劃。涉及頻段主要包括3.5GHz、4.9GHz 附近的中頻段以及26GHz、28GHz 附近的高頻段的5G 頻譜。其美國、日韓、歐洲、中國等主要國家和地區都發布了其5G 頻譜規劃。

1.1 國外頻譜工作開展情況

1.1.1 美國

美國頻譜戰略關注5G 高頻、中頻、低頻三大頻段范圍。FCC 規劃了豐富的高頻資源，重視中頻的共享，積極釋放低頻資源。在高頻段方面，美國于2016年7月和2017年11月份兩次發布了5G 頻率計劃，共計12.55GHz 授權頻率用于5G（包括24.25-24.45GHz、24.75-25.25GHz、47.2-48.2GHz、27.5-28.35GHz、37-40GHz、64-71GHz 等頻段）。2018 年11 月美國啟動了28GHz 的5G 頻譜拍賣，并于2019年1月完成了首輪拍賣。預計美國很快將開始24GHz 的頻譜拍賣，隨后將在2019年下半年完成其余毫米波頻段拍賣。在中頻段方面，美國3550-3700MHz 頻段的使用與全球大部分國家有區別，目前主要應用于軍用雷達。為促進中頻頻譜共享，美國于2018年7月公開征求意見，推動將3.7-4.2GHz 頻段通過靈活使用的方式支持5G 系統與現有其他業務共享，并提出了該頻段5G 與其他系統協調發展的相關建議措施。目前AT&T 已經正式向FCC 提出在3.5GHz 頻段進行5G 設備測試的特殊臨時權限。此外，美國運營商Sprint 還擁有可用于5G 建設的2.5GHz 頻段的中頻資源。在低頻方面，美國積極釋放低頻資源。2017 年4 月，美國FCC 完成600MHz 頻譜拍賣，釋放出2×35MHz 帶寬頻段，其中T-Mobile 獲得約30.8MHz 帶寬的600M 頻段，Dish 獲得約17.8MHz 帶寬。目前T-Mobile 正計劃用600MHz 來部署5G。若T-Mobile 與Sprint 完成合并，則其600MHz 可進行全國性的5G 覆蓋，2.5GHz 可進行熱點地區的容量覆蓋。

1.1.2 韓國

韓國政府早在2016年對低頻700M 頻譜資源進行了拍賣，但由于頻譜價格太昂貴，三大運營商均未參與拍賣。在中頻和高頻，韓國于2018年6月在3.5GHz 和28GHz 頻段分別完成了280MHz和2400MHz 頻率資源的拍賣。但目前韓國三大運營商5G 的商用均是基于3.5GHz，同時也都積極開展28GHz 的5G 試驗。

1.1.3 日本

日本的5G 頻譜規劃主要聚焦在3600-3800MHz、4400-4900MHz 和27.5-29.5GHz 頻段。

日 本 計 劃2019 年3 月 分 配3.6-4.2GHz 和4.4-4.9GHz 和27-29.5GHz 頻段的5G 頻率，并計劃2020年前在43.5GHz 以下毫米波頻段為5G 爭取更多頻譜。

1.1.4 歐盟

歐洲發布統一的5G 頻譜戰略，全面提供低中高頻資源。2016 年11 月和2018 年1 月，歐盟發布了兩次統一的頻譜觀點，計劃為5G 全面爭取700MHz、3400-3800MHz 和24.25-27.5GHz等頻段資源，并明確指出3400-3800MHz 是2020年前歐洲5G 系統的主要頻段。

1.2 國內頻譜工作開展情況

中國三大運營商于2018年12月初獲得了工信部頒發的全國范圍5G 中低頻試驗頻率使用許可。中國聯通和中國電信均獲3.5GHz 各100MHz 帶寬的頻段，中國移動獲2.6GHz（160MHz帶寬）和4.9GHz（100MHz 帶寬）頻段。廣電網絡宣布已獲得工信部同意將參與5G 網絡建設，目前正在積極申請移動通信資質和5G 試驗牌照，有望獲得60M 的4.9GHz 頻段的5G 牌照，但其部分700MHz 頻段可能交回由工信部重新分配。在毫米波頻段，工信部2019年將適時發布5G 系統部分毫米波頻段頻率使用規劃。

