新基建背景下5G建设的挑战与协同发展思路

李佩直　余宴华　茆嘉伟　游思晴

【摘 要】 2020年5G正式进入商用阶段，与此同时以“5G、人工智能”等高新技术为核心的新基建也正式成为我国经济快速发展的新引擎。面对新冠疫情和中美贸易战的多重背景下，我国5G建设面临诸多挑战。截至目前为止，我国已建成超过25万个5G基站，在5G建设方面取得了巨大成就，领先于全球。本文首先介绍新基建的提出背景和意义，我国5G建设的现状以及如何应对已经存在的挑战，最后提出5G与多领域协同发展的新思路。

【关键词】5G 新基建 新冠疫情 协同发展

一 前言

2020是5G落地元年，截至目前为止，我国已经建成超过25万个5G基站，预计在年底前建设超过60万个5G基站，届时中国的5G基站数量将占全球5G基站数量的一半，可以说中国的5G基础建设已经遥遥领先于全球了。在5G终端方面，截止目前为止，已经有130款5G手机获得了入网许可，仅2020年4月，中国的5G用户就增加了700多万，预计在2020年年底，5G手机的出货量将达到1.8亿部。回顾2019年全年，全球范围内销量前10的手机品牌里，有7家是中国品牌，中国品牌出产的5G手机无论是在数量还是种类上都遥遥领先于全球。

信息技术决定大国科技力量。为了遏制我国发展势头，2019年，美国借中美贸易战将矛头指向了华为，美国总统特朗普签署行政命令，禁止中国华为和华为旗下的70家企业在美国的销售和采买行为，很多美企召开紧急会议，并以书面形式和华为断绝一切商务合作。

2020年，全球受新冠病毒的影响，出现了全球性的经济发展停滞现象，美股创造了十天熔断四次的历史记录，所有的企业都正在遭受经济危机的影响。而在疫情之后如何恢复经济则成为了全球性的问题，我们国家对这一问题的解决方案则是新基建。

“新基建”的概念是在2018年12月召开的中央经济工作会议中提出的：加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设[1]。

在中美贸易战和新冠疫情的复杂背景下，2020年2月“新基建”的概念在中央一次次的任务部署中多次强调。习近平总书记在2月14日主持中央全面深化改革委员会第十二次会议时指出，要以整体优化、协同融合为导向，统筹存量和增量、传统和新型基础设施发展，打造集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系[2]。

“新基建”主要包括3个方面内容：一是信息基础设施;二是融合基础设施;三是创新基础设施。其中信息基础设施是指5G、物联网这样的通信网络基础设施;融合基础设施是指应用大数据、人工智能等技术支持传统基础设施融合转型升级而形成的融合基础设施;创新基础设施是指支撑科学研究，技术开发，产品研制的具有公益屬性的基础设施，比如，重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设

施[3]。在如此众多的“新基建”中需要重点关注的则是5G的建设，5G作为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施[4]，是“新基建”建设环节中的重中之重。而新基建是以“新经济”推动和引领国民经济高质量发展全局、形成发展后劲跨越中等收入陷阱而达成“新的两步走”现代化目标的极为重大的战略举措[5]。在传统基建时代，仅2016年一年，中国在基建上的投入就高达1.75万亿美元，差不多是日本15年GDP总量的42%，印度GDP的90%，中国一年的工程量可新造一个法国[6]。“旧基建”都做到了如此，“新基建”就更不能落下了，预计我国将在“新基建”的建设上投入总额超40万亿。5G将借助新基建的东风迅猛发展。

二 中国5G建设发展现状

“G”，Generation，即为“代，5G就是第五代移动通信技术。其相较于前几代移动通信技术的特点和优势是波长为毫米级，拥有超大的带宽，超高的速率和超低的延时，可以支持AR/VR、物联网、工业控制等等对通讯技术要求较严格的场景。

