新时代背景下中国5G发展的机遇与挑战

张建霞

摘要：随着2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国聯通、中国广电发放5G商用牌照，意味着中国5G商用时代正式来临。作为当代信息技术的一大突破，5G的普及和应用对于中国和世界的经济发展都有着重大的意义。文章从5G背景介绍、发展机遇以及应对挑战分析三方面来分析中国5G发展情况，希望能为中国5G发展提供一些建议。

关键词：移动通信技术;5G;挑战

一、 5G背景介绍

1. 5G发展历史。第一代移动通信技术（1G）诞生于20世纪70年代末至80年代，是以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统，简称“大哥大时代”。接着，2G网络实现了语音通讯数字化，使移动通信技术实现了从模拟到数字的转变，开始支持相关数据业务，数据速率介于56kbps～114kbps。3G网络峰值速率可达2兆比特/秒（Mbps）至数十Mbps，大大提升了数据传输能力，构建了互联网应用的雏形。随后出现的4G网络，峰值速率可达100Mbps至1吉比特/秒（Gbps），极大加快了数据传输能力，使得互联网数据业务成为主导。

第五代移动电话行动通信标准，简称5G（5th-Generation），是4G网络的延伸。5G提供高达10Gbps的峰值数据下载速率、低于2毫秒级时延、每平方公里一百万超高密度连接以及每小时500KM以上的移动性。第三代合作伙伴计划（简称3GPP）定义了5G网络的三大应用场景方向：增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信（URLLC）和海量机器类通信（mMTC）。5G技术作为新一代信息通信基础设施，改变了整体通信网络架构，在移动互联网和物联网的基础上，形成人、机、物三元的“万物互联”空间，同时作为引领国家数字化转型的一种通用目的技术，成为了数字化战略的先导领域。

2. 5G主要国家发展现状。自第一代通信技术（1G）问世以来，移动通信技术先后经历了2G、3G、4G三个阶段。每一代通信技术都经历了由前期的技术研发到后期大规模商用的市场成熟状态，大致分为研发期、建设期、成熟期三个阶段。而即将逐渐普及的5G技术目前则正处于研发期和建设期并存发展的关键阶段。

全球5G发展主要由美国、中国、欧盟、日本、韩国等五个国家引领。其中，根据美国无线通信和互联网协会（CTIA）2019年4月3日发布的最新《全球5G竞赛》报告中显示，美国已从去年5G竞赛排名第三名发展为与中国并列第一，紧随其后的是韩国和日本。同时目前美国和中国在5G研发支出上预计约投入1.2万亿美元和1.1万亿美元，分别约占全球5G投入的28%和24%。在5G商用部署方面，2018年10月1日，美国四大运营商之一的Verizon率先宣称在美国4个城市推出了5GHome服务，预计将在2019年底实现大规模5G商用试点。中国在2019年6月6日正式为中国移动、中国联通、中国电信下发牌照，并预计于2020年开始正式进行5G商用。2018年12月1日，韩国三大移动通信运营商SK telecom、KT、LG U+共同宣布韩国5G网络正式商用，使得韩国成为全球第一个使用5G的国家，同时计划在2019年下半年开始全国商用部署5G网络。为了配合日本2020年东京奥运会和残奥会的开展，日本三大移动运营商NTT DoCoMo、KDDI和软银计划将于2020年在一部分地区启动5G服务，并预计将在2023年左右将5G商用规模扩大至全国。2016年9月，欧盟委员会率先公布了5G行动计划，意味着欧盟的5G 应用开始进入试验和部署阶段，成为5G标准制定的主要推动方，预计将在2020年正式启用5G。

二、 5G时代发展的机遇

1. 5G时代的商业应用领域。5G技术作为一场新的技术革新，有望改变整体通信网络架构的格局，开展一场数字化大革命，迎来信息通讯发展的黄金时代。目前，5G商用主要表现在智慧交通、智慧生活、智慧生产等三个方面。

智慧交通主要体现在车联网和无人驾驶应用两方面。车联网的出现突破了原有汽车行业联网传统的娱乐和辅助功能，更多的将电信运营商、人工智能厂商、物联网厂商以及汽车销售方联系在一起，探索汽车自动驾驶、周期维护等方面的更多应用，成为新时代道路安全的汽车革新的重要助力。预计到2025年5G连接汽车将达到5 030万辆。而5G在无人机领域的应用，将大大提升无人机应用的智能性，使其在原有基础上具备自动分析解决方案的能力，大大方便人们的生活。

