邬贺铨：最新5G报告
邬贺铨院士于2020年10月15日在“IMT-2020(5G)大会—5G 创新发展高峰论坛”上的主题演讲实录：
从2019年10月31号正式启动5G的商用，到现在还不到一年。去年商用的时候，距3GPP R15 SA标准冻结只有一个月的时间。中国紧跟R15进程，在全球首批启动了商用。
疫情催热了对5G的需求，国家的新基建战略也加快了5G网络部署的力度。中国在5G商用之初就部署了SA（独立组网），今年全面启动了全网的SA部署。到现在这个时间，中国开通5G基站60万个，5G的连接数达到1.5亿，位居全球之首。实际上在今年3月份的时候，GSMA预测，到今年年底中国占全球5G连接数要达到70%。最近在网上有观点认为“5G技术很不成熟、运营成本极高、不易消化成本”，在此想跟大家探讨一下。
5G技术成熟度符合移动通信产业发展规律
移动通信基本上十年一代，每一代开始前几年都是一个成熟的过程，而且每一代期间也有很多版本升级，可以说技术是不断完善的，在刚开始商用的时候不成熟是显然的，尤其是5G。
1G时，中国比国际最早商用晚了6年，2G晚了3年，3G晚了6年，4G晚了3年，5G是同步的。所以说，过去我们前几代都是晚了发达国家好几年以后才开始商用，而且基本都是用国外产品，到了3G开始有部分国产的品牌，4G以来一直有很大的改进。可以说，前几代我们是少了试错的风险，因为人家走在前边了。不过由于晚于发达国家商用，我们不仅付出了市场的代价，也不得不承受因自有专利滞后而增加的产品成本，产业链失去了领先的机会。
2G国际标准完成是1987年，商用是1991年，中间有将近4年的时间。3G时，3GPP标准完成是1999年，ITU是2000年，商用最早是2001年，也有一年多甚至两年的时间，4G的标准完成与最早商用分别是2009与2010年，间隔也有一年的时间。可是，5G商用几乎与国际标准同步推进。所以从这个意义上，5G的不够成熟是显然的，国外也如此。
5G能效显著优于4G
我国三个电信运营商2018年电费占收入的比例，有的占3%左右、有的占4%左右，欧洲国家是占1.5%，发展中国家是4~5%，全球平均是2%。我们运营商电费占收入的比重比全球平均要高一些，在5G之前就是这样。
有人说：5G用的频段高、基站密度大，如果要完全达到4G现在的覆盖水平，5G基站数可能是4G的2~3倍，每个基站的能耗也可能是4G的2~3倍，这样来算整个5G的基站总能耗可能是4G的4~9倍。实际上，5G基站将来是宏站+微站，宏站数可能跟4G相当，微站更密一点，但是能耗也不会是4G微站的3倍。另外，有WIFI的地方用WIFI，可以省去布放室分系统。总的来说，5G的能耗应该比4G高，但是不是有4~9倍这么高还是值得商榷的。
另外从能效看，虽然5G能耗高，但支持的速率更高容量更大。例如，64T64R的5G基站可支持10Gbps/810W，换算可得能效为0.18W/GB，而4T4R的4G基站的能效为5W/GB，所以从能效的角度，5G是更有优势的。当然，我们现在可以采用基站休眠的方案，因为网络的话务量本身就是有潮汐效应的，忙时和闲时差别可能达到4倍，所以在一些公共场所假如晚上没有人了，我们可以智能关闭5G、降低发射功率，每天可以节能大概13.45%。也可以不关掉整个基站，只关掉其中的毫米波频段，就像普通的6GHZ以下的频段也可以关掉部分载频。当然这种休眠方案需要技术支持，5G的基站参数组合非常多，靠人工的经验根本做不了，就要通过自适应AI的技术来支持。有资料分析，采用自适应休眠方案，在覆盖范围不变、运营商的服务性能不变的情况下，可以节省15%~25%的基站电力消耗。另外，可以改变供电方式，比如说智能升压，减少信号线损，有条件的地方使用光伏供电等。
关于致冷，空调是最耗能的。把空调降温改成液冷，可以比传统方式省30%的电。而且目前基站定义的环境温度标准是18~28度，这是考虑了以前基站内工作人员的舒适度，但现在基站基本上是无人值守的，不需要考虑人在里面工作的舒适度。而且电路板有散热措施，我建议提高基站的环境温度标准，这样就能节省能耗。另外，杆上AAU（有源天线单元）等设备，也可以用自然冷却的方法。
5G投资回报状况与4G相当
5G基站复杂，成本比4G高，但将5G商用一年的基站价格与已经商用7年的4G基站价格直接相比是不合理的，在5G建设周期内，基站成本会下降很快。5G基站比4G密集，投资肯定要高。招商证券预测过，说5G基站等基建项目在建设周期内的总投资可能是1650亿美元，4G用了1100亿美元，也就是说5G基站投资只是比4G多了50%。我们国家4G建设从2013年起到现在7年了，目前实际用户占全网移动用户的80%，5G要达到4G这样的用户规模估计要8年甚至会更长一些。可以看出，5G年度投资规模并非想象的那么庞大。
