[行业分析]我国5G发展现状及未来趋势浅析

一、5G技术研发试验进入第三阶段

我国启动第三阶段5G技术研发试验。2017年11月23日，工信部启动了5G技术研发试验第三阶段工作，要求有关单位明确第三阶段测试目标、内容和指标要求，加快完成试验环境的建设与优化，加快设备研发，开展融合试验，加强统筹安排，力争于2018年底前实现第三阶段试验基本目标，支撑我国5G规模试验全面展开。同时，2018年1月2日，5G技术研发试验第三阶段规范评审会在北京召开，评审专家组对IMT-2020（5G）推进组制定的5G技术试验第三阶段首批规范进行了评审，包括《5G核心网设备技术要求》、《5G低频基站设备功能技术要求》、《5G终端设备技术要求》等八项规范，表明我国5G技术研发试验已进入第三阶段。

IMT-2020(5G)推进组在2016年的“5G技术研发试验”启动会上已明确表示，基于ITU和3GPP确定的5G工作计划，结合全球主要企业的5G研发计划，我国5G试验分两步实施，第一步为5G技术研发试验（2016年至2018年），主要目标是支撑5G国际标准研制，第二步为5G产品研发试验（2018年至2020年），主要目标是基于3GPP标准的第一版本，开展5G预商用测试。第一步的5G技术研发试验总体规划为三个阶段：第一阶段是5G关键技术验证阶段（2016年1月-2016年9月）、第二阶段是5G技术方案验证阶段（2016年6月-2017年9月）、第三阶段是5G系统验证阶段（2017年6月-2018年10月）。

图 1  我国5G技术研发试验总体规划

资料来源：IMT-2020(5G)推进组，国研网行业研究部加工整理

截至2016年11月，我国完成了5G技术研发试验第一阶段工作并召开了第二阶段技术规范验证工作发布会，期间IMT-2020(5G)推进组发布了《5G技术研发试验总体方案》、《5G网络架构技术》、《5G无线技术架构》、《5G愿景与需求》等技术方案及白皮书。截至2017年9月，我国完成了5G技术研发试验第二阶段工作并启动了第三阶段系统验证工作，期间IMT-2020(5G)推进组发布了《5G网络架构设计》、《5G网络安全需求与架构》、《5G承载需求》、《5G核心网云化部署需求与关键技术》等白皮书。

第三阶段试验重点面向推进5G商用。总体来看，第一阶段测试验证了5G新型网络架构的技术可行性以及5G网络设备灵活的高效的资源编排和调度能力，且这些5G关键技术也被公认为5G网络里标志性技术，能满足不同场景需求的网络切片在管理、运行、隔离和部署等方面的功能和性能，为5G提供万物互联打下基础。第二阶段测试基于统一的试验平台、统一频率、统一设备和测试规范开展，针对各厂商面向5G移动互联网和物联网不同应用场景的技术方案完成了验证，为形成具有竞争力的全球统一5G国际标准、打造5G产业链和创新链提供支撑。第三阶段测试将以核心网和5GC设备要求、基站和终端设备要求、无线网移动性要求、射频和性能OTA测试、5G语音方案研究验证、无线接口互操作要求为重点内容，完成非独立组网NSA和独立组网SA全测试。

二、5G中段频谱规划出台，标准制定的国际竞争力增强

发布5G中段频谱规划。由于5G具备远超以往的带宽、更高的速率，且同时支持千亿级物联网设备的联接，5G所需频谱数量远超2G、3G、4G移动通信之和，加之5G需要满足移动宽带、低时延、超大规模组网三大应用场景，5G系统在规划之初就确定了“全频段”，需要从高频、中频、低频统筹规划。工信部在2017年7月14日发布了《批复新增5G技术试验用频》文件，批复4.8-5.0GHz、24.75-27.5 GHz和37-42.5GHz频段用于我国5G技术研发试验，为5G系统技术研发、国际标准制定和加速推进5G产业发展提供了大力支持。同时，为适应和促进5G系统在我国的应用和发展，结合我国频率使用的实际情况，工信部于2017年11月15日发布了《关于第五代移动通信系统使用3300－3600MHz和4800－5000MHz频段相关事宜的通知》，规划3300－3600MHz和4800－5000MHz频段作为5G系统的工作频段，其中，3300-3400MHz频段原则上限室内使用，这代表我国5G频谱规划正式出台，成为国际上第一个发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。

