新態勢 新機遇 新挑戰

王駿成

第五代移動通信（5G）是物聯網、車聯網、工業互聯網、人工智能等新一代信息技術應用創新的基礎，當前5G正加速向我們走來，將開啟萬物互聯的信息通信發展新時代，帶動中國經濟社會數字化全面轉型。

新態勢·改變不可阻擋

5G開啟萬物互聯時代。1G到4G通信技術改變了我們的生活，1G、2G時我們處于個人電腦（PC）時代，3G迎來了桌面互聯網時代，4G的發展開啟了移動互聯網時代。在5G時代，移動互聯網和物聯網成為移動通信發展的兩大主要驅動力，5G將滲透到未來社會各個領域，用戶端延伸和擴展到了任何物和物之間的信息交換和通訊。1G到4G主要解決人與人之間的溝通，5G將實現人與人之外的人與物、物與物之間的溝通，因此可以說1G到4G通信技術改變了我們的生活，而5G將要改變整個社會。

超高速率、超低時延、超高密度是5G的三個主要特征。移動通信技術差不多每十年更新一代，新技術的引入實現頻譜效率和容量的成倍提升。1G采用頻分多址（FDMA），只能提供模擬語音業務;2G主要采用時分多址（TDMA），可提供數字語音和低速數據業務等;3G以碼分多址（CDMA）為技術特征，可以支持多媒體數據業務;4G以正交頻分多址（OFDMA）技術為核心，能夠支持各種移動寬帶數據業務。5G關鍵能力比以前幾代移動通信更加豐富，一是超高速率，用戶峰值速率達到10-20Gbps，是4G的20倍;二是超低時延，端到端時延低至1毫秒，僅為當前4G的1/10;三是超高密度，每平方公里支持100萬臺設備，是4G的10倍。

移動互聯網和物聯網是5G主要應用場景。5G的三大典型特征決定了它的三大應用場景。超高速率對應于增強移動寬帶（eMBB）應用場景，包括VR/AR、3D、超高清視頻、云辦公和游戲等應用;超低延遲對應高可靠低時延通信（URLLC）應用場景，包括工業自動化、移動醫療、自動駕駛等應用;超高密度對應海量機器類通信（mMTC）應用場景，包括智慧城市、智能家居等應用。這三大應用場景又可分為移動互聯網和物聯網應用兩大類。移動互聯網業務是傳統4G主要技術場景，主要是eMBB場景，當前移動顯示向超高清、3D、身臨其境方向發展，VR/AR、在線游戲等應用需要實時高清視頻交互，演唱會和體育賽事的直播等應用對流量密度有較高的要求，4G網絡無法滿足用戶體驗需求。物聯網應用是5G新拓展的場景，其中低功耗大連接場景通常要求網絡具備海量設備連接能力，終端具備超低功耗和超低成本;低時延高可靠場景對時延和可靠性具有極高的要求，端到端時延低至毫秒級，傳統移動通信無法很好支持物聯網及垂直行業應用。

5G標準化和商用進程進入加速階段。根據3GPP規劃，5G第一版標準R15分為NSA（非獨立組網）和SA（獨立組網）兩種。其中，5G NSA組網方式需要使用4G基站和4G核心網，以實現5G快速部署的需求;SA組網使5G具備了獨立部署的能力，可以更好地支持5G三大應用場景。2017年12月，3GPP完成NSA 5G標準，主要支持eMBB場景;2018年6月，SA標準發布，支持eMBB場景和mMTC場景;支持更多網絡架構的R15 Late Drop標準延至2019發布;預計要到2020年初才會形成支持三大場景的5G完整版標準R16。主要國家和地區均已明確5G商用計劃。美國AT&T已正式在12座城市上線5G網絡，用戶通過5G移動熱點將手機、筆記本和平板等設備與5G網絡連接。韓國三大電信運營商也于2018年12月1日宣布開啟5G商用。我國將于2019年進行5G預商用，2020年5G商用。