在美国围追堵截制裁华为的情况下，华为拥有3147项5G专利，是目前全球拥有5G专利数量最多的公司，第二为三星拥有2795项，第三为中兴拥有2561项。2020年6月6日，是中国5G牌照发放一周年，在这一年内，中国在5G基础网络建设、5G手机终端、5G技术支持等重要领域都走在了世界的前列。

2020年中国5G基站建设稳步推进，或成为后续主旋律。根据2020年的资本开支计划，三大运营商5G相关投资约1800亿，其中中国移动约1000亿，中国电信约453亿，中国联通约350亿。三大运营商2019年底建设5G基站合计约15万站;移动2020年目标建设25万站，联通和电信采用共建共享模式，目标在前三季度新建25万站，目前三大运营商明确的2020年合计建设5G基站数为50万站。

2020年是5G规模建设第一年，目前三大运营航确定的新增基站数有50万，同比增长233%。笔者认为，随着电信和联通全面共建共享的推进，5G基站建设呈稳步有序推进将成为常态，整体的建设周期波动减少，时间拉长。

三  5G建设的挑战

2012年-2015年，国内各大运营商对5G建设的投资额是年年上行的：2013年比2012年投资同比提升了13%，2014年比2013年投资同比提升了11%，2014年比2013年投资同比提升了13%。

在2016年-2018年，国内各大运营商对5G建设的投资额则是下行的：2016年比2015年投资同比变化减少了19%，2017年比2016年投资同比变化减少了13%，2018年比2017年投资同比变化减少了8%。造成这一现象的原因是显而易见的：5G建设成本和维护费用高昂，各大运营商烧钱投入力不从心。

5G的建设压力大致有三点，首先是建设投资，5G基站单站造价约30万，约为4G基站的3倍;其次是运营成本，5G基站功耗约为4G的3倍，4G单基站电费约为0.7万/年，5G为2.3万/年，增加了1.6万/年;最后是铁塔压力，现在铁塔的资源严重不足，无论是电源情况，机房情况，天面情况都十分紧张：电源需要外电引入以达到扩容的站点有98%之多，机房可利用的就机柜站点只有35%，可挂墙安装占9%，需要新增加的机柜高达30%，无法新增BBU占比26%，而天面利旧现有资源站点66%，新建天面资源站点34%。

高昂的投入成本，4G建设的成本还仍未完全回收，加之建设压力使各大运营商对于5G的建设呈现徘徊态势，态度暧昧，有些望而却步。在种种原因的加持之下，各大运营商建设5G的积极主动性非常低。

但是就是处于这样困难重重的情形之下，2019年-2020年，国内各大运营商对5G建设的投资额却又出现了上行的趋势：2019年比2018年投资同比变化提升了8%，2020年比2019年投资同比变化提升了12%，并且预计2021年比2020年投资将同比变化提升17%。而推动这种逆风生长变化发生的正是国家政策新基建的推动。

正如前文所说，今年开年的疫情给国内外经济市场都造成了巨大的负面影响，面临多重困难叠加的不利局面，产业链各方想法设法解决难题，并在复工复产后要求加快建设进度，想把时间“抢回来”[7]，5G建设就像按下了“快进键”一样。各大厂商受政策所迫，只得加速投入建设力量，加大投入建设力度，因此目前在这种情况下，寻找能够快速回收建设所投入的成本的方案已经成为了各大厂商的燃眉之急。

计划显示我国预计于2020年新建成5G基站60万个，投资1380亿元;2021年新建成5G基站95万个，投资2043亿元;2022年新建成5G基站110万个，投资1980亿元;2023年新建成5G基站80万个，投资1360亿元;2024年新建成5G基站65万个，投资1040亿元;2025年新建成5G基站50万个，投资800亿元。由数据我们也可以得知2020-2021年将是中国建设5G的一个高峰，各大运营商得投资也将再次进入上行。

四  5G建设的思路：多领域的协同发展

加快我国5G建设进程的有多个方面，其中国家政策的大力推动是很重要的一方面，但业界没有积极性的发展是不会长久的，与相关产业的协同发展则是不可忽视的一大方面与破局的关键，只有和相关产业做到融合，协同发展，尽快实现创收，才能加快回收各大运营商前期投入的成本的速度，提升各大运营商建设5G的积极性，使各大运营商不是一昧的被推着向前，而是主动地进行发展。