虽然此次频谱规划只是中段频谱并不代表全部频段，但代表的是未来中国5G将要使用的主要频段，且3.5GHz因为有利于信号覆盖，被全球多个国家视为5G网络的先锋频段。至于低频段资源早已分配完毕，运营商手中的低频段资源仍然应用在2G、4G网络中，而被称为数字红利的700MHz频谱一直控制在广电系统中，无法重新分配给移动网络。而高频段虽然欧美都有规划，工信部此前公布的五个试验频段中也有两个高频段，但目前国内高频射频产业还不成熟，规模商用难度很大。因此，5G中段频谱规划发布明确了我国5G将围绕中频段展开，将为我国5G标准、技术、设备等产业链发展提供实施参照标准，必将加快我国5G的推进速度，并在国际上保持领先地位。

图 2  全球主要国家和地区5G频谱规划

资料来源：财通证券研究所，国研网行业研究部加工整理

积极参与全球5G标准制定。2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR标准NSA（非独立组网）方案正式冻结并发布；2018年6月13日，3GPP RAN第80次全体会议上，5G NR标准SA（独立组网）方案正式冻结并发布，这标志着首个真正完整意义的国际5G系统标准正式出炉。5G系统标准发布，不仅使5G NR具备了独立部署的能力，也带来全新的端到端新架构，意味着全球移动通信行业将全面开展5GNR大规模试验和商业部署。我国积极参与全球5G标准制定，且中国运营商、设备商在5G标准制定过程中占据了主导地位。如华为主推的Polar Code（极化码）方案，成为5G控制信道eMBB场景编码方案；中国移动共向3GPP提交了1000余篇有关5G空口标准化提案。

图 3  3GPP 5G NR部署标准

资料来源：3GPP工作组，国研网行业研究部加工整理

回顾我国移动通信产业发展历史，经历了2G追赶、3G突破、4G并行发展历程，在全球5G研发、标准化制定和产业规模应用等方面逐步实现了突破，取得领先地位。3G时代，虽然我国的TD-SCDMA技术不够成熟，但它使得中国通信技术第一次跟上了世界的脚步；4G时代，TD-LTE技术的发展让中国通信技术第一次成为了世界的主流技术之一；5G时代，华为主推的Polar码成为5GeMBB场景的控制信道编码方案，是我国在信道编码领域首次突破，打破了欧美特别是美国企业在通信技术上的垄断，也为我国在5G标准中争取较以往更多的话语权奠定了基础。同时，中国无线通信标准研究组于1999年加入3GPP，随着中国厂商和运营商的发展，我国在其中的地位越来越重要，目前有几十家企业或机构成为了3GPP的伙伴，包括设备商华为、中兴、大唐、普天、信威，芯片制造商海思、展讯等，手机厂商vivo、OPPO、努比亚、酷派、小米，运营商中国移动、中国联通、中国电信，及中国信通院等。

三、5G商用试点稳步推进

商用试点政策不断出台。2017年12月，发改委发布了《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》，明确2018年在6GHz以下频段在不少于5个城市开展5G网络建设，每个城市5G基站数量不少50个，全网5G终端数量不少于500个。2018年2月，发改委发布了2018年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单，中国电信、中国移动、中国联通均获得5G规模组网建设及应用示范工程资格；同时，工信部为了完善5G试点建设管理，批准上海、武汉、广州、杭州、苏州5个城市开展5G试点。2018年4月，发改委要求5G规模组网建设及应用示范工程以直辖市、省会城市及珠三角、长三角、京津冀区域主要城市等为重点进行建设，并正式批准北京、天津、青岛、杭州、南京、武汉、贵阳、成都、深圳、福州、郑州、沈阳12个城市开展5G试点。可以看出，由于当时5G国际标准还没正式确定，加之铁塔、机房、光纤、基站等都需要大额投入，为了避免投资浪费和加强统一管理，5G试点城市建设主要是由发改委和工信部推动和统一管理，而不是4G时代运营商自建试点城市的模式。

