5G商用是新一轮研发的开始

新冠肺炎疫情催热了对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。截至当前，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能效显著优于4G

我国三大电信运营商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%。我国运营商电费占收入的比重比全球平均要高一些。

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，有条件的地方也可以使用光伏供电等。

关于制冷，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，这样就能降低能耗。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，说全国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%。我国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還好一些，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。目前来看，5G技术可以应用到激光扫描零件视频5G传输、5G+AR眼镜的机器视觉质检等，但这还远远没有发挥5G的超带宽能力。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？

还有高可靠性。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，可靠性要求是5个9（99.999%）。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，但是一千元以下的还是很少。作为用户，还希望更便宜的终端设备，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期望，未来中低端的终端需求更大，需要加大开发力度。因此，这里就涉及了芯片，芯片本身换代是很快的，而我们现在面临的难题是芯片代工和装备的基础缺失，凸显了外部生态对国家5G创新的制约。

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，但是目前合作的商业模式还不清晰。

（本文根据邬贺铨院士地最新公开演讲整理而成，未经本人确认。）