新态势 新机遇 新挑战

王骏成

第五代移动通信（5G）是物联网、车联网、工业互联网、人工智能等新一代信息技术应用创新的基础，当前5G正加速向我们走来，将开启万物互联的信息通信发展新时代，带动中国经济社会数字化全面转型。

新态势·改变不可阻挡

5G开启万物互联时代。1G到4G通信技术改变了我们的生活，1G、2G时我们处于个人电脑（PC）时代，3G迎来了桌面互联网时代，4G的发展开启了移动互联网时代。在5G时代，移动互联网和物联网成为移动通信发展的两大主要驱动力，5G将渗透到未来社会各个领域，用户端延伸和扩展到了任何物和物之间的信息交换和通讯。1G到4G主要解决人与人之间的沟通，5G将实现人与人之外的人与物、物与物之间的沟通，因此可以说1G到4G通信技术改变了我们的生活，而5G将要改变整个社会。

超高速率、超低时延、超高密度是5G的三个主要特征。移动通信技术差不多每十年更新一代，新技术的引入实现频谱效率和容量的成倍提升。1G采用频分多址（FDMA），只能提供模拟语音业务;2G主要采用时分多址（TDMA），可提供数字语音和低速数据业务等;3G以码分多址（CDMA）为技术特征，可以支持多媒体数据业务;4G以正交频分多址（OFDMA）技术为核心，能够支持各种移动宽带数据业务。5G关键能力比以前几代移动通信更加丰富，一是超高速率，用户峰值速率达到10-20Gbps，是4G的20倍;二是超低时延，端到端时延低至1毫秒，仅为当前4G的1/10;三是超高密度，每平方公里支持100万台设备，是4G的10倍。

移动互联网和物联网是5G主要应用场景。5G的三大典型特征决定了它的三大应用场景。超高速率对应于增强移动宽带（eMBB）应用场景，包括VR/AR、3D、超高清视频、云办公和游戏等应用;超低延迟对应高可靠低时延通信（URLLC）应用场景，包括工业自动化、移动医疗、自动驾驶等应用;超高密度对应海量机器类通信（mMTC）应用场景，包括智慧城市、智能家居等应用。这三大应用场景又可分为移动互联网和物联网应用两大类。移动互联网业务是传统4G主要技术场景，主要是eMBB场景，当前移动显示向超高清、3D、身临其境方向发展，VR/AR、在线游戏等应用需要实时高清视频交互，演唱会和体育赛事的直播等应用对流量密度有较高的要求，4G网络无法满足用户体验需求。物联网应用是5G新拓展的场景，其中低功耗大连接场景通常要求网络具备海量设备连接能力，终端具备超低功耗和超低成本;低时延高可靠场景对时延和可靠性具有极高的要求，端到端时延低至毫秒级，传统移动通信无法很好支持物联网及垂直行业应用。

5G标准化和商用进程进入加速阶段。根据3GPP规划，5G第一版标准R15分为NSA（非独立组网）和SA（独立组网）两种。其中，5G NSA组网方式需要使用4G基站和4G核心网，以实现5G快速部署的需求;SA组网使5G具备了独立部署的能力，可以更好地支持5G三大应用场景。2017年12月，3GPP完成NSA 5G标准，主要支持eMBB场景;2018年6月，SA标准发布，支持eMBB场景和mMTC场景;支持更多网络架构的R15 Late Drop标准延至2019发布;预计要到2020年初才会形成支持三大场景的5G完整版标准R16。主要国家和地区均已明确5G商用计划。美国AT&T已正式在12座城市上线5G网络，用户通过5G移动热点将手机、笔记本和平板等设备与5G网络连接。韩国三大电信运营商也于2018年12月1日宣布开启5G商用。我国将于2019年进行5G预商用，2020年5G商用。

新机遇·未来无可限量

移动用户数持续增长。根据GSMA统计，截至2018年12月底，全球移动用户数达到79.3亿，移动用户普及率达到104.6%。4G用户渗透率达到42.9%（较2017年同期增长近11个百分点），2G用户呈现快速下滑趋势。根据工信部数据，随着4G网络的大规模商用，我国移动电话用户数和普及率进一步提升，移动用户到2018年底将达到15.7亿，移动用户普及率超过112%，4G移动用户持续增长，中国3G和4G用户总数达13.1亿户，占移动电话用户的83.4%;4G用户总数达到11.7亿户，占移动电话用户的74.5%。

移动通信网络建设进入平稳发展阶段。根据GSA数据，截至2018年11月底，全球已有886家运营商对LTE网络进行了投资，其中710家运营商推出了745张商用LTE网络。全球纷纷加快5G建设，根据GSA数据，截至2018年11月，全球192个运营商已经进行5G相关的演示、测试或者试验，46个国家和地区的80个运营商已经宣布在2019-2022年之间提供5G商用服务。我国持续深入推进4G网络建设，网络已覆盖超98%的人口，运营商4G网络建设进入优化提升阶段，根据工信部数据，2018年我国净增移动通信基站29万个，总数达648万个，其中4G基站净增43.9万个，总数达到372万个，继续保持全球最大4G网络地位。2018年12月初工信部向三大运营商颁发了全国范围的5G系统中低频段试验频率使用许可，5G试验正在规模展开。

移动流量迅猛增长。从3G以后手机的流量就一直爆炸性地增长，根据思科数据，2017年全球每月移动数据流量达1WPB，按全球70亿左右的人口推算，人均每月移动数据流量达到1.5GB，而5G时代人均每月的平均流量将达到60GB。2018年我国移动数据流量继续保持迅猛增长，2018年，移动接入流量消费达711亿GB，比上年增长189.1%，增速较上年提高26.9个百分点，全年移动互联网接入月户均流量达4.42GB，是上年的2.6倍。随着三大运营商持续推出不限流量套餐，现有4G基站的数据吞吐量和用户接入量无法承受无限流量的广泛推广。