三大运营商加速5G战略部署。中国移动已制定了面向2020年的5G发展规划，计划在2019年推出5G服务；终端方面启动了“5G 终端先行者计划”，将于2018年启动测试终端采购，2019年将采购智能手机、AR/VR、5G模组；产业应用方面，成立了“中国移动5G联合创新中心”，围绕基础通信能力、物联网、车联网、工业互联网、云端机器人、虚拟/增强现实六大领域，与产业伙伴开展业务应用和产业布局。中国电信发布了三阶段5G发展规划，一是2017-2018年开展小规模外场试验，完成网络架构和关键技术研究以及概念验证；二是2018下半年到2019年开展规模及预商用试验，对多厂商设备进行组网，实施4G/5G互操作；三是2020年实现5G正式商用目标，在重点城市重点区域规模部署5G并开展商用。中国联通表示，将以打造极致用户体验为目标，引入最新国际标准高起点建设5G精品网络，计划2019年进行5G业务规模示范应用及试商用，在2020年实现正式商用。

四、频谱分配和构建产业生态将成未来发展重点

频谱分配和高频段5G技术研究是未来重点。5G时代的建设已经日益迫近，频谱规划与分配成为了业界关注的焦点。我国5G试验分为技术研发和产品研发两步，如今我国5G技术试验已经进入第三阶段，开展5G产品试验推进商用将成未来发展重点。然而，要顺利推进5G商用试点就必须先解决运营商之间频谱分配问题，我国已经出台了5G中段频谱规划，因此，如何在三大运营商之间进行频谱分配将是未来5G发展的热点。一方面，频谱分配需要考虑三大运营商现有的频谱资源和技术，通过软件升级实现4G向5G平滑演进，使4G基站的硬件设备在5G得以复用来降低运营商投资成本并提升频谱使用灵活性；另一方面，频谱分配还需要考虑不同频谱的特性、运营商的实力、产业链完善程度等因素，通过频谱分配来完善行业竞争环境。同时，我国的频谱规划只是中段频谱并不代表全部频段，而高频段的资源开发已经是全球产业界的共识，加之高频段频谱资源的丰富性，高频段的技术及产品试验也将成为未来5G发展的重点方向。

构建产业生态加速5G商用是未来热点。5G标准已正式发布且我国5G技术试验取得突破并已发布频谱规划，为5G商用和产业化奠定了良好基础，未来如何构建5G产业生态和拓展商业应用将成5G发展的关注焦点。2018年IMT-2020(5G)峰会就是以“构建5G新生态”为主题，并召开了“5G商用计划”、“5G与垂直行业融合”等主题讨论，且工信部副部长陈肇雄在会上也表示，要打造5G完整产业链，加快5G应用拓展，支撑服务经济实现数字化、网络化、智能化高质量发展。从构建产业生态来看，我国5G技术试验第三阶段的重点是开展商用前的设备单站、组网、互操作，以及系统、芯片、仪表等产业链上下游的互联互通测试，且5G终端核心技术需要包括高频段、高带宽、多模多频段、不同组网模式、语音能力、高速率和多天线要求，因此，智能终端、芯片、天线等将是5G产业链生态建设的主要方向。从商业应用方面来看，车联网、VR/AR、医疗健康、工业互联网等将成为5G应用重点领域，我国将建立跨行业、跨部门协调推进机制，明确5G重点应用的发展规划和具体行动计划，围绕技术、标准、产业、政策等方面与5G商用部署实现全方位协同。