新機遇·未來無可限量

移動用戶數持續增長。根據GSMA統計，截至2018年12月底，全球移動用戶數達到79.3億，移動用戶普及率達到104.6%。4G用戶滲透率達到42.9%（較2017年同期增長近11個百分點），2G用戶呈現快速下滑趨勢。根據工信部數據，隨著4G網絡的大規模商用，我國移動電話用戶數和普及率進一步提升，移動用戶到2018年底將達到15.7億，移動用戶普及率超過112%，4G移動用戶持續增長，中國3G和4G用戶總數達13.1億戶，占移動電話用戶的83.4%;4G用戶總數達到11.7億戶，占移動電話用戶的74.5%。

移動通信網絡建設進入平穩發展階段。根據GSA數據，截至2018年11月底，全球已有886家運營商對LTE網絡進行了投資，其中710家運營商推出了745張商用LTE網絡。全球紛紛加快5G建設，根據GSA數據，截至2018年11月，全球192個運營商已經進行5G相關的演示、測試或者試驗，46個國家和地區的80個運營商已經宣布在2019-2022年之間提供5G商用服務。我國持續深入推進4G網絡建設，網絡已覆蓋超98%的人口，運營商4G網絡建設進入優化提升階段，根據工信部數據，2018年我國凈增移動通信基站29萬個，總數達648萬個，其中4G基站凈增43.9萬個，總數達到372萬個，繼續保持全球最大4G網絡地位。2018年12月初工信部向三大運營商頒發了全國范圍的5G系統中低頻段試驗頻率使用許可，5G試驗正在規模展開。

移動流量迅猛增長。從3G以后手機的流量就一直爆炸性地增長，根據思科數據，2017年全球每月移動數據流量達1WPB，按全球70億左右的人口推算，人均每月移動數據流量達到1.5GB，而5G時代人均每月的平均流量將達到60GB。2018年我國移動數據流量繼續保持迅猛增長，2018年，移動接入流量消費達711億GB，比上年增長189.1%，增速較上年提高26.9個百分點，全年移動互聯網接入月戶均流量達4.42GB，是上年的2.6倍。隨著三大運營商持續推出不限流量套餐，現有4G基站的數據吞吐量和用戶接入量無法承受無限流量的廣泛推廣。

超千億移動設備聯網需求。當前全球手機銷量穩定，根據Gartner數據，2018年全球智能手機銷量較前一年增長1.2%，達15.55億部。國內手機出貨量甚至出現負增長，根據信通院數據，2018年我國手機出貨量達4.14億部，相比去年下降15.6%，其中4G手機出貨量3.91億部，同比下降15.3%，在同期的手機出貨量中占比94.5%。我國4G換機紅利基本耗盡，市場趨于飽和，出貨量下降明顯。而5G將掀起新一輪換機熱潮，摩根大通預測在2020和2021年5G智能手機在中高端手機市場中占比將陡升至10%和25%，出貨量分別達到8000萬和2億。同時5G終端將不再只是手機，而是包括VR/AR、無人機、無人車、家居設備等，未來全球移動通信網絡連接的設備總量將達到千億規模，信通院預測2030年全球物聯網設備連接數將接近1千億，其中我國超過200億。

上游元器件需求激增。移動通信設備中的上游元器件大多是以半導體為原材料制成的，移動通信對半導體產業發展作用力明顯，尤其是4G時代智能手機的爆發，成為過去十年來半導體產業發展的重要推動力。預計5G將拉動全球半導體千億美元市場規模，成為全球半導體第一大應用市場。5G多模多頻通信將對終端射頻前端尤其是濾波器拉動作用尤為明顯，以手機為例，通常每增加一個頻段需要多加兩個濾波器（上行和下行），目前手機使用的射頻濾波器數量50個左右，未來可能會超過100個，Yole預測，2023年終端射頻前端市場規模將達到350億美元，復合年增長率為14%，其中濾波器市場規模達到225億美元，復合年增長率為19%。

