一、5G 的发展历程
自上世纪 80 年代 1G 移动通信技术出现以后，每十年便推陈出新，更新现有的无线通信技术。每一代的移动通信系统，是通过标志性的能力指标和核心关键技术来定义的，1G 采用频多分址(FDMA)和模拟调制技术，只能应用在一般语音传输上；2G 主要采用时分多址（TDMA）和 GSM，实现了数字化语音通信；3G 主要采用码分多址（CDMA），支持数据和多媒体业务；4G 主要采用正交频分多址（OFDMA）和多入多出（MIMO），支持宽带数据和移动互联网业务。从 1G 到 4G，其关注的仍然解决人与人之间的沟通问题。5G，即第五代移动通信技术，是 4G 之后的延伸，是对现有通信技术的发展，与之前最大的区别在于不仅实现了人与人的联系，还将人与物、物与物也联系起来。5G 是一个万物互联互通的时代。
5G 将是一个完全连接的时代，是一种全新的网络，能够应对持续增长的移动流量的需要以及未来不断涌现的各类新的设备和应用场景。5G 的发展满足人们在居住、工作、休闲、交通等各种区域的多样化业务需求，同时 5G 还将渗透到物联网及各种行业领域，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的业务需求，实现真正的“万物互联”。
综合 5G 关键能力与核心技术，5G 概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。其中，标志性能力指标为 “Gbps 用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。
二、5G 的应用场景和挑战
从主要网络功能要求上来说，我国 IMT-2020(5G)推进组定义了 5G 的四个主要的应用场景：连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠。
1、连续广域覆盖。以保证用户的移动性和业务连续性为目标，为用户提供无缝的高速业务体验。该场景的关键挑战在于随时随地(包括小区边缘、高速移动等恶劣环境)为用户提供 100Mbps 以上的用户体验速率。
2、热点高容量。主要面向局部热点区域，为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。1Gbps 用户体验速率、数十 Gbps 峰值速率和数十 Tbps/km2 的流量密度需求是该场景面临的关键挑战。
3、低功耗大连接。主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。这类终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力，满足 100 万/平方公里连接数密度指标要求，而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。
4、低时延高可靠。主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近 100%的业务可靠性保证。
国际电信联盟 ITU 在 ITU-RWP5D 第 22 次会议上明确了 5G 的主要应用场景，ITU 定义了三个主要应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、大连接物联网（mMTC）、低时延高可靠通信（uRLLC）。只是我国将增强型移动宽带进一步划分为连续广域覆盖和热点高容量两个场景。
参考观研天下发布《2018-2023年中国5G行业市场产销态势分析与投资发展趋势研究报告》
三、5G 标准化
当前，制定全球统一的 5G 标准是业界的一致要求，世界各国已经对 5G 标准的制定流程达成了基本共识。国际上推动 5G 标准化的组织是 ITU(国际电信联盟)和 3GPP(第三代合作伙伴计划)。ITU 是规则制定方和认定方，主要起领导作用，设定 5G 的关键性能指标。ITU 已经确定了 5G 进展时间表，第一阶段是进行预标准化的研究，第二阶段是对于技术性需求与评估方法的研究，第三阶段是完成候选方案征集、评估及标准化工作。3GPP 作为国际移动通信行业的主要标准组织，将承担 5G 国际标准技术内容的制定工作，即完成标准的具体制定工作。根据 3GPP 的规划，5G 标准分为 NSA 和 SA（Standalone，独立组网）两种。3GPP Rel.15 作为 5G 第一个版本已经提前 10 个月于今年 12 月份发布，基于非独立组网(NSA)的核心标准已经正式冻结，这是 5G 技术的第一个确定的标准。所谓非独立组网，就是以现有的 LTE 无线接入和核心网作为移动性管理和覆盖的锚点，新增 5G 无线接入的组网方式。预计 2018 年 6 月份，将冻结独立组网(SA)标准，2019 年年底完成 Rel.16 完整版标准。
我国计划于 2018 年完成 IMT-2020 标准的征集，预计 2020 年实现 5G 的商用。我国“十三五”期间，将重点推动形成全球统一的 5G 标准，基本完成 5G 芯片及终端、系统设备研发，推动 5G 支撑移动互联网、物联网应用融合创新发展，为 2020 年启动 5G 商用奠定了产业基础。