关于投资回报，目前韩国5G用户ARPU值比4G增加37%，显示在来自消费者用户的收入方面，5G将超过4G。事实上即便在韩国，5G的超高清视频、VR/AR、室内定位、车联网等业务还未规模应用，如果考虑这些新业务，5G消费者业务收入将是4G的2倍以上。而且长远看，5G主要收入将来自政企客户，其贡献将是消费者业务的3倍以上。因此，综合考虑宏站和密集微站的建设、运维等因素，5G综合成本是4G的4~5倍，运营收入将超过4G的6倍。可以认为，5G的投资回报会比4G还好一些，或者至少是相当，不会出现投资无法回收的情况。
5G商用是新一轮研发的开始
中国在全球率先大规模部署5G SA，当然有探路的风险，有产品成熟性、稳定性的考验问题。室内覆盖5G也是复杂的，因为高频电磁波的穿墙能力差了，覆盖成本高了，深度覆盖需要比较各种各样的覆盖方案，室分系统需要兼顾有源和无源，还要增加物联网、定位功能及可视化运维等智能化能力。移动通信经验表明，网络是需要不断优化的，5G频段更高，网优工作更复杂，需要引入人工智能的技术来适应。另外，前几代移动通信主要是无线空口技术改进的更多，而5G对前传、城域网、核心网等都有很多改进，对网络建设运维提出了不少挑战。
另外，5G很多能力需要跟物联网、云计算、人工智能紧耦合来实现，需要协同开发。5G很多新业态是在网络具有一定规模以后才有的，要加快这个进程，网络能力需要更好的开放。当然，5G的软件定义、虚拟化、云化、开放化会引入新的安全风险，所以5G商用应该意味着新一轮技术创新的开始。
对于5G的关键性能，还有待进一步拓展它的应用场景，比如超宽带，电信和联通共建一张网，可以通过200兆带宽支持2.7Gbps，如果用毫米波，将来还可以达到20Gbps。有什么应用呢？目前来看，激光扫描零件视频5G传输、5G+AR眼镜的机器视觉质检，但这还远远没有发挥5G的超宽带能力。5G的低时延、高可靠应用可以做到空口0.5毫秒，eMBB（增强移动宽带）应用场景也能做到4毫秒。现在用5G VR培训高铁司机，还有能很好适应工业、车联网、特高压对低时延的要求，今后也同样需要开发更多能够充分利用5G低时延特点的应用。
另外，通过5G可以实现室外水平和垂直分别10米到3米精度的定位，尤其是5G室内定位现在可以做到3米，而且在R17版本可以0.3米，室内定位这是现在卫星导航定位所做不到的。这样的定位有什么用处呢？现在想到的是自动驾驶、码头装卸、室内定位。是不是还应该有更多的应用可以发挥5G定位的特点？
还有高可靠。现在5G可以做到优于6个9的可靠性（99.9999%），远程驾驶、自动泊车，要求是5个9（99.999%），特高压要求是10-6。实际上，现在还没有能够完全把可靠性的特点充分发挥，所以说，我们期待数字化、智能化的转型，信息化和工业化的融合，来创造更多的应用场景。
当然，5G创新需要产业链更广泛的合作。终端现在应该是商用的瓶颈，目前手机可供选择的品种还是不够多，虽然有几种接近4G的价位，但是针对一千元以下的还是很少。所以作为用户，还希望有进一步更便宜的终端，而且目前总体上这些终端的稳定性和待机时长还不能完全满足大家的期望值，未来中低端的终端需求更大，需要加大开发力度。这里就涉及到了芯片，芯片本身换代是很快的，而我们现在面临的难题，芯片代工和装备的基础缺失，凸显了外部生态对我们国家5G创新的制约，整个5G的技术成熟性以及能耗的解决涉及到我国工业基础的补强和再造。
关于行业终端，基于5G CPE的方式很难真正意义上发挥5G应用效果，需要有更多更丰富的行业模组和芯片，并且以中间件的方式来适应多场景的需要，这方面需要跟行业更紧密的合作。5G本身的行业应用个性化很明显，需要跟垂直行业跨界合作，但是目前这种合作的商业模式还不清晰。而从运营商和通信行业来讲，我们所想到的应用不一定是垂直行业的刚需。
5G产业创新需要政策来支持，政策法规是不可替代的。整个5G网络建设时间很长，耗电比较高，希望能得到优惠电价。另外，用户希望降低流量资费，运营商本身也面临很大的压力，期待新基建政策能帮助解困。通信基站选址比较难，需要城市规划来配合。另外，大量垂直行业应用也超出了现有法规的范围，涉及到产业安全，人身安全，而且会用到人工智能和深度数据挖掘，这里面又涉及到企业商业秘密和个人信息安全问题，需要有法可依。
移动通信是在网络能力具备之后才催生出新业态。2G、3G、4G等前几代移动通信所比较突出的一些业态，都是商用一段时间后出现的，有些是一年，有些甚至是几年以后，像微信是在中国3G商用4年以后才出来的。所以，我们有理由相信，5G的很多新业态将会在几年以后出现，应该是现在我们还想象不到的业态。总之，5G在垂直行业的应用还将会激发出更多更大规模的新业态。
最后，5G商用一周年取得了预期的成绩，交出了全球瞩目的年检答卷。
我国5G发展面临的挑战和前几代相比更为严峻，尤其是在国际形势不确定性加剧的环境下，5G仍然需要长期的负重前行。运营商对5G的投资回报压力很大，需要适度超前稳步推进5G网络的部署，培育生态，形成“以建促用”的良性模式，同时，5G商用贡献远远超出了通信行业本身。从国家长远利益看，5G作为数字经济新引擎责无旁贷。新基建加快5G网络的部署并开拓更大的应用空间，5G发展前景广阔，但需要持续创新去实现。
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