1.2　5G 驱动力

与4G 相比，5G 试商用的频段提高到了28GHz 附近，频率的增高导致波长变短，进入了毫米波的范围。5G 将4G 的大规模天线阵列技术和波束赋形技术与毫米波配合使用以提升天线增益。5G 的同时同频全双工技术使得频谱资源的使用更加灵活，而终端直通（Device to Device，D2D）技术则实现了终端之间的直接通信。5G 采用低密度奇偶校验（Low Density Parity Check，LDPC）信道编码，提高了数据传输速率。以C-RAN 架构实现集中化处理，使得5G 系统的峰值速率提升10～20倍，达到10～20Gbps；用户体验速率提升10～100倍，达到0.1～1Gbps；流量密度提升100倍，达到10Tbps/km2；连接数密度提升10倍，每平方千米（km2）可接入设备数量达100万个。可以说，在移动应用场景下，5G 的优越性是显而易见的。

世界各国均对5G 产业投入大量资金与研发资本，积极布局5G 产业，中国、美国、日本、德国、英国、法国、法国、韩国在5G 投入上走在了世界前列。目前各国也都在频率规划、技术标准、产业发展等方面全力推进5G 的商用部署。

5G 蕴藏巨大的经济效益，推动着5G 技术革新与产业的快速发展。IHS Markit 预测，从2020年至2035年，5G 为全球GDP 创造的净值将达2.1万亿美元，相当于当前世界第七大经济体印度目前的GDP。可以说，5G 技术迅速发展的背后，是问题导向和社会效益的多重驱动。

1.2.1　问题导向

近几年，移动互联网与物联网飞速发展，AR/VR、超高清视频、云游戏等网络服务与应用已经成为社会生活中不可缺少的一部分，影响着人们生活的方方面面。这些新应用在满足人们应用需求的同时，也对通信基础设施带来了巨大挑战。视频流量、移动流量及接入智能设备的激增，无不对移动网络架构的重新设计与调整提出新的要求。此外，移动通信产业正处于从“以人为中心”的移动互联网向“以物为中心”的产业互联网的发展变革过程中，人工智能、大数据等技术在制造业、农业、物流、智慧城市、可穿戴设备等行业将与生产环节紧密结合，智能制造、智慧医疗等应用场景也对通信网络提出了新的技术要求，亟须5G 技术赋能行业应用。个人应用及行业应用对5G 移动通信系统的总体要求体现在三个方面：大带宽、泛连接、低时延。

（1）大带宽的要求

根据思科从2017年到2022年的流量趋势分析及预测报告，到2022年，全球年度互联网流量将达到4.8ZB，其中视频流量占比将达到82%，移动流量在2017年到2022年将增长7倍以上，来自移动设备的流量将占总流量的71%。随着个人用户创新应用及技术的发展，移动互联网将继续呈现高速增长的态势。此外，远程手术、远程互动教学等创新行业应用也将产生大量流量。移动流量和行业应用流量的快速增长对未来通信系统的设计提出了大带宽的应用要求。

（2）泛连接的要求

随着技术及应用创新的发展，智能设备、增强现实设备、车联网设备呈现爆发式增长态势，对网络接入的容量要求越来越高。尤其是工业互联网应用，工厂内的生产设备、信息采集设备逐渐实现直接互联，无线技术、网络技术与工业应用加速结合，在工厂生产区域内可能部署数以万计的传感器和执行器，在工厂外需要实现生产企业与供应链、物流链企业的广泛互联，对未来移动通信系统的海量连接能力提出了更高要求。

（3）低时延的要求

AR/VR、无人驾驶等场景对网络时延提出了较高要求，以VR 应用为例，为了解决使用者的晕眩问题，需要提高刷新率并降低时延，时延通常需要低于20ms。另外，语音识别、头部运动跟踪、视线跟踪、手势感应等都需要低时延处理。网络时延通常需要降到毫秒级时延。在工业应用场景下，以精准控制为例，对于通信网络的端到端时延要求低至1ms，并且支持99.999%的连接可靠性。

面对新业务应用提出的超高数据传输速率、海量设备接入、低时延端到端通信场景的需求，4G 网络已经难以满足。2019年6月，爱立信发布了移动市场报告，从移动用户、物联网、移动流量等方面对当前移动市场规模进行了统计，并对未来移动市场的发展趋势进行了预测。在移动用户方面，报告显示，全球移动用户以每年2%的增长率不断增加，目前已经达到79亿户。在新增用户方面，2019年第一季度全球移动用户增加了4400万户，其中中国新增移动用户增加了3000万户，排名世界第一。随着5G 在多个市场的商业部署，5G 终端数目将迎来快速增长，到2019年年底，全球有超过1000万户的5G 用户，预计到2024年年底，5G 签约用户将达到19亿户，占到当时移动签约用户总数的20%以上。

当前3G、4G 等移动技术已经推动蜂窝物联网在多个领域得到广泛应用，而随着5G技术的发展，未来物联网终端的数目也将飞速增加。报告显示，到2024年年底，窄带物联网（NB-IoT）和4G LTE Category M（Cat-M）有望占所有物联网连接的45%，将可以与5G 新空口（5G New Radio）完全共存于统一频段中。到2024年年底，近35%的以4G为主导的窄带互联网和蜂窝物联网，如果转向大带宽、低时延的5G 网络，吞吐量可高达数十Gbps，时延可降至5ms 以下。

随着终端类型、数目的增加，2019年第1季度全球移动数据每月已有近29EB，同比增长约82%，未来全球移动数据总流量将继续增长，2018年到2024年间的复合年均增长率为30%，到2024年年底有望达到每月131EB。到2024年年底，预计有35%的移动数据总流量将由5G 网络承载，同时5G 的人口覆盖率有望达到65%。