我国于 2013 年率先推出了推动组 IMT-2020 50 推进组，从多个方面定义了 5G 概念、技术路线，完成 5G 的愿景与需求研究，并发布了 5G 无线和网络技术架构等白皮书。我国 5G 技术研发试验分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段实施，2016 年 1 月份启动第一阶段测试，同年 9 月份启动第二方面测试，2017 年 11 月份已经开始第三阶段测试，重点是面向 5G 商用前的产品研发、验证和产业协同，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，全面推进产业链主要环节基本达到商用水平。
四、国内外 5G 发展状况
2017 年 12 月 21 日，在里斯本举行的 3GPP TSG RAN 全体会议上，成功完成了首个可实施的 5G 新空口(5G NR) 规范，这意味着首个 5G 新空口标准的完成为全球移动行业开启 5G 新空口的全面发展、支持于 2019 年尽早实现 5G 新空口大规模试验和商用部署奠定了基础。5G 新空口底层规范旨在同时支持独立和非独立 5G 新空口，以确保 3GPP 让全球行业受益于大规模单一 5G 新空口生态系统。
全球 5G 试商用的时间最早在 2019 年下半年，大规模商用的时间在 2020 年。全球各大电信运营商和设备厂商在 5G 研发方面的节奏一直在不断加速，争相在 5G 的标准制定中抢占话语权，以夺得在新一代移动通信技术革命的先机。中国移动的 5G 技术创新起步较早，在 5G 标准化发展进程中，一直处于领先地位，预计 2018 年启动试商用实验，2020 年启动规模商用；中国电信更侧重 5G 商业模式探索，通过应用牵引，打造 5G 创新示范网，希望实现技术与业务的对接，计划于 2019 年试商用，2020 年规模商用；中国联通的态度是：投资不能手软，计划于 2018 年为小规模试验， 2019 年为试商用时期同步推进 5G 网络预商用，2020 年为商用阶段，2020 年启动正式商用。2017 年 6 月 6 日，工信部正式发布了对 5G 部署初始频率的规划：为适应和促进 IMT-2020 在我国的应用和发展，3300~3600MHz 和 4800~5000MHz 频段将作为 IMT-2020 工作频段。美国已经抢跑，于 2016 年 7 月率先发布 5G 高频无线标准，美国 Verizon 截至其发布二季度财报，已为 8 个城市启动 5G 固定无线宽带试验；韩国 Korea Telecom 在 2017 年部署 5 个试验网，启动 5G 试验工作，2020 年实现正式商用。
自上世纪 80 年代 1G 移动通信技术出现以后，每十年便推陈出新，更新现有的无线通信技术。每一代的移动通信系统，是通过标志性的能力指标和核心关键技术来定义的，1G 采用频多分址(FDMA)和模拟调制技术，只能应用在一般语音传输上；2G 主要采用时分多址（TDMA）和 GSM，实现了数字化语音通信；3G 主要采用码分多址（CDMA），支持数据和多媒体业务；4G 主要采用正交频分多址（OFDMA）和多入多出（MIMO），支持宽带数据和移动互联网业务。从 1G 到 4G，其关注的仍然解决人与人之间的沟通问题。5G，即第五代移动通信技术，是 4G 之后的延伸，是对现有通信技术的发展，与之前最大的区别在于不仅实现了人与人的联系，还将人与物、物与物也联系起来。5G 是一个万物互联互通的时代。
图表：移动通信技术发展历程
5G 将是一个完全连接的时代，是一种全新的网络，能够应对持续增长的移动流量的需要以及未来不断涌现的各类新的设备和应用场景。5G 的发展满足人们在居住、工作、休闲、交通等各种区域的多样化业务需求，同时 5G 还将渗透到物联网及各种行业领域，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的业务需求，实现真正的“万物互联”。
综合 5G 关键能力与核心技术，5G 概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。其中，标志性能力指标为 “Gbps 用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。
图表：5G 推进组定义 5G 概念
二、5G 的应用场景和挑战
从主要网络功能要求上来说，我国 IMT-2020(5G)推进组定义了 5G 的四个主要的应用场景：连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠。
1、连续广域覆盖。以保证用户的移动性和业务连续性为目标，为用户提供无缝的高速业务体验。该场景的关键挑战在于随时随地(包括小区边缘、高速移动等恶劣环境)为用户提供 100Mbps 以上的用户体验速率。
2、热点高容量。主要面向局部热点区域，为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。1Gbps 用户体验速率、数十 Gbps 峰值速率和数十 Tbps/km2 的流量密度需求是该场景面临的关键挑战。
3、低功耗大连接。主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。这类终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力，满足 100 万/平方公里连接数密度指标要求，而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。
