5G通信建设工程技术前沿报告 （ 2018-2019年） 2018年 12月 目 录 一、研究概述 . 1 二、全球发展态势 . 2 （一） 5G 的标准化进展 . 2 （二） 世界主要国家 5G 发展情况 . 3 三、我国 5G 发展现状 . 8 （一） 我国政府积极推动 5G 发展 . 8 （二） 国内运营商正积极进行 5G 技术研究、试点验证及商用部署 . 9 1. 中国移动的 5G 技术研究及商用准备工作 . 9 2. 中国电信的 5G 技术研究及 网络发展情况 . 10 3. 中国联通的 5G 技术研究及商用准备工作 . 11 四、技术预见 . 13 （一） 国际技术预见 . 13 （二） 国内技术预见 . 14 1. 5G 核心网云化技术 . 14 2. 移动边缘计算（ MEC）技术 . 15 3. 5G 上行覆盖增强技术 . 15 4. 分布式数字室分、小微基站 . 17 5. 5G 语音解决方案： VoNR 部署前， EPSFallback+VoLTE. 17 6. 5G 网络智能运维和智能优化技术 . 18 五、工程难题 . 19 （一） 国际工程难题 . 19 （二） 国内工程难题 . 19 1. 网络云化带来的规划和运维挑战 . 20 2. 网络演进、高密度组网、多天线、多业务等带来的规划和建设难题 .20 3. 高频率、高功耗、大带宽给基站建设带来的难题 . 21 4. 5G 网络数据采集和处理面临挑战 . 27 5. 5G 网络发展给仿真软件平台建设带来挑战 . 28 6. 信息化和互联网 +加速勘察设计平台的应用 . 29 六、政策建议 . 30 （一） 技术政策建议 . 30 1. 少走弯路，尽早部署 5GSA 网络 . 30 2. 降低建网成本，鼓励共建共享，并加强 5G 网络共享相关技术研究 30 3. 尽早开放低频重耕用于 5G 部署 . 30 4. 鼓励并推动 5G 节能技术研究 . 31 （二） 产业政策建议 . 31 1. 大力发展 5G 芯片、终端产业，提供更加丰富实用的 5G 终端类型 .31 2. 大力推动基于 5G 的个性化业务 . 31 3. 必要的强制性法令，强力努力推动 5G 在垂直行业的应用 . 32 一、研究概述 “ 4G 改变生活， 5G 改变社会 ” ，这已经成为通信行业内的共识。 3G/4G 时代，移动互联网实现了人与人之间的迅捷连接和移动宽带数据接入，人们使用移动终端进行网上冲浪、即时通信、电子邮件、 移动视讯等等移动数据业务，尤其微信、叫车软件、电子导航、电子 支付等等与日常生活息息相关移动数据业务，更是给人们生活带来了 巨大便利，极大得改变了人们的生活方式。 到了 5G 时代， 5G 网络将提供更加强大的移动接入和连接能力， 不仅仅是人与人之间，还包括人与物、物与物之间都可以进行更加广 泛的多种连接，每个人、每个物都会成为互联网上的一个节点，数据 交互内容和方式也将更加丰富多样，从而开创万物互联的新时代。尤其是，5G 技术与人工智能相结合，与生产流程和工业控制相结合， 将极大改变人类的生产方式，极大提升社会生产力水平，从而极大提高国家的综合竞争力。所以说， 5G 的发展， 不仅事关国内移动网络 运营商之间的竞争，同时还关乎人们的生产和生活等切身利益，关乎 国家的产业升级和融合变革，甚至关乎整个国家的综合竞争力和发展 成败。 本研究报告将汇总 5G 在全球及我国的发展现状，分析 5G 带来的技术和工程挑战，并为中国的 5G 的发展提出建议。 二、全球发展态势 （一） 5G 的标准化进展 2015 年 6 月国际电联 ITU-RWP5D 第 22 次会议上， ITU 完成了 5G 发展史上的一个重要里程碑：正式命名 5G 为 IMT-2020，并确定了 5G 的愿景和时间表。 ITU-R 确定的 5G 主要应用场景有 3 大类，分别是增强型移动宽带 （ eMBB） 、超高可靠与低延迟通信 （ URLLC） 和大规模机器通信 （ mMTC）。其中，增强型移动宽带 eMBB 通过支持更高效的数据传输，降低每比特数据传输成本，支持面向一系列终端和应用的无线宽带覆盖，适用于地铁等连续广域覆盖场景和住宅区、办公区等热点高容量区域；超 高可靠与低延迟通信主要作用于垂直行业和交通自动化等领域，如工 业控制、智能电网、远程医疗、车联网、无人机；大规模机器通信则 适用于农业、能源、公用事业、城市基础设施与环境监控等方向。 5G 的主要能力指标见表 1。 表 1 5G 关键性能指标（与 4G 对比） 指标 名称 流量 密度 连接 密度 时延 移动性 能效 用户体 验速率 频谱 效率 峰值 速率 4G 0.1Mbps/m2 10 万 /km2 10ms 350km/h 1 倍 10Mbps 1 倍 1Gbps 5G 10Mbps/m2 100 万 /km2 1ms 500km/h 100 倍 100Mbps 3 倍 20Gbps 与 4G 一样， 3GPP 也引领和主导了 5G 的标准化工作。 