1.2.2　社会效益

2019年成为全球5G 商用元年，在未来几年，5G 技术将与云计算、物联网、人工智能、区块链等技术交织前进，对行业变革及社会经济发展带来极其深刻的影响。围绕行业规则制定、关键资源获取等方面的话语权，甚至会成为大国博弈的关注点。

在全球5G 竞争态势上，中国政府在政策层面给予了大力支持，大量涉及5G 的政策密集出台，包括《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》《2018年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单》《扩大和升级信息消费三年行动计划》等，推动了信息基础设施的提速升级，要求确保2020年启动5G 商用。

在2018年12月初试验牌照发放后，国内三大运营商全面启动5G 规模试验和行业应用示范，积极运营5G 进行融合创新。中国联通在北京、上海、广州等7个特大及重点城市实现城区连续覆盖，在33个大城市实现热点区域覆盖，同时推出N个面向行业的定制化5G 专网。中国移动在5个城市开展网络规模试验，在12个城市进行5G 业务示范试验网建设，建设31个应用场景5G 示范点。中国电信在17个城市进行5G 试验网建设，积累了200多家5G 应用创新实践联合试验客户。

中国具有体量巨大的移动市场，截至2018年年底，拥有12亿户独立用户，规模几乎是北美地区的4倍。其中，超过97%的用户来自中国内地，其余用户分布在香港、澳门和台湾地区。同时值得注意的是，中国移动互联网普及率在不到10年的时间内增长了三倍。巨大的市场规模及增长率将带来非常高的经济效益。中国信息通信研究院预测，2020年5G 正式商用，将带动中国直接产值约4840亿元，其中网络设备和终端设备占4500亿元，间接产值1.2万亿元；到2035年，将分别带动直接产值6.3万亿元，间接产值10.6万亿元。5G 技术的应用与普及也将在世界范围内带来非常巨大的经济效益，德勤咨询公司预测，2020—2035年期间，全球5G 产业链投资总规模将达到3.5万亿美元，由5G 技术驱动的行业应用销售额将达到12万亿美元。

国外也纷纷将5G 定为新一代移动通信技术，投入巨大力量。在2018年9月，美国联邦通信委员会（FCC）发布“5G 加速计划”，从频谱分配、基础设施及监管方式的现代化三方面促进5G 发展。2018年10月，发布了《关于制定美国未来可持续频谱战略的总体备忘录》，呼吁2019年中期制定国家频谱战略。同时，美国运营商T-mobile 与Sprint合并，合作发力5G。Verizon 全球首发5G 固网无线接入业务，2019年在芝加哥和明尼阿波利斯推出5G 超宽带网络。在产业链方面，硅谷科技企业掌握多项5G 技术核心，合力发展5G。从加快部署、解除管制、促进技术扩散三个维度扩大5G 应用。

韩国也在5G 方面走在前列。在2018年4月，韩国发布《创新增长引擎》计划。在2019年4月，发布5G+战略，鼓励政府与民间资本携手推进5G 发展。2019年，韩国三家运营商均提前商用5G 移动网业务，共享通信基础设施，线路相互引入，改善通信瓶颈，并计划于2022年建设成熟的全国性5G 网络，覆盖93%的人口。

日本在2019年正式分配5G 频谱，内政和通信部发布“到2020年实现5G 应用”的政策，促进5G 发展。提出“超智能社会Society 5.0”战略，旨在通过信息通信技术实现网络空间与现实空间的高度融合。日本运营商积极响应政府号召，面向社会整体ICT 化拓展5G 场景和服务。Softbank 侧重于互联网业务，并开始探索卫星行业，推动现有通信与IT、互联网等新业务的协同。NTT DoCoMo 关注非电信增值业务，通过合作、投资、收购等方式，向提供整合服务的公司转型。

欧盟在5G 发展上稍慢于东亚、北美，在2018年5月联合发布5G 合作协议。北欧五国表示，要在信息通信领域加强合作，提出一系列举措。但是由于频谱资源匮乏等原因，5G 研究开发和商业化布局进展缓慢。北欧五国签署合作协议，有限投资本地5G 网络建设，并鼓励北欧国家之间在5G 领域更密切合作。

数字化转型是未来中国的发展趋势，5G 技术革新是支撑数字化转型的核心关键技术，技术创新也是5G 发展的内在驱动力。5G 时代基础通信仅是应用中的一小部分，5G技术在商业、工业、医疗、教育等领域的创新应用才是5G 价值真正体现的蓝海，5G 技术将大力推动移动互联网向产业互联网的发展进程。5G 技术改变了以往以语音、流量业务为主的无线通信服务方式，加入了跨界垂直应用，如车联网、工业控制、远程医疗、智能家居、环境监测等，从前几代通信系统对无线技术的要求转变为对无线、网络领域众多关键技术的总体要求，呈现出体系化发展的新特性。

针对多业务场景对网络通信的不同要求，5G 非常强劲地促进了技术创新，推动了无线技术、网络技术的革新与发展。大规模天线阵列（Massive MIMO）技术通过提高系统的频谱效率，在容量提升、干扰抑制、边缘覆盖、多场景支持等方面起到非常大的性能改进作用。MEC（移动边缘计算）技术针对本地化、大带宽、低时延业务提供优化的服务运行环境，同时提供虚拟迁移技术，实现内嵌应用在不同位置的迁移。网络切片技术基于统一物理基础设施的逻辑网络，面向不同用户提供定制的网络功能和服务特性。高频通信及混合波束成形技术同样得以迅速发展。

未来，5G 无线通信技术的迅猛发展，将促进无线技术在各行业的广泛应用，推动各行业数字经济的转型。