智慧生活主要体现在手机、智慧医疗两方面。随着5G商用进程的推进，5G智能机成为大众关注的首选。5G的出现使得手机传输数据加快，下载速度以GB/秒来衡量，投影和三维成像技术的应用也将大大提升手机的娱乐功能，更加方便人们的生活。智慧医疗通过将5G网络连接到AI医疗辅助系统，可以为消费者提供实时健康监测、远程手术和医疗监控等服务，打破以往空间限制，为用户就医节省大量时间。

智慧生产主要体现在智慧农业和智慧工厂两方面。智慧农业可以通过实时监控农业成长情况，进行智能灌溉、施肥和除虫等活动。智慧工厂则可以通过实时监控，优化物流配送，实现远程作业和多工厂联动，大大降低成本，提升利润空间。

2. 5G时代的社会影响。从5G发展进程来看，5G网络作为新一代信息通信基础设施，要想实现商用，需要在前期需要进行大规模的5G网络建设。因此，在5G商用初期，由5G网络设备投资带来的设备制造商收入将成为5G收入产出的主要来源，根据中国信通院研究数据显示，预计到2020年，各大电信运营商在设备支出将达到2 740亿元，总收入将达到4 500亿元。在5G商用中后期，基础设施建设趋于完善，5G网络开始正式走入人们的生活，以5G为载体的移动通信网络和物联网在各行各业中的广泛应用则取代设备投资生产，成为收入的主要来源，预计在2030年总收入将达到2.6万亿元。

从经济发展进程来看，根据全球移动通信协会发布的报告显示，到2025年，中国的5G用户总量将达到4.45亿，位列全球第一，因此，5G在中国市场有着庞大的用户需求和发展前景。随着5G网络在人工智能、云计算、信息服务、联网无人机以及智慧交通等行业的广泛应用，将大大提升终端消费者的消费体验，为经济发展创造巨大的价值。中国信通院研究显示，2030年5G带动的直接产出和间接产出将有望分别达到6.3万亿和10.6万亿元。其中直接产出从2020年正式商用算起，2025年、2030年将分别增长到3.3万亿6.3万亿元，十年间的年均复合增长率为29%。在间接产出方面，在2025年和2030年期间，5G将分别带动6.3万亿和10.6万亿元的产出增长，年均复合增长率为24%。5G商用将成为未来拉动经济增长的重要支柱。

从就业发展进程来看，随着5G商用的不断加深，必然会导致许多新興行业出现，同时也会伴随着某些行业的消失与重组。从5G这一新兴行业来看，无论是前期5G网络部署，包括网络基站以及信息传输网的基础建设，还是后期5G网络与各大垂直的行业的联合应用与市场开发，都将提供具有巨大的就业空间和大量的高新技术岗位。

三、 5G时代发展的挑战与应对

1. 5G发展在我国的挑战。

（1）5G相关技术的持续创新与突破。目前全球经济持续疲软，各国政府希望借助5G技术开展一场数字化革命，进而为经济增长提供一个新的持续增长点，同时，随着4G网络的普及和发展，全球移动数据业务出现爆炸式增长，仅凭4G网络下的技术已经无法满足企业发展的需要，因此，5G技术的开发和商用成为了各国政府目前的重要攻占课题。目前5G技术目前正处于相关技术标准形成的关键阶段，由日本、韩国、中国、美国、欧盟引领5G发展新征程。

为了保持我国在5G行业的领先地位，使我国成为新时代5G商用的领头羊和规则制定者，需要不断进行科技创新，目前我国在5G方面的专利占全球5G专利数的30.3%，居全球首位，其中华为以1 970件5G声明专利排名第一，占比达17%;中兴以1 029件专利排名第6，占比9%;大唐以543件专利声明排名第9，占比5%。但同时，5G领域也有许多难题待攻克，主要体现在并行计算能力和储存容量两大方面。