5G對經濟的貢獻。根據IHS估計，到2035年，5G將在全球創造12.3萬億美元經濟產出，跨越多個產業，包括制造業、信息通信業、批發和零售、公共服務、建筑業等等，而5G價值鏈主要是電信運營、網絡設備、終端芯片器件以及信息服務，預計到2035年全球5G價值鏈將創造3.5萬億美元產出，同時創造2200萬個工作崗位，其中我國產出占比達到了30%。根據信通院預測，2030年5G將帶動我國直接產出（電信運營商、網絡設備商以及信息服務商收入）和間接產出（對經濟社會的拉動）將分別達到6.3萬億和10.6萬億元，帶動相關就業崗位800萬個，在5G商用初期，5G網絡設備將成為5G直接經濟產出的主要來源，預計2020年，網絡設備和終端設備收入合計約4500億元，占直接經濟總產出的94%。

新挑戰·應對應時而變

當前5G商用部署、產業發展和融合應用面臨諸多挑戰。

一是5G產業鏈還有待成熟。5G產業包括網絡設備、終端設備、芯片及器件等。網絡設備方面，根據IMT 2020（5G）推進組報告，當前5G基站與核心網等網絡設備已達到預商用要求，其中5G基站包括Sub-6GHz（低于6GHz頻段）和毫米波頻段，美國以高頻基站為主，主要是固定無線接入、熱點地區和室內覆蓋，我國以中頻基站為主;NSA非獨立組網標準相比SA獨立組網更早凍結，NSA核心網產業成熟度更高。終端方面，在2019年初，華為、小米、三星、OPPO等廠商均已發布首款支持5G網絡的手機，但是功耗和成本均比較高。芯片及器件方面，目前已發布的5G手機終端仍主要采用4G SoC芯片外掛5G基帶的方案，集成5G基帶的SoC芯片技術還不成熟，預計將于2020年推出;射頻前端是5G終端和基站的重點和技術難點所在，5G射頻系統對器件的工作頻段、帶寬及效率要求越來越嚴苛，傳統硅基器件難以支持3GHz以上頻段范圍的應用，化合物半導體具有高功率、高頻率特性、高線性度、高耐壓、低噪聲等優勢，更能滿足5G通信的應用需求，但射頻前端市場長期被美日歐壟斷，國內嚴重依賴進口。

二是通信網絡變得越來越復雜。5G網絡商用初期，移動通信市場將呈現2G/3G/4G/5G四張網絡并存的局面。受漫游和專利費影響，CDMA運營商更傾向于關閉2G網絡，將2G退網的頻率資源用于4G或5G的網絡建設。我國2G網絡仍是重要的業務承載網，3G用戶數和3G網絡業務量持續下降，數據業務加快向4G網絡遷移。2G/3G/4G/5G網絡之間的鄰區配置、參數優化、聯合優化，會使網絡運維和優化工作更加復雜。長期來看，2G/3G退網是移動通信技術和業務發展的必然趨勢，未來將是4G與5G網絡將長期共存、協調發展的局面。與此同時，2G/3G/4G/5G四張網絡并存也將迫使手機終端的制式、頻段越來越多，手機終端成本將再攀新高。

三是5G應用亟待探索新需求、新技術、新模式。5G融合應用需突破行業壁壘，建立跨區域、跨領域和跨部門協調機制。當前5G應用仍以通信行業為主，垂直行業客戶參與力度有限，通信行業對各行業需求的挖掘深度不足，而行業客戶對5G技術理解有限，導致5G不會用，不敢用。5G應用還缺乏清晰的商業模式，碎片化的行業需求意味著很難大規模復制，需要產業各界深入探索合作共贏的商業模式。此外5G應用生態體系尚需完善，5G應用和云-管-端需要進一步加強協同，使5G應用能與5G網絡部署、終端創新、計算能力提升協同并進，形成完整的生態體系。