3GPP 关于 5G 的相关标准研究工作起始于 R14 版本，主要开展了 5G 系统框架和关键技术的研究。 3GPP 于 2017 年 12 月完成了 R15NSA 版本，于 2018 年 6 月完成了 R15SA 版本，并计划于 2018 年 12 月完成 R15 的最后一个版本。上述 R15 主要满足 eMBB 业务需求，并包含 URLLC 的部分功能。 R16 将是完整的 5G 标准，满足 5G 全业务需求， 按照计划将于 2019 年底发布，并于 2020 年初向 ITU 提交。 相关进程参见图 1。 （二） 世界主要国家 5G 发展情况 目前全球许多国家都在加快布局 5G，根据 GSA全球 5G 进展 : 试验、部署、商用报告 ,截至 2018 年 8 月，全球参与 5G 布局的国家已扩展至 66 个 ,相关运营商数目达到 154 家，尤其欧美韩日等发达国家和地区，已经在频率资源准备、产业发展等方面进行了积极部署 和推动，相关运营商也正积极准备 5G 商用的一系列实验室和外场测 试等工作。 频谱资源准备是 5G 商用首先要解决的重要问题，某种程度上说， 为 5G 准备了什么样的频段，就决定了 5G 能建成什么样的网络。目前， 3.5 GHz 和 26/28GHz 是全球主要的 5G 频段，但由于各国剩余可用频 图 1 5G 标准化进程 率资源的不同，在 5G 频谱的准备和 5G 推进策略上也有很大差异。 （ 1） 美国 美国 5G 推进策略主要是通过发放新频谱来促进宽带移动通信的发展。 美国是全球首个为 5G 划定高频段频谱的国家。 2016 年 7 月 14 日，美国联邦通信委员会 (FCC)发布用于移动业务的 24GHz 以上频段的公告，确定将 28GHz(27.5-28.35GHz)、 37GHz(37-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)和 64-71GHz 四个毫米波频段用于 5G 技术，并且将继续寻求关于 95GHz 以上频段的使用意见。此外， FCC 还通过立法提案，为另外 18GHz 频谱的灵活应用铺平道路。 FCC 的目地是通过采用频谱共享机制，在包含 5G 在内的新型无线服务、当前和未来的卫 星业务、联邦应用之间寻找频谱需求的平衡，在低频段、中频段和高 频段中分别开放频谱资源，为 5G 无线网商用部署提供保障，重点关 注包括 3.7-4.2GHz、 5.925-6.425GHz 和 6.425-7.125GHz 在内的中频 段。 目前，美国 Verizon 和 AT T 均发布了采用毫米波的计划。 Verizon 正在将高带频谱用于固定无线住宅宽带服务； AT T 也将使用毫米波频谱用于 5G。 美国第三和第四大移动运营商 T-MobileUS 和 Sprint 与 2018 年 4 月宣布合并，从而在 5G 市场上与 Verizon 和 AT T 展开竞争。而T-Mobile 拥有美国 全国范围的 600MHz 频谱许可证，计划于 2019 年于 600MHz 频段部署 5G 商用网络，其已部署的 LTE600M 基站将可升级 至 5G。 （ 2） 欧洲 在欧洲地区，欧盟着力的方向包括推动 5G 与行业建立融合的生态系统、制定 5G 推进时间表、协调成员国加速推进 5G 技术发展。欧盟关于 5G 架构的观点白皮书中提出， 5G 网络架构应具备为汽车、能源、食品、农业、医疗、教育等垂直行业提供定制化专网组网服务 的能力， 5G 技术与商业生态系统的对接，有利于 5G 网络能够高效率、 低成本地提供各类新兴业态服务。 欧盟所提出的 5G 架构主要包括五大方面：物理资源层面、逻辑与功能层面、系统管理层面、基础设施控制层面、应用于业务服务层面。 欧盟所提出的 5G 设计目标主要包括：端到端的网络切片；以 SDN （ 软件定义网络 ） /NFV（ 网络功能虚拟化 ） 来使能；与现有 4GLTE 及其后续演进集成 /整合；控制平面与用户数据平面相分离；无线接入 网络与核心网络相分离；可被虚拟化的元素以及哪些元素不能被虚拟 化；各种虚拟网络功能的灵活部署；新兴 5G 功能的特定示例；多连接； C-RAN（集中式无线接入网 ） 、 D-RAN（分布式无线接入网）与不 同功能分离；新兴的 5G 回程技术；固移融合；云设施的研发；多域 编排；把 “ 网络信息安全 ” 作为 5G 架构设计的组成部分。 