其中并行计算能力是指随着目前互联网行业的不断应用与发展，大量APP终端不断涌现，使得APP终端的竞争越来越激烈，为了更好的生存发展以及优化用户体验，许多APP终端开发者通过与其他机构合作，采用“内嵌小程序”的方式来进行运作，如支付宝与饿了么和哈啰单车的合作，都为双方带来了巨大的经济效益。但是随着5G应用的不断发展，数据传输速度的巨大提升以及投影或三维成像技术的成熟将使得手机屏幕成为一块具备强大联网能力的显示屏，消费者可以通过快速、便捷的网络搜索来快速达到自己的需求目的，而不用再像以前一样通过各式APP的应用来满足对应的需求。APP终端的功能加持作用以及流量分发作用也将受到影响，所有用户请求都将汇集到制造商核心服务器上，形成巨大的运行压力，而这种巨大的运行压力目前仍是制造商5G商用化道路上的一大核心问题。

（2）5G行业的标准制定和监管。5G作为新一代信息通信基础设施，预计在2020年实现商用，这其中标准的制定是决定5G商用是否可以顺利实行的重要环节。2018年6月14日，3GPP全会批准了第五代移动通信技术标准（5GR15），该标准包括独立组网（SA）和非独立组网（NSA），主要适用于增强移动宽带（eMBB）和超高可靠低时延通信（URLLC）两大应用场景。这是5G历史上首个真正的、完整的5G标准，意味着5G规模商用的相关网络设备以及各种各样的智能硬件可以投入市场生产，迈出了5G商用化的重要一步。同年6月15日，3GPP正式最终确定5G第二阶段标准（R16）的研究方向，包括工业物联网、5G新空口的新型定位方式、5G新空口终端功耗、5G终端能力、非地面5G网络等15大研究方向，应用于增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信（URLLC）和海量机器类通信（mMTC）三大场景，是对R15标准的扩展和延伸，拟于2019年完成。5G标准的制定是5G商用至关重要的一环，是大国之间互相博弈，争取标准制定权的一场较量。我国要想走在技术发展前沿，成为5G商用的“领头羊”，就必须尽可能多的参与5G标准制定，为自己赢得更多的话语权。

同时，随着5G商用化时代的到来，5G市场的监管也成为各国需要重视的问题。移动网络的监管和运营牌照在不同国家有着不同的发展历史和管理标准，2019年4月3日，韩国三家运营商正式推出5G商用服务，由此正式成为全球首个商用5G的国家。2019年6月6日，中华人民共和国工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照，意味着中国5G时代正式来临。欧盟主导了5G标准进程，大部分欧洲国家计划在2020年启用5G。伴随着5G商用化的不断深入和发展，对市场监管的要求也将不断发展变化，这就要求我们要能正确把握市场发展方向，为5G发展奠定良好的市场基础，促进5G行业的健康发展。

（3）5G行业的市场应用和风险。目前5G市场商用的主要范围还是在手机、信息服务、云数据等行业范围，但是5G商用真正的变革将发生在基于5G的高可靠和低时延能力的创新型应用，如无人机、智慧交通、智慧医疗以及智慧安防等方面，这要求企业市场拥有较为完善的网络部署和市场成熟度，而由于中国国土面积大、人口分布和经济发展不均衡，所以实现5G在全国范围内的覆盖需要更多的时间，这也要求我们能够做到按需灵活调整5G战略部署，可以现在技术比较成熟，需求程度较高的地区优先实现覆盖，随着时间推移，慢慢实现5G网络的全面覆盖。

同时，当今世界贸易反全球化趋势愈演愈烈，世界贸易格局倾向于原先的多元向单元转变，尤其是自2017年特朗普上台以来，中美贸易开始摩擦加剧，冲突不断，先后有中兴禁令和华为被美国BIS列入“实体名单”等重大事件发生，其中华为核心供应商92家中有33家来自于美国，占比核心供应商36%。而华为和中兴同时也是中国5G商用发展的排头兵，在全球化生产背景下，贸易禁购将同时影响中美双方，同时也会对中国5G商用进程产生一定的影响和阻碍。

2. 5G发展的相关政策建议。

（1）加快通信基站建设，做好网络部署工作。根据国际电信联盟（ITU）的分类，5G移动通信基站主要有四种类型，根据覆盖能力划分，从大到小分别是宏基站（宏站）、微基站（微站）、皮基站（企业级小基站）以及飞基站（家庭级小基站），这四种基础分别为不同使用情景所设计，整体上为互补关系。同时，5G的高频段（频段越高，覆盖面积越小）特征迫使5G必须采用“宏站+小站”的方式进行覆盖，这意味着要实现区域连续覆盖，5G的小站数量建设要远高于宏站的建设数量，同时据相关研究了解，5G的宏基站将是4G基站的2倍～3倍，这意味要实现我国5G网络全面部署，将要耗费大量的资本、人力和时间。