超千亿移动设备联网需求。当前全球手机销量稳定，根据Gartner数据，2018年全球智能手机销量较前一年增长1.2%，达15.55亿部。国内手机出货量甚至出现负增长，根据信通院数据，2018年我国手机出货量达4.14亿部，相比去年下降15.6%，其中4G手机出货量3.91亿部，同比下降15.3%，在同期的手机出货量中占比94.5%。我国4G换机红利基本耗尽，市场趋于饱和，出货量下降明显。而5G將掀起新一轮换机热潮，摩根大通预测在2020和2021年5G智能手机在中高端手机市场中占比将陡升至10%和25%，出货量分别达到8000万和2亿。同时5G终端将不再只是手机，而是包括VR/AR、无人机、无人车、家居设备等，未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模，信通院预测2030年全球物联网设备连接数将接近1千亿，其中我国超过200亿。

上游元器件需求激增。移动通信设备中的上游元器件大多是以半导体为原材料制成的，移动通信对半导体产业发展作用力明显，尤其是4G时代智能手机的爆发，成为过去十年来半导体产业发展的重要推动力。预计5G将拉动全球半导体千亿美元市场规模，成为全球半导体第一大应用市场。5G多模多频通信将对终端射频前端尤其是滤波器拉动作用尤为明显，以手机为例，通常每增加一个频段需要多加两个滤波器（上行和下行），目前手机使用的射频滤波器数量50个左右，未来可能会超过100个，Yole预测，2023年终端射频前端市场规模将达到350亿美元，复合年增长率为14%，其中滤波器市场规模达到225亿美元，复合年增长率为19%。

5G对经济的贡献。根据IHS估计，到2035年，5G将在全球创造12.3万亿美元经济产出，跨越多个产业，包括制造业、信息通信业、批发和零售、公共服务、建筑业等等，而5G价值链主要是电信运营、网络设备、终端芯片器件以及信息服务，预计到2035年全球5G价值链将创造3.5万亿美元产出，同时创造2200万个工作岗位，其中我国产出占比达到了30%。根据信通院预测，2030年5G将带动我国直接产出（电信运营商、网络设备商以及信息服务商收入）和间接产出（对经济社会的拉动）将分别达到6.3万亿和10.6万亿元，带动相关就业岗位800万个，在5G商用初期，5G网络设备将成为5G直接经济产出的主要来源，预计2020年，网络设备和终端设备收入合计约4500亿元，占直接经济总产出的94%。

新挑战·应对应时而变

当前5G商用部署、产业发展和融合应用面临诸多挑战。

一是5G产业链还有待成熟。5G产业包括网络设备、终端设备、芯片及器件等。网络设备方面，根据IMT 2020（5G）推进组报告，当前5G基站与核心网等网络设备已达到预商用要求，其中5G基站包括Sub-6GHz（低于6GHz频段）和毫米波频段，美国以高频基站为主，主要是固定无线接入、热点地区和室内覆盖，我国以中频基站为主;NSA非独立组网标准相比SA独立组网更早冻结，NSA核心网产业成熟度更高。终端方面，在2019年初，华为、小米、三星、OPPO等厂商均已发布首款支持5G网络的手机，但是功耗和成本均比较高。芯片及器件方面，目前已发布的5G手机终端仍主要采用4G SoC芯片外挂5G基带的方案，集成5G基带的SoC芯片技术还不成熟，预计将于2020年推出;射频前端是5G终端和基站的重点和技术难点所在，5G射频系统对器件的工作频段、带宽及效率要求越来越严苛，传统硅基器件难以支持3GHz以上频段范围的应用，化合物半导体具有高功率、高频率特性、高线性度、高耐压、低噪声等优势，更能满足5G通信的应用需求，但射频前端市场长期被美日欧垄断，国内严重依赖进口。

二是通信网络变得越来越复杂。5G网络商用初期，移动通信市场将呈现2G/3G/4G/5G四张网络并存的局面。受漫游和专利费影响，CDMA运营商更倾向于关闭2G网络，将2G退网的频率资源用于4G或5G的网络建设。我国2G网络仍是重要的业务承载网，3G用户数和3G网络业务量持续下降，数据业务加快向4G网络迁移。2G/3G/4G/5G网络之间的邻区配置、参数优化、联合优化，会使网络运维和优化工作更加复杂。长期来看，2G/3G退网是移动通信技术和业务发展的必然趋势，未来将是4G与5G网络将长期共存、协调发展的局面。与此同时，2G/3G/4G/5G四张网络并存也将迫使手机终端的制式、频段越来越多，手机终端成本将再攀新高。

三是5G应用亟待探索新需求、新技术、新模式。5G融合应用需突破行业壁垒，建立跨区域、跨领域和跨部门协调机制。当前5G应用仍以通信行业为主，垂直行业客户参与力度有限，通信行业对各行业需求的挖掘深度不足，而行业客户对5G技术理解有限，导致5G不会用，不敢用。5G应用还缺乏清晰的商业模式，碎片化的行業需求意味着很难大规模复制，需要产业各界深入探索合作共赢的商业模式。此外5G应用生态体系尚需完善，5G应用和云-管-端需要进一步加强协同，使5G应用能与5G网络部署、终端创新、计算能力提升协同并进，形成完整的生态体系。