1.2　5G 驅動力

與4G 相比，5G 試商用的頻段提高到了28GHz 附近，頻率的增高導致波長變短，進入了毫米波的范圍。5G 將4G 的大規模天線陣列技術和波束賦形技術與毫米波配合使用以提升天線增益。5G 的同時同頻全雙工技術使得頻譜資源的使用更加靈活，而終端直通（Device to Device，D2D）技術則實現了終端之間的直接通信。5G 采用低密度奇偶校驗（Low Density Parity Check，LDPC）信道編碼，提高了數據傳輸速率。以C-RAN 架構實現集中化處理，使得5G 系統的峰值速率提升10～20倍，達到10～20Gbps；用戶體驗速率提升10～100倍，達到0.1～1Gbps；流量密度提升100倍，達到10Tbps/km2；連接數密度提升10倍，每平方千米（km2）可接入設備數量達100萬個?？梢哉f，在移動應用場景下，5G 的優越性是顯而易見的。

世界各國均對5G 產業投入大量資金與研發資本，積極布局5G 產業，中國、美國、日本、德國、英國、法國、法國、韓國在5G 投入上走在了世界前列。目前各國也都在頻率規劃、技術標準、產業發展等方面全力推進5G 的商用部署。

5G 蘊藏巨大的經濟效益，推動著5G 技術革新與產業的快速發展。IHS Markit 預測，從2020年至2035年，5G 為全球GDP 創造的凈值將達2.1萬億美元，相當于當前世界第七大經濟體印度目前的GDP?？梢哉f，5G 技術迅速發展的背后，是問題導向和社會效益的多重驅動。

1.2.1　問題導向

近幾年，移動互聯網與物聯網飛速發展，AR/VR、超高清視頻、云游戲等網絡服務與應用已經成為社會生活中不可缺少的一部分，影響著人們生活的方方面面。這些新應用在滿足人們應用需求的同時，也對通信基礎設施帶來了巨大挑戰。視頻流量、移動流量及接入智能設備的激增，無不對移動網絡架構的重新設計與調整提出新的要求。此外，移動通信產業正處于從“以人為中心”的移動互聯網向“以物為中心”的產業互聯網的發展變革過程中，人工智能、大數據等技術在制造業、農業、物流、智慧城市、可穿戴設備等行業將與生產環節緊密結合，智能制造、智慧醫療等應用場景也對通信網絡提出了新的技術要求，亟須5G 技術賦能行業應用。個人應用及行業應用對5G 移動通信系統的總體要求體現在三個方面：大帶寬、泛連接、低時延。

（1）大帶寬的要求

根據思科從2017年到2022年的流量趨勢分析及預測報告，到2022年，全球年度互聯網流量將達到4.8ZB，其中視頻流量占比將達到82%，移動流量在2017年到2022年將增長7倍以上，來自移動設備的流量將占總流量的71%。隨著個人用戶創新應用及技術的發展，移動互聯網將繼續呈現高速增長的態勢。此外，遠程手術、遠程互動教學等創新行業應用也將產生大量流量。移動流量和行業應用流量的快速增長對未來通信系統的設計提出了大帶寬的應用要求。

（2）泛連接的要求

隨著技術及應用創新的發展，智能設備、增強現實設備、車聯網設備呈現爆發式增長態勢，對網絡接入的容量要求越來越高。尤其是工業互聯網應用，工廠內的生產設備、信息采集設備逐漸實現直接互聯，無線技術、網絡技術與工業應用加速結合，在工廠生產區域內可能部署數以萬計的傳感器和執行器，在工廠外需要實現生產企業與供應鏈、物流鏈企業的廣泛互聯，對未來移動通信系統的海量連接能力提出了更高要求。

（3）低時延的要求

AR/VR、無人駕駛等場景對網絡時延提出了較高要求，以VR 應用為例，為了解決使用者的暈眩問題，需要提高刷新率并降低時延，時延通常需要低于20ms。另外，語音識別、頭部運動跟蹤、視線跟蹤、手勢感應等都需要低時延處理。網絡時延通常需要降到毫秒級時延。在工業應用場景下，以精準控制為例，對于通信網絡的端到端時延要求低至1ms，并且支持99.999%的連接可靠性。