2016 年 9 月，欧盟推出 5G 行动计划，提出 5G 时间进程： 2017 年 3 月公布测试计划，并开始测试， 2017 年年底之前制定出完整的 5G 部署路线图； 2018 年开始预商用测试； 2020 年年底前，每个成员 国确定至少一个提供 5G 服务的城市； 2025 年各成员国在主要陆地交通道路实现 5G 覆盖。 另外，英国政府于 2017 年 3 月发布题为下一代移动技术：英国 5G 战略的政府文件。作为英国 5G 技术发展和部署的蓝图，政府将投入约 1600 万英镑资助建立 5G 移动技术中心和 “ 国家 5G 创新网络 ” ，用以试验和演示 5G 应用。 在频率资源方面，欧洲注重低频、中频和高频频率的混合组合， 以同时满足 5G 覆盖和容量的需要。 西班牙于 2018 年月完成 5G 频谱拍卖， 3.6GHz-3.8GHz 内共 200MHz 频率资源分别被沃达丰 （ 90MHz） 、西班牙电信（ 50MHz） 和 Orange（ 60MHz）拍得。 意 大 利 计划 进行拍 卖的 5G 频谱包括 694MHz-790MHz ； 3.6GHz-3.8GHz；以及 26.5GHz-27.5GHz 频段。 德国政 府 表示 5G 将成为千 兆 经济 的重 要基础 ， 其目 标是 在 2025 年之前 建 立高 质量 的 5G 网 络 ， 并 在争 取 更多 的 5G 频 谱 。 以 规 划 700MHz、3.4-3.8GHz 、 28GHz 频 段 （ 27.8285-28.4445GHz ） 以 及 28.9485-29.4525GHz 用 于 5G ， 同时 规 划 3G 系统核 心 频 段 1920-1980MHz/2110-2170MHz 到期后重耕用于 5G，并且继续研究 26GHz 频段用于 5G 的可能性。 英国选择 700MHz、 3.4-3.8GHz、 24.25-27.5GHz 作为高、中、低频段频谱。 3.4-3.6GHz 频段分别被沃达丰 （ 50MHz） 、 O2（ 40MHz）、 EE（ 40MHz） 、 THREE（ 20MHz） 拍得。 700MHz 频段的清理工作正进行 中。另外着手准备提供 66-71GHz 频段用于 5G 的意向。 （ 3） 韩国 韩国在 5G 商用方面表现得很激进。韩国已于 2018 年初开展了 5G 预商用试验，用于平昌冬奥会，重在移动宽带应用。韩国三大运营商 SKT、 KT 和 LGU+宣布将在 2018 年 12 月 1 日开始 5G 信号的商用和传播。业界认为，如果按期推进，则意味着韩国将成为全球首个5G 商用的国家。韩国确定的 5G 频率资源为 3.4-3.7GHz 和 28GHz。 值得关注的是，韩国三大电信运营商于 2018 年 4 月达成了关于 5G 共建共享的协议，三家运营商将在 5G 建设上共建共享，加速 5G 部署，有效地利用资源来减少重复的投资。其中，共享的基础设施包括基站、铁塔、天线、管道等。 （ 4） 日本 日本主要移动通信运营商均表示将从 2019 年起部分提供第五代移动通信技术 （ 5G） 服务 :面向企业等提供 5G 通信服务，包括租借有关 5G 服务的设备等，在 2019 年日本举行的橄榄球世界杯赛期间将为视频直播等业务提供 5G 服务。这比原来预想的方案要提前一年。并且计划从 2020 年春天开始销售可以使用 5G 服务的终端设备，从而提供面向一般用户的 5G 服务。 三、我国 5G 发展现状 （一） 我国政府积极推动 5G 发展 中国位列世界 5G 的第一梯队当中，并在政府、产业组织层面与欧美日韩建立了 5G 合作机制。从国家政策层面上，中国政府积极推动 5G 研究和产业发展，明确了 2020 年 5G 商用的目标，要求国内研究机构、设备厂商和运营商积极推进 5G 全球统一标准，逐步提升 5G 话语权，实现 5G 全球领跑。 2016 年工信部部长苗圩在 “ 首届全球 5G 大会 ” 提出推进全球统一 5G 标准，加快 5G 垂直行业融合创新，实现 2020 年 5G 商用； 2017 年中国政府工作报告中就明确提出 “ 加快 5G 等技术研发和转化，做大做强产业集群 ” 的 5G 战略。 工信部信息通信行业 “ 十三五 ” 规划明确 “ 十三五 ” 末 5G 启用商用服务目标，设立 “ 5G 研发和产业推进工程 ”, 并强调推动 5G 支持移动互联网、物联网应用融合创新发展。 “ 十三五 ” 规划提出的我国 5G 发展目标为：到 “ 十三五 ” 末， 5G 启动商用服务，成为 5G 标准和技术的全球引领者之一。所提出主要任务包括： （ 1） 开展 5G 技术标准 研究； （ 2） 开展关键技术和产品研发，构建试商用网络，打造完整产业链； （ 3） 组织开展 5G 技术研发试验，搭建开放的研发试验平台；