（一） 5G与物流协同结合发展

随着5G发展的脚步，新型物流也会循序渐进的发展，完善和革新。

5G与物流协同发展的第一阶段为eMBB场景，此时5G最大的优势便是高速宽带，而新型物流应用场景可以包括基于增强现实的物流应用、物流数据计算平台以及区块链物流安全平台。

5G与物流协同发展的第二阶段为eMTC场景，到了这个阶段，5G深入到了人们的生活之中，这个时候才能做到实现大量设备与场景的接入，新型物流则可以利用这一点发展物流智能能源供给、物流智能仓储和工业级物流监控[8]。

5G与物流协同发展的第三阶段为实现uRLLC场景，这个阶段下的5G不仅拥有超低延时的数据传输能力，而且可以有效的对应外界环境，在这一阶段中新型物流的应用场景包括工业级视觉系统、全自動化物流运输[9]。

5G与物流协同发展的第四阶段也是最后的阶段则可以在各种场景下进行切换，这个阶段5G得到了完全的推广，所期望实现的功能都被实现，在切片技术的支撑下，新型物流的各种业务都可以以切片的形式融入到一体化的物流体系中。

5G通讯技术的超高带宽可以支持超高精度的地图绘制与实时更新，并且实现道路环境，路况的精准自动识别。5G拥有的毫米波和其大规模的阵列天线可以提高定位的精准，真正做到实时路况与定位。5G的超低延时可以令无人终端拥有更快的反应速度与感知周围环境的能力，可以使无人终端及时进行决策与决策的实施，以安全驾驶。并且可以根据不同的场景下做出不同的决策，可以分为七个场景：物流配送场景、物流运输场景、园区内运输场景、应急物资运输场景、安防巡检场景、室内服务场景、超市购物场景，根据不同的场景采取不同的方案，这需要5G的技术支持。

（二） 5G与AR/VR协同结合发展

5G的超高带宽可以推动AR/VR的发展，并且其低延时可以优化AR/VR在实际生产实践场景中的使用体验。有了5G作为支撑，AR/VR可以实现多方面的应用：

AR/VR可以做到三维交互的追踪，虚拟场景的渲染，虚拟与现实的融合，这些可以帮助培训新的从业人员，降低了培训成本;AR可以帮助进行仓储规划，基于AR眼镜等穿戴设备，可以提供给从业人员库内导航，可以自动扫描并确认货物，提高了分拣效率，减少错误率，甚至在技术成熟之后可以让机器人利用AR技术，完成数据额部分的自动化工作;AR可以帮助进行货物的装载与运输，基于AR眼镜等穿戴设备，可以提供给从业人员装载货物顺序以及装载位置的提醒，提高货车的装载效率以及使用率，而货车在运输时候AR车挡风玻璃可以提供实时的路径导航以及货物状态监控;AR可以帮助进行末端配送与交付安全，基于AR眼镜等穿戴设备，可以提供给从业人员小区的精准地图导航，以及快速确认客户身份信息，以保证快递交付的准确率，避免失误发生。

AR可以作为新一代的智能家居终端控制系统，其智能水平与便捷水平均高于手机APP控制，与智能语音系统控制持平。AR可以做到隔空控制智能家居设备，开关灯、调整光亮度、开关空调、打开关闭电视等是最基础的操作，AR完全是隔空的操作方式，不用触碰任何硬件，不需要触碰任何介质。AR交互的方式识别度高，因而极大地增强了交互的可能性。AR能够很好地满足人机交互的最终目的：使沟通效率达到最大，以简洁的操作方式给人们以优质的体验。

AR技术目前没有被企业级的用户推广与采用，主要问题就是现有的网络通讯技术带宽无法支持AR的众多商业应用，而5G所拥有的带宽则可以提供稳定的通讯以及足够的带宽使AR技术可以被使用。

