第 1 章 5G 發展現狀
1.2 推動因素
1.3 5G 标準化現狀
全球唯一标準是 5G 發展的重要目标之一。此前，美國營運商為了快速搶占 5G 市場，提出了自己的基于高頻的 5G 标準，之後 3GPP 将該标準與 3GPP 5G标準進行了整合。但是為了避免此類情況再次發生，3GPP 将首個 5G 标準 R15分成了 3 個階段。
• “Early Drop”是指 2017 年 12 月釋出的第一版 5G 标準檔案，其中，針對非獨立部署（NSA，Non Stand Alone）架構進行了标準化定義，即以 LTE 作為錨點、5G NR 以雙連接配接的形式輔助資料傳輸；核心網仍然依托 4G 核心網 EPC。此版本的 5G 标準主要提供的是滿足 eMBB 業務所需網絡部署的技術細節，其目的在于加速 5G 部署和商用的步伐，確定全球唯一的 5G 生态環境。
• “Main Drop”于 2018 年 6 月釋出，其最重要的意義是定義了 5G 核心網5GC 的技術規範，是實際意義上的第一版完整的 5G 标準。此版本定義了 5G 獨立部署（SA，Stand Alone）架構，以及核心網側依托 5GC 的部分 NSA 部署架構。
• “Late Drop”原定于 2018 年 12 月釋出，着重于 LTE 向 5G 演進的技術細節和加速方案，包括全部的演進選項。但是在 2018 年 12 月舉行的 TSG RAN全體會議上，3GPP 主席 BalazsBertenyi 表示 R15“Late Drop”的完成将會推遲到 2019 年 3 月。推遲的原因據稱是為了預留更多的時間確定 3GPP 各工作組之間的充分協調，以及保證網絡與終端、晶片之間更完善的相容性等。
3GPP 的 5G 标準化時間如圖 1-1 所示。
根據圖 1-1 所示的時間，3GPP 已經在 2017 年第 4 季度開始了對 R16 内容的研究。R16 的主要工作是對 5G 進行擴充和效率提升。在 5G 擴充方面，3GPP的研究重心主要涉及以下幾個方面。
（1）5G V2X。
（2）5G 工業物聯網。
（3）5G uRLLC 增強。
（4）5G 與衛星通信。
（5）52.6 GHz 以上高頻 5G。
IEEE 802.11p 或 3GPPC-V2X（R14）建立了基礎的 V2X 支撐，能夠實作基本的安全保障。3GPP R15 對 C-V2X 進行了擴充和補充，增強了應用範圍和可靠性，更重要的是強化安全保障。在 R16 階段，C-V2X 将向更大流量帶寬、更高可靠性、更低延遲，以及寬帶測距和定位的方向發展，實作先進的安全保障。R16 會将 C-V2X 的應用擴充到遠端駕駛、車輛編隊（Vehicle Platooning）、進階駕駛（Advanced Driving）等領域。
對于工業物聯網和 uRLLC 增強，3GPP 關注的焦點主要在于其商業和工業用例，例如 AR/VR、自動化工廠、交通運輸業以及電力配置設定等。R16 将在 R15的基礎上，從 L1/L2/L3 多方面增強可靠性和降低延遲。
不同于上述已經比較明确的研究方向，3GPP 對 5G 與衛星通信以及 52.6GHz 以上高頻 5G 仍然在摸索階段，尚未明确具體的方向。對上述 5G 擴充方向的研究和讨論總體上從 2018 年第 3 季度開始，預計将于 2019 年年底結束，具體時間如圖 1-2 所示。
R16 還将在多個次元對提升 5G 的效率進行研究，目前可以明确的具體研究方向包括以下幾個。
（1）幹擾抑制。
（2）5G 自組織網絡（SON，Self-Organizing Network）和大資料。
（3）5G MIMO 增強。
（4）5G 位置和定位增強。
（5）5G 功耗降低。
（6）雙連接配接增強。
（7）裝置能力轉換。
（8）移動性增強。
（9）非正交多址接入（NOMA，Non-Orthogonal Multiple Access）。對上述 5G 效率提升方面的研究和讨論總體上從 2018 年第 3 季度開始，預計将于 2019 年年底結束，具體時間表如圖 1-3 所示。其中，對于非正交多址接入的研究早已啟動，但并沒有包含在 R15 中。
另外，對 5G 能力擴充和資源效率之間平衡的探索将會影響 R16 的具體内容。
1.4 5G 部署的主要挑戰
推動 5G 加速部署的關鍵因素，同時也是 5G 商用部署的主要挑戰和障礙。面向急速增長的移動資料流量需求，移動營運商面臨着前所未有的巨大壓力。随着業務多樣性的發展，營運商的競争對手在類型和數量上都在向全 IP 世界擴充。這些新的競争對手有些可以以更低的成本提供服務，有些具有更靈活的開發環境，便于加快産品上市的速度。
為了在 5G 時代生存和發展，移動營運商需要新的方法來建構網絡，提供具有成本效益、靈活性和便捷性的服務。甚至，營運商可能需要新的業務模式和收費模式，以確定在 5G 投資成本和營運環境中獲得可觀收益。