1.3 5G 標準進展

5G 標準工作主要集中在3GPPR15和R16，包括無線接入網及核心網。其目前基于3GPPR15的5G 標準已經凍結，最新版本已具備商用條件。3GPP 根據各國運營商不同網絡部署需求及完成時間，將R15的5G 標準分為三個版本，其中，Earlydrop（早期版本），即5GNSA（非獨立部署）標準，主要基于Option3組網方案，2017年12月凍結；Maindrop（主要版本），即5GSA（獨立部署）標準，主要基于Option2組網方案，2018年6月凍結；Latedrop（晚期版本），包含其他優先級較低的混合架構的組網方案，主要基于Option4、Option7等組網方案，將推遲到2019年3月凍結。

3GPP5G標準進程

其中，5GNSA 和SA 標準是主流運營商的關注重點。雖然其標準版本凍結時間較早，但仍遺留不少重要技術問題亟待解決和完善，其根據業內共識，2018年12月最新發布的5G（NSA 及SA）標準版本，才能夠滿足5G 產業正式商用的基本條件。另外，由于Latedrop 版本不符合國際主流運營商及中國運營商的5G 部署需求，該版本的延期不會影響早期全球5G 商用進程。

2 5G 產業進展

5G 產業進展主要從全球主要地區主要運營商5G 部署情況、5G 主流芯片及終端、5G 網絡產品及5G 創新業務發展等方面分析和闡述5G 產業進展情況。

2.1 運營商部署進展及計劃

2019年是全球5G 運營商競爭部署的關鍵一年。截止到2019年2月，已有21個國家完成了5G 專用頻譜拍賣，12個運營商宣布5G 正式商用，其中商用規模較大的有美國的Verizon、AT&T以及韓國的SKT、KT 及LGU+。

美國運營商Verizon 早在2018 年10 月就基于其自研標準（V5G），在28GHz 毫米波頻段部署5GFWA 固定無線接入的服務——“5GHome”，目前已在4 個城市開通服務，后期計劃將FWA 服務升級為3GPP5G 國際標準。目前，Verizon 是美國第四大寬帶服務商，市場占比為6%。Verizon 期望通過FWA 的快速部署，在短時間內在美國3，000萬家庭潛在市場形成先發優勢，搶跑5G 時代的固定寬帶市場。美國運營商AT&T 于2018 年12月宣布在美國12個城市正式商用5G 移動服務，采用3GPP 標準，目前主要提供基于5G 的移動熱點服務。此外，AT&T 計劃2019年底開始提供基于LTE 的FWA，后續將升級到5GFWA 服務。

韓國三大運營商在2018年12月推出5G 商用服務，計劃初期以3.5GHz 為主實現5G 全國性或主要城市覆蓋，后續使用28GHz用于熱點和主要道路覆蓋，主要面向企業用戶提供固定及移動無線接入服務。韓國三家運營商均采用NSA 和SA 共存的網絡架構，初期為NSA 架構，后期向SA 架構演進。終端方面，目前韓國市場的5G 終端產品為華為的5GCPE 和三星的5G 移動熱點設備，計劃在2019年3月推出首款三星的5G 商用手機。

中國三大運營商均計劃2019年實現5G 預商用，2020年進行大規模商用。中國聯通在全國17個城市開展5G 規模試點，同時做好產業布局，聚焦重點生態。中國移動全面推動5G 試驗及建設，并在車聯網、智能電網、智能制造等垂直行業積極布局，打造5G 多樣化生態系統。中國電信的5G 網絡方案優先選擇SA 部署，堅持多網協同、分階段演進和技術經濟性原則，打造5G 智能生態，從標準、網絡、應用、終端四個方面，全面推動5G 發展。