五  5G建设的思路：共建共享

全球性的5G建设竞赛打得火热，但是国内却可以走一条共享的道路。现在的国内市场，作为运营商龙头的中国移动分到了2.6GHz低频段和4.9GHz高频段，中国电信和中国联通则共同分到了3.5GHz。如果三家只各顾各建设自己的基站的话，在铁塔资源紧张，本就资源严重不足的情况下，三家独立建设必定会相互干扰，产生冲突。不过在面对财力雄厚的中国移动时，中国联通和中国电信选择签署了《5G网络共建共享框架合作协议书》，确认在5G的建设上走上了共享合作的路线，两家运营商将政府分配的不同5G频率拿出来共同建设一张接入网，这有利于降低网络建设和运维成本。截至2020年5月底，中国联通、中国电信已经累计开通共建共享基站11.5万个，在全国31省（区、市）开通5G共建共享，实现了50多个城市的5G正式商用。而中国移动因为早期的技术困难，缺少技术支持，其5G建设的进度已经落后于中国联通和中国电信了，当中国联通和中国电信已经传出了5G应用场景的消息了，中国移动还处于测试阶段。

由此我们不妨提出一个新的思路：由中国铁塔公司这样的国有企业和国动通讯这样的民有企业联合承包布置建设铁塔与基站的任务，各大运营商通过租借的方式共享铁塔与基站。5G发牌一年来，中国铁塔与运营商密切協同，发挥规模化建设、专业化运营优势，加快推进5G基础设施建设。截至5月底，累计建成5G基站25.8万个，证明了其有实力可以承担布置建设铁塔与基站的任务。并且有中国联通和中国电信和合作共享的成功案例在前，证明了这样的模式是可行的，可以大大减少网络建设和运维成本。

共建共享在5G网络建设过程中得到充分实践，在实现优势互补、降低网络建设成本、提高商用部署效率等方面，发挥显著效应。[10] 由此可见协同发展将是未来5G网络建设发展的过程中主流的方向。

【参考文献】

[1] 中央经济工作会议在北京举行[N].光明日报，2018年12月22日01版.

[2] 习近平主持召开中央全面深化改革委员会第十二次会议强调[N].新华社新闻通稿，2020年2月14日.

[3] “新基建”都有啥 官方解释来了！[N].新华网，2020年4月21日.

[4] 中国电信正在全力加快5G新型基础设施建设进度[N].中国投资咨询网. 2020年3月13日

[5]贾康.新基建：既是当务之急，又是长远支撑[J]. 党政研究. 2020（04）

[6] 基建狂魔中国9小时建成火车站，让世界人民都震惊了！而土澳的工作效率简直是慢出了天际……[N].腾讯网， 2018年3月2日

[7] 5G发牌一周年：5G网络建设彰显中国速度[N].中国产业经济信息网，2020年6月12日.

[8] 郝会霞，陈希荣，魏风军. 智能物流包装及其主要支撑技术浅析[J]. 今日印刷，2019（11）：25-27.

[9] 郝会霞，陈希荣，魏风军. 智能物流包装及其主要支撑技术浅析[J]. 今日印刷，2019（11）：25-27.

[10] 5G发牌一周年丨5G网络建设彰显中国速度.人民邮电报，2020年06月08日.

作者简介：李佩直（2000.2-）男，汉，北京人，本科在读，研究方向为5G与物流结合

余宴华（2001.2）女，汉，江西上饶人，本科在读，研究方向为5G与物流结合

茆嘉伟（2000.5-）男，汉，宁夏回族自治区银川，本科在读，研究方向为5G与物流结合

游思晴（1982.12-）女，汉，福建福州人，博士研究生，北京物资学院副教授，研究方向为5G与物流结合

基金项目：5G驱动下北京智能物流框架和运作模式研究（北京社科基金19GLC051）

本论文由北京市社会科学基金资助项目（19GLC051）5G驱动下北京智能物流框架和运作模式研究和北京物资学院大创项目5G驱动下的智能物流的应用前瞻性研究支助