對于營運商而言，5G 部署的主要障礙不在于技術或應用價值，而在于營運商如何從 5G 網絡中獲利。全球資訊提供商 IHSMarkit 在一項調查報告中表示：更新到 5G 網絡的首要障礙是“未定義的商業模式”。一些 5G 發展程序較快的國家已經開始對商業模式進行探索和試用。
南韓三大營運商之一的 KT 已于 2018 年 12 月 1 日正式啟動 5G 商用，位于樂天世界大廈的觀光機器人 Lota 成為 KT 的首個 5G 服務客戶，其使用的包月套餐服務，每月流量上限為 10 GB，價格約合人民币 300 元，相當于每吉比特流量 30 元，比目前南韓的 4G 資費高。
芬蘭營運商 Elisa 推出了不限量、不限速的 5G 移動套餐，每月收費 50 歐元，約合人民币 400 元。這種資費方式雖然費用較高，但可能更符合芬蘭的國情。據調查，截止到 2017 年 12 月，芬蘭人的月均資料流量使用量已經到達20 GB。
美國 AT&T 同樣在 2018 年 12 月正式上線 5G 服務。由于預計 5G 手機于2019 年才能上線銷售，AT&T 推出了一款名為“Nighthawk 移動熱點”便攜式裝置，使用者可通過該裝置将手機、筆記本電腦和平闆電腦等裝置連接配接到 5G 網絡。在資費方面，AT&T 公司表示會首先向“精選”的企業和消費者提供 90天的 Nighthawk 5G 網絡服務免費試用。之後，使用者需要繳納 499 美元（約合人民币 3 440 元）的初始費用，并在使用期間的每個月繳納 70 美元（約合人民币480 元）的費用，而該套餐每月流量上限為 15 GB。
1.5 國内外營運商發展現狀 |
截止到 2018 年年底，美國、芬蘭、南韓己開啟了小規模 5G 商用。預計 2019年将有包含中國、日本等在内的更多國家啟動 5G 小規模商用，而大規模的 5G網絡部署及商用将出現在 2020 年及以後。目前，所有的主流通信裝置廠商都在與營運商積極合作，進行 5G 商用的測試和探索。
重大體育賽事成為營運商展示 5G 技術、為使用者提供直覺感受的絕佳機會。在 2018 年 2 月舉辦的南韓平昌冬奧會上，5G 技術驚豔亮相，不但向世界展示了未來技術能夠為使用者體驗帶來的巨大改變，同時也展示了南韓在 5G 領域的領先地位。毫無疑問，5G 應用在平昌冬奧會上的成功成為南韓進一步加速 5G商用程序的重要激勵。2018 年 4 月，由南韓政府出面協調，南韓三大營運商SK、KT 與 LGU+達成一緻，決定在 5G 部署上實行共建共享的原則，充分利用資源以減少重複投資，并加速推進 5G 商用。此後，南韓三大營運攜手共同布局 5G。2018 年 6 月，南韓完成了 5G 頻譜的拍賣，成為全球首個同時完成 3.5 GHz和 28 GHz 頻譜拍賣的國家。2018 年 12 月 1 日，南韓三大營運商同步在南韓部分地區進行小規模的 5G 商用。
日本的主要營運商 NTT DoCoMo 和軟銀開展了大量的 5G 外場試驗，包括eMBB 相關試驗、超高清視訊、無人駕駛和低延遲遠端控制等。如果說 2018年平昌冬奧會上使用的是不完全符合要求的“類 5G”應用，那麼 2020 年東京奧運會可能将成為實際意義上的全球首個應用 5G 的重大體育賽事。為了在2020 年實作實用化的高速、大容量的下一代通信标準“5G”的新觀戰方式，日
本營運商正在積極籌劃和部署。如果進行得順利，這也必将大力推動日本的 5G商用發展。
在美國，AT&T 率先于 2018 年 12 月推出了 5G 商用服務，而其他營運商也在 2019 年陸續推出 5G 服務。T-Mobile 宣布計劃從 2019 年開始使用部分新收購的 600 MHz 頻譜部署 5G 網絡。Verizon 計劃在 2019 年推出 5G 熱點。Sprint計劃在 2019 年推出 2.5 GHz 頻譜的商用 5G 服務，并稱将于同一時期推出 5G手機。
芬 蘭 Elisa 推出的 5G 網絡服務目前網速最高可以達到 600 Mbit/s（75 Mbyte/s）。此外，Elisa 還宣布使用華為正在研發的一款 5G 柔性折疊手機撥打電話。
在我國，從中國聯通、中國移動和中國電信公布的 5G 發展進度來看，三大電信營運商預計在 2019 年第 3 季度建成全國範圍内可商用的 5G 網絡。在此之前，在一些重點城市将會提前啟動小規模 5G 試商用。全國範圍的 5G 正式商用預計在 2020 年實作。在 5G 網絡資費規則的制訂上，中國移動曾公開表示 5G資費不會很高，人人都能承擔得起。一方面，這符合我國“提速降費”的改革方針；另一方面 5G 網絡時代營運商的盈利模式将出現變化，其最大的利潤來源将不再是個人使用者，而是企業使用者。
第 2 章 5G 網絡結構