2.2 5G 芯片及終端

5G 商用初期，預期5G 消費類終端將以仍以智能手機為主。首發5G 手機將為各品牌的旗艦機型，價格高、功能全。多種形態的消費類新型終端雖然出貨量小，但增長速度快，將是5G 重要的終端類型，如上網本、移動路由器、AR/VR 設備等。基于5G 的行業終端也將成為未來5G 終端產業的重要部分，如行業CPE，無人機，車載終端等，但需要根據使用場景和產品形成定制化方案。中國作為5G 發展的第一梯隊，既擁有首發5G 運營商的領先優勢，又存在著開拓5G 市場及業務的風險。據賽迪預測，到2021年，市場上5G 手機銷售占比將達到10%。

芯片是推動5G 終端發展的關鍵因素。高通在5G 手機芯片平臺方面仍然領先，已在2019年率先推出僅支持NSA 的芯片產品，成為首批5G 智能手機產品的第一選擇。目前，計劃采用高通X50平臺實現5G 智能手機首發的國內終端廠家有OPPO、vivo、小米、中興、Oneplus（1 加）、聯想等，國外終端廠家有三星、HTC、LG 等。預期在2019 年上半年，將有5G 手機陸續發布，但在國內市場，將以友好體驗為主，不具備向普通消費者正式商用的條件。到2019年底，主流芯片廠家才會陸續推出面向商用手機的5G 系統級（SoC）芯片平臺，預計到2020年，5G 終端將開始真正被消費者廣泛使用。

2.3 設備產業發展趨勢

主設備商四足鼎立（華為、愛立信、中興和諾基亞），中國廠商崛起。網絡設備是移動通信系統的核心環節，主要包括無線、傳輸、核心網及業務承載支撐等系統設備，占5G 總投資近40%?？v觀從1G 到4G 的競爭格局，主設備產業一直都是國家之間競爭水平和綜合實力對比的體現。我國主設備商華為和中興憑借4G時代技術標準和產品研發的經驗累積，已成為全球前四大設備商。預計在5G 時期，這一格局仍將保持。根據中國IMT-20205G 推進組近期完成的第三階段測試結果，目前5G 基站和核心網設備已經能夠支持非獨立NSA 和獨立SA 組網模式，主要功能符合預期，這標志著5G 主設備已具備預商用條件。

上游芯片制造業主要由美國企業把控，中國芯片制造有望突破。在全球化趨勢下，主設備商產品設計和材料采購中，往往會選擇采用部分其他國家更優質的器件或技術，以實現最大的經濟效益。上游產業芯片制造則主要由美國企業把控。華為和中興主設備基帶芯片、射頻芯片、關鍵元器件仍對美國高通、Avago、TI 等有較高的依賴程度。隨著我國對芯片制造重視程度的不斷提高，我國芯片產業正不斷加大對芯片研發的投資力度，以減少對美國芯片產品的依賴度。近期，華為已經發布全球首款5G 基站芯片“天罡”，實現我國5G 基站芯片研發的重要突破。2.45G 應用創新發展趨勢

目前5G 三大應用場景中，eMBB（增強移動寬帶）業務成熟度最高，預計在2020年5G 第一階段部署時率先商用；uRLLC（超高可靠低時延）的標準尚在制定中，預計2022年將具備商用條件。從保護現有物聯網建設投資的角度出發，5GmMTC（海量機器通信）技術將是現有NB-IoT/eMTC 技術的升級及演進。短期內物聯網發展將仍以現有技術為主。