面對新業務應用提出的超高數據傳輸速率、海量設備接入、低時延端到端通信場景的需求，4G 網絡已經難以滿足。2019年6月，愛立信發布了移動市場報告，從移動用戶、物聯網、移動流量等方面對當前移動市場規模進行了統計，并對未來移動市場的發展趨勢進行了預測。在移動用戶方面，報告顯示，全球移動用戶以每年2%的增長率不斷增加，目前已經達到79億戶。在新增用戶方面，2019年第一季度全球移動用戶增加了4400萬戶，其中中國新增移動用戶增加了3000萬戶，排名世界第一。隨著5G 在多個市場的商業部署，5G 終端數目將迎來快速增長，到2019年年底，全球有超過1000萬戶的5G 用戶，預計到2024年年底，5G 簽約用戶將達到19億戶，占到當時移動簽約用戶總數的20%以上。

當前3G、4G 等移動技術已經推動蜂窩物聯網在多個領域得到廣泛應用，而隨著5G技術的發展，未來物聯網終端的數目也將飛速增加。報告顯示，到2024年年底，窄帶物聯網（NB-IoT）和4G LTE Category M（Cat-M）有望占所有物聯網連接的45%，將可以與5G 新空口（5G New Radio）完全共存于統一頻段中。到2024年年底，近35%的以4G為主導的窄帶互聯網和蜂窩物聯網，如果轉向大帶寬、低時延的5G 網絡，吞吐量可高達數十Gbps，時延可降至5ms 以下。

隨著終端類型、數目的增加，2019年第1季度全球移動數據每月已有近29EB，同比增長約82%，未來全球移動數據總流量將繼續增長，2018年到2024年間的復合年均增長率為30%，到2024年年底有望達到每月131EB。到2024年年底，預計有35%的移動數據總流量將由5G 網絡承載，同時5G 的人口覆蓋率有望達到65%。

1.2.2　社會效益

2019年成為全球5G 商用元年，在未來幾年，5G 技術將與云計算、物聯網、人工智能、區塊鏈等技術交織前進，對行業變革及社會經濟發展帶來極其深刻的影響。圍繞行業規則制定、關鍵資源獲取等方面的話語權，甚至會成為大國博弈的關注點。

在全球5G 競爭態勢上，中國政府在政策層面給予了大力支持，大量涉及5G 的政策密集出臺，包括《關于進一步擴大和升級信息消費持續釋放內需潛力的指導意見》《2018年新一代信息基礎設施建設工程擬支持項目名單》《擴大和升級信息消費三年行動計劃》等，推動了信息基礎設施的提速升級，要求確保2020年啟動5G 商用。

在2018年12月初試驗牌照發放后，國內三大運營商全面啟動5G 規模試驗和行業應用示范，積極運營5G 進行融合創新。中國聯通在北京、上海、廣州等7個特大及重點城市實現城區連續覆蓋，在33個大城市實現熱點區域覆蓋，同時推出N個面向行業的定制化5G 專網。中國移動在5個城市開展網絡規模試驗，在12個城市進行5G 業務示范試驗網建設，建設31個應用場景5G 示范點。中國電信在17個城市進行5G 試驗網建設，積累了200多家5G 應用創新實踐聯合試驗客戶。

中國具有體量巨大的移動市場，截至2018年年底，擁有12億戶獨立用戶，規模幾乎是北美地區的4倍。其中，超過97%的用戶來自中國內地，其余用戶分布在香港、澳門和臺灣地區。同時值得注意的是，中國移動互聯網普及率在不到10年的時間內增長了三倍。巨大的市場規模及增長率將帶來非常高的經濟效益。中國信息通信研究院預測，2020年5G 正式商用，將帶動中國直接產值約4840億元，其中網絡設備和終端設備占4500億元，間接產值1.2萬億元；到2035年，將分別帶動直接產值6.3萬億元，間接產值10.6萬億元。5G 技術的應用與普及也將在世界范圍內帶來非常巨大的經濟效益，德勤咨詢公司預測，2020—2035年期間，全球5G 產業鏈投資總規模將達到3.5萬億美元，由5G 技術驅動的行業應用銷售額將達到12萬億美元。