4、低时延高可靠。主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近 100%的业务可靠性保证。
图表：5G 应用场景
国际电信联盟 ITU 在 ITU-RWP5D 第 22 次会议上明确了 5G 的主要应用场景，ITU 定义了三个主要应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、大连接物联网（mMTC）、低时延高可靠通信（uRLLC）。只是我国将增强型移动宽带进一步划分为连续广域覆盖和热点高容量两个场景。
参考观研天下发布《2018-2023年中国5G行业市场产销态势分析与投资发展趋势研究报告》
图表：5G 关键指标
三、5G 标准化
当前，制定全球统一的 5G 标准是业界的一致要求，世界各国已经对 5G 标准的制定流程达成了基本共识。国际上推动 5G 标准化的组织是 ITU(国际电信联盟)和 3GPP(第三代合作伙伴计划)。ITU 是规则制定方和认定方，主要起领导作用，设定 5G 的关键性能指标。ITU 已经确定了 5G 进展时间表，第一阶段是进行预标准化的研究，第二阶段是对于技术性需求与评估方法的研究，第三阶段是完成候选方案征集、评估及标准化工作。3GPP 作为国际移动通信行业的主要标准组织，将承担 5G 国际标准技术内容的制定工作，即完成标准的具体制定工作。根据 3GPP 的规划，5G 标准分为 NSA 和 SA（Standalone，独立组网）两种。3GPP Rel.15 作为 5G 第一个版本已经提前 10 个月于今年 12 月份发布，基于非独立组网(NSA)的核心标准已经正式冻结，这是 5G 技术的第一个确定的标准。所谓非独立组网，就是以现有的 LTE 无线接入和核心网作为移动性管理和覆盖的锚点，新增 5G 无线接入的组网方式。预计 2018 年 6 月份，将冻结独立组网(SA)标准，2019 年年底完成 Rel.16 完整版标准。
图表：5G 网络标准化进程
我国计划于 2018 年完成 IMT-2020 标准的征集，预计 2020 年实现 5G 的商用。我国“十三五”期间，将重点推动形成全球统一的 5G 标准，基本完成 5G 芯片及终端、系统设备研发，推动 5G 支撑移动互联网、物联网应用融合创新发展，为 2020 年启动 5G 商用奠定了产业基础。
我国于 2013 年率先推出了推动组 IMT-2020 50 推进组，从多个方面定义了 5G 概念、技术路线，完成 5G 的愿景与需求研究，并发布了 5G 无线和网络技术架构等白皮书。我国 5G 技术研发试验分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段实施，2016 年 1 月份启动第一阶段测试，同年 9 月份启动第二方面测试，2017 年 11 月份已经开始第三阶段测试，重点是面向 5G 商用前的产品研发、验证和产业协同，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，全面推进产业链主要环节基本达到商用水平。
四、国内外 5G 发展状况
2017 年 12 月 21 日，在里斯本举行的 3GPP TSG RAN 全体会议上，成功完成了首个可实施的 5G 新空口(5G NR) 规范，这意味着首个 5G 新空口标准的完成为全球移动行业开启 5G 新空口的全面发展、支持于 2019 年尽早实现 5G 新空口大规模试验和商用部署奠定了基础。5G 新空口底层规范旨在同时支持独立和非独立 5G 新空口，以确保 3GPP 让全球行业受益于大规模单一 5G 新空口生态系统。
全球 5G 试商用的时间最早在 2019 年下半年，大规模商用的时间在 2020 年。全球各大电信运营商和设备厂商在 5G 研发方面的节奏一直在不断加速，争相在 5G 的标准制定中抢占话语权，以夺得在新一代移动通信技术革命的先机。中国移动的 5G 技术创新起步较早，在 5G 标准化发展进程中，一直处于领先地位，预计 2018 年启动试商用实验，2020 年启动规模商用；中国电信更侧重 5G 商业模式探索，通过应用牵引，打造 5G 创新示范网，希望实现技术与业务的对接，计划于 2019 年试商用，2020 年规模商用；中国联通的态度是：投资不能手软，计划于 2018 年为小规模试验， 2019 年为试商用时期同步推进 5G 网络预商用，2020 年为商用阶段，2020 年启动正式商用。2017 年 6 月 6 日，工信部正式发布了对 5G 部署初始频率的规划：为适应和促进 IMT-2020 在我国的应用和发展，3300~3600MHz 和 4800~5000MHz 频段将作为 IMT-2020 工作频段。美国已经抢跑，于 2016 年 7 月率先发布 5G 高频无线标准，美国 Verizon 截至其发布二季度财报，已为 8 个城市启动 5G 固定无线宽带试验；韩国 Korea Telecom 在 2017 年部署 5 个试验网，启动 5G 试验工作，2020 年实现正式商用。
图表：各国运营商 5G 时间安排
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