这就要求我们加强基站建设统筹指导和规划引领，就必须按需灵活调整5G部署。首先，5G商用依赖大量创新技术，还未经历市场检验，所以我们可以通过部分试验性建设来保证技术可行性;其次基站建设耗资巨大，可以采用基站重建或原有基站升级改造两种方式来达到降低成本的目的;最后，我国经济发展存在不平衡现象，东部地区发达，中西部相对落后，因此，不可能一下达到全面覆盖5G的效果，这就要求我们要正确认识国情，可以首先选择经济发达且人口基数相对较大的地区进行小规模部署，再围绕重点城市，最终实现城市、乡村全方位覆盖。

（2）努力营造创新环境，做好市场调节工作。5G作为数字化战略的先导领域，是对4G网络的一次革新，改变了整体网络通信架构。各国政府希望通过5G开展一场数字化革命，从而为经济增长提供一个新的发展引擎。我国政府已将5G商用化作为2019年的重要工作之一，商用化进程需要良好的政府和市场环境的支持。在政府功能方面，我国政府应该进一步做到简政放权，降低政策壁垒，充分发挥政府引导作用。在政策制定方面，我国政府要能够做到与时俱进，及时关注市场动向，避免政策滞后。2013年至今，我国先后颁布了“IMT-2020（5G）”推进组、国家“863”计划、《国家信息化发展战略纲要》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《信息通信行业发展规划（2016-2020年）》《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》等相关产业政策来引导5G商用发展。在市场保护方面，我国政府要加大知识产权保护力度，确保5G创新成果得到良好保护，激发企业创造活力，不断促进5G技术的进步发展。

在市场环境方面，我们要不断提升资本市场活力。5G的前期研发和后期投入使用都需要大量的资本支持才得以运作。5G的产业运营不仅受到电信运营商、IT行业和通信技术（CT）的大力支持，同时也受到了私募股权投资资金的关注。2017年1月～2018年8月，私募资金在5G领域大约发生了200个投资案例。其中人工智能、大数据、视觉技术、智慧交通和医疗是相对的投资热点。要想做好5G商用的市场推进和发展，仅仅依靠政府部门和少数几个行业的作用是行不通的，只有充分调动资本市场活力，激发市场潜力，才有可能使5G商用走向成功。

（3）大力加强国际合作，共享全球发展红利。在5G领域，中国的专利数量全球第一，因此，不同于以往中国通信技术“2G跟随”“3G突破”“4G同步”的发展轨迹，在5G领域中国拥有一定的话语权，这就要求我们要积极参与ITU、3GPP等國际组织的相关活动，积极参与5G相关标准的制定，促进5G标准的全球统一，加快5G商用步伐建设。加强与美国、韩国、日本、欧盟等国家的技术交流，开展深入合作，共同为5G发展提速。2018年华为获得全球第一张5G产品欧盟无线设备指令型式认证（CE-TEC）证书，CE是欧盟进口和销售产品的基本质量要求，它是外国产品进入欧洲市场所必须持有的强制认证标志，被称为欧洲市场的“通行证”。而2019年，华为正在与俄罗斯大型电信公司MTS及其子公司MGTS商议的高达3.837亿美元的订单也不断传来利好消息，引发市场关注。同时，我们要把握好“一带一路”等区域发展机遇，尽量避免贸易摩擦，积极为国内企业发展5G商用提供良好的政府和市场环境，加快民族品牌培育速度，努力推动我国企业5G技术应用与服务走出去，共享5G发展的大蛋糕！

参考文献：

[1] 5G时代十大应用场景白皮书[R].华为技术有限公司，2017.

[2] 5G经济社会影响白皮书[R].中国信息通信研究院（工业和信息化部电信研究院），2017.

[3] 5G时代商业模式变革趋势研究报告[R].艾瑞咨询，2018.

[4] 5G基础梳理及应用前景分析研究报告[R].亿欧智库，2018.