國外也紛紛將5G 定為新一代移動通信技術，投入巨大力量。在2018年9月，美國聯邦通信委員會（FCC）發布“5G 加速計劃”，從頻譜分配、基礎設施及監管方式的現代化三方面促進5G 發展。2018年10月，發布了《關于制定美國未來可持續頻譜戰略的總體備忘錄》，呼吁2019年中期制定國家頻譜戰略。同時，美國運營商T-mobile 與Sprint合并，合作發力5G。Verizon 全球首發5G 固網無線接入業務，2019年在芝加哥和明尼阿波利斯推出5G 超寬帶網絡。在產業鏈方面，硅谷科技企業掌握多項5G 技術核心，合力發展5G。從加快部署、解除管制、促進技術擴散三個維度擴大5G 應用。

韓國也在5G 方面走在前列。在2018年4月，韓國發布《創新增長引擎》計劃。在2019年4月，發布5G+戰略，鼓勵政府與民間資本攜手推進5G 發展。2019年，韓國三家運營商均提前商用5G 移動網業務，共享通信基礎設施，線路相互引入，改善通信瓶頸，并計劃于2022年建設成熟的全國性5G 網絡，覆蓋93%的人口。

日本在2019年正式分配5G 頻譜，內政和通信部發布“到2020年實現5G 應用”的政策，促進5G 發展。提出“超智能社會Society 5.0”戰略，旨在通過信息通信技術實現網絡空間與現實空間的高度融合。日本運營商積極響應政府號召，面向社會整體ICT 化拓展5G 場景和服務。Softbank 側重于互聯網業務，并開始探索衛星行業，推動現有通信與IT、互聯網等新業務的協同。NTT DoCoMo 關注非電信增值業務，通過合作、投資、收購等方式，向提供整合服務的公司轉型。

歐盟在5G 發展上稍慢于東亞、北美，在2018年5月聯合發布5G 合作協議。北歐五國表示，要在信息通信領域加強合作，提出一系列舉措。但是由于頻譜資源匱乏等原因，5G 研究開發和商業化布局進展緩慢。北歐五國簽署合作協議，有限投資本地5G 網絡建設，并鼓勵北歐國家之間在5G 領域更密切合作。

數字化轉型是未來中國的發展趨勢，5G 技術革新是支撐數字化轉型的核心關鍵技術，技術創新也是5G 發展的內在驅動力。5G 時代基礎通信僅是應用中的一小部分，5G技術在商業、工業、醫療、教育等領域的創新應用才是5G 價值真正體現的藍海，5G 技術將大力推動移動互聯網向產業互聯網的發展進程。5G 技術改變了以往以語音、流量業務為主的無線通信服務方式，加入了跨界垂直應用，如車聯網、工業控制、遠程醫療、智能家居、環境監測等，從前幾代通信系統對無線技術的要求轉變為對無線、網絡領域眾多關鍵技術的總體要求，呈現出體系化發展的新特性。

針對多業務場景對網絡通信的不同要求，5G 非常強勁地促進了技術創新，推動了無線技術、網絡技術的革新與發展。大規模天線陣列（Massive MIMO）技術通過提高系統的頻譜效率，在容量提升、干擾抑制、邊緣覆蓋、多場景支持等方面起到非常大的性能改進作用。MEC（移動邊緣計算）技術針對本地化、大帶寬、低時延業務提供優化的服務運行環境，同時提供虛擬遷移技術，實現內嵌應用在不同位置的遷移。網絡切片技術基于統一物理基礎設施的邏輯網絡，面向不同用戶提供定制的網絡功能和服務特性。高頻通信及混合波束成形技術同樣得以迅速發展。

未來，5G 無線通信技術的迅猛發展，將促進無線技術在各行業的廣泛應用，推動各行業數字經濟的轉型。