5G 部署前期，以面向消費類（2C）業務為主要發展重點。VR/AR 將是5G 部署初期的典型業務。5G 的大帶寬和低時延將有效緩解4G 時代不能滿足的VR 體驗的眩暈感。運營商可率先借助VR/AR 應用切入直播、教育、醫療、游戲等重點垂直行業，搶占市場先機。根據Ovum 預測，到2028年，中國將成為全球最大的VR 和AR 市場，直接營收將超過150億美元。高清視頻也將是5G 部署初期的熱點，4k/8k 視頻應用成為基礎。預計到2028年，僅僅是消費者在視頻、音樂和游戲上的支出就會增加近一倍，全球總體量將達到近1，500億美元。

5G 行業應用（2B）將成為中遠期5G 應用創新的關鍵。隨著消費互聯網的進一步飽和，產業互聯網將成為5G 應用發展的藍海。運營商正在提前布局垂直行業領域，包括制造、能源、醫療、教育、交通等，抓住5G 機遇，以網絡長板為基礎，打造云網一體的泛智能化網絡，定位數字經濟時代的使能者，獲得生態紅利。一方面，通過建立產業合作平臺，推進通信運營企業和其他重點產業單位的合作對接，推進5G 在重點行業應用方面的研究和示范。另一方面，推動相關政策、法規完善，積極出臺激勵措施推進跨行業合作，營造產業生態環境，推動各領域應用的融合發展。隨著5G 標準的完善和產業鏈的進一步成熟，5G 商用的步伐也越來越快，2019年中國將正式實現5G 的預商用，2020將實現大規模正式商用。從技術來看，5G 技術已經成熟，從實驗室到運營商，再到大規模的商用部署只是時間問題。但5G 的成功商用仍面臨一些挑戰。

3 5G 發展面臨的主要挑戰

一是網絡投資成本的挑戰。從成本來看，若要大規模推進5G 商業化，必須建立更多的大中型基站及密集的微型基站群，預計5G 站點密度至少為4G 的1.5倍，室外基站總數超過600萬，網絡投資約為4G 的4倍、將超過2萬億元。5G 網絡部署方面，由于使用較高的頻率，5G 除了滿足個人移動通信需求外，還要滿足工業互聯網、車聯網等實時性、可靠性、安全性要求更高的行業應用需求，因此5G 網絡的服務質量要求更高，需要更高的投入。另外，4G 已部署5年但還未完全收回投資，履行提速降費責任而陷入“增量不增收”的困境，使得運營商在推進5G 網絡建設時將面臨較大的資金壓力。如此下來，運營商前期的投入大、利潤低、加大了運營風險。

二是終端普及的挑戰。5G 終端方面，按照通信行業發展的普遍規律，每一次移動通信技術的更新換代，終端的發展總會滯后于網絡半年以上時間。沒有5G 終端的快速普及，5G 網絡和應用的價值將無法快速實現。因此要加快5G 商用步伐，讓5G 快速惠及民生，助力我國社會和經濟的發展，迫切需要終端與網絡的協同發展。另外，5G 時代的終端類型，不僅僅是智能手機，還有各種各類的行業終端。行業終端的通信核心是5G 模組，在初期推廣過程中將面臨規模小、成本高、利潤低、見效慢等問題，因此快速降低5G 模組成本、加快推動5G 行業終端規模發展，將成為加快5G 商用需要解決的問題。

三是面向消費者的創新業務的挑戰。從消費者角度來看，雖然5G 相比于4G 在通信速度、應用場景上都有質的飛躍，但目前尚未有創新的商業模式出現，而且基于個人用戶的高清視頻消費場景目前面臨著內容資源欠缺的問題。因為體驗做不好，也就意味著沒有更多的消費者去做消費升級，因此可能造成5G 的市場占有率不足。

4 結束語

5G 作為全球新一輪經濟增長的驅動力，擁有無限的市場機遇，全球產業界正在齊心協力，努力從技術標準、產業和應用等多個方面攜手并進，全面推動5G 的成功商用，力爭實現“5G 改變社會”的夢想。