“5G正在迈向一个新的阶段。”Gartner研究副总裁刘轶表示。如今，全球已有145个国家的487家运营商正在部署5G（不包含200个获得CBRS频谱的企业），78个国家的200家运营商已经商用5G，16个国家20家运营商已经商业部署了SA。在中国，5G基站规模已占全球5G基站的60%以上（142.5万），5G网络已覆盖全部的地级市，以及超过98%的县城城区和80%的乡镇镇区。目前，5G技术已在广电传媒、医疗诊断、体育赛事、智能汽车、轨道交通等领域的各类场景中成熟运用，技术趋向也在向大带宽、低延时、高性能延伸。
从3G时代的“后来者”，到4G时代“后来居上”，再到5G时代的领导者，中国在5G技术发展和应用的广度和深度上有着大量的成功实践，遍及To C和To B领域。在制造行业，奔驰、海尔、博世将机器人、自动驾驶等技术用于生产线中，提升工作效率和安全性；在汽车行业，5G C-V2X大力推进了车联网、智慧交通的发展进程；在医疗行业，远程诊治、AI诊断等让智慧医疗快速落地；在体育行业，高清实时转播、VR/AR为人们带来了前所未有的观感体验。类似的例子不胜枚举……
5G毫米波由于高带宽、低时延等优势（每平方公里0.125ms、10G条件下的十万级连接），能够充分释放5G潜能，革新用户体验、带动千行百业的数字化转型。如今，全球5G毫米波的商业部署正在各地逐步展开：45个国家/地区的180家运营商正在投资毫米波；22个国家/地区的132家运营商分配了毫米波频谱（通常以区域为基础），以支持5G网络运营；16个国家/地区的28家运营商已使用毫米波频谱部署5G网络；112款5G设备已明确支持24GHz以上的一个或多个5G频段。
尽管美国是率先选择了5G毫米波的道路，但受制于这项技术的一些不利因素，发展尚未成熟。相比之下，中国选择了Sub-6GHz的技术路线，兼顾了信号覆盖和穿透性，实际应用可以达到1Gbps的效果。当然，5G毫米波的优势毋庸置疑，其不仅具有连续性的400兆、600兆频谱，还有着更好的上下行速率，可以达到4Gbps-5Gbps，又能够与各种先进技术整合实现各类应用，可以有稳定的无线数据传输，部署更具灵活性。
在中国市场，采用了根据场景需求进行低频+5G/4G+高频（毫米波）的融合部署方式，基于国家层面的统一频谱规划进行了长远的考量。此前，WRC19会议确定将24.25 GHz-27.5 GHz、37 GHz-43.5 GHZ、66 GHz-71 GHz，共14.75GHz带宽的频谱资源，标识用于5G及国际移动通信系统（IMT）未来发展。2021年4月，工信部发布的《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年)》 征求意见稿提出，组织开展5G毫米波基站硏发和端到端测试，加快技术和产品成熟，奠定了5G毫米波商用的产业基础。
毫米波的频谱资源较为丰富，为VR/AR、元宇宙提供了更多的想象空间，同时，毫米波的空间分辨率较好，可以与Beam Forming技术结合实现更精准的区域覆盖，满足办公园区、住宅小区等场景需求。由于具有更低的延时，对VR/AR、工业控制等应用体验也会有很大的提升。此外，更小的元器件、更高的设备集成度在部署时可以灵活组合，做到更高的密度。不利一面，毫米波的传播损耗较高，绕射、衍射能力相对较弱，覆盖范围有限，需要与其他技术融合才能提升信号效果，并且更小的元器件需要更先进的工艺支持，使得设备的价格较高。
刘轶认为，随着工信部对频谱的放宽和毫米波的应用推广，并不建议对毫米波进行大规模部署，而是将其作为重要的补充，进行战略性的部署，例如校园、园区、场馆、车站、港口等小范围的环境，以小基站的形式提供服务，满足大流量、超大规模接入的需求，并能够与边缘计算进行结合。在行业场景中，智慧工厂、智慧园区，以及用作Wi-Fi会成为较为高频的应用。
5G技术为C-V2X奠定了理论基础和事实依据，已知的落地应用包括无人家用汽车、无人巴士、无人零售车、无人物流车、无人清扫车等，依托5G智能车联网，引入加密技术，最大限度保障了通信安全和车辆运行的可靠性。国务院《新能源汽车产业发展规划 (2021-2025）)指出，以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体，研发复杂环境融合感知，智能网联决策与控制、信息物理系统架构设计等关键技术，突破车载智能计算平台、高精度地图与定位、车辆与车外其他设备间的无线通信（V2X）、线控执行系统等核心技术和产品。
目前来看，车联网V2X有两大标准体系：一个是由美国提出的基于DSRC的V2X体系，另一个是中国推进的基于C-V2X标准体系。其中，DSRC标准由IEEE基于Wi-Fi制定，获得了通用、丰田、雷诺、恩智浦、Auto Talks和Kapsch TrafficCom等支持。C-V2X由3GPP通过拓展通信LTE标准制定，并向5G演进，获得了福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、中国移动、中国联通、AT&T、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、Vodafone，以及华为、爱立信、大唐、高通、英特尔、三星等支持。
V2X主要应用场景
当前，全球主要国家和地区已经分配了V2X（DSRC和C-V2X）点对点通信工作频段。其中，美国分配5850-5925MHz共75M带宽；欧洲分配5855-5925MHz共70M带宽；日本分配5770-5850MHz共80M带宽；韩国分配5855-5925MHz共70M带宽；新加坡分配5875-5925MHz共50M带宽；中国分配5905-5925MHz共20M带宽。事实上，中国在车联网方面走在了世界前列，通过深入测试，验证并完善了基于C-V2X的车联网架构的可行性。同时，产业链上下游企业围绕C-V2X形成了通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等为主导的完整产业链生态。
“中国拥有完整的产业链来推进V2X，会在电动车领域迎来较大的发展。”刘轶表示，“与此同时，运营商也把汽车作为下一个流量入口，汽车将是5G连接的重要终端。”
不止是智能电动车，5G在轨道交通领域的应用也十分迅速，5G-R已基本确定为铁路通信系统的下一代标准。Gartner指出，铁路移动通信系统从GSM-R向LTE-R、5G-R的发展过程可分为3个阶段：LTE-R网络逐步部署并与GSM-R共存，其中GSM-R负责传输安全信息与列车调度和控制有关的数据，而LTE-R负责传输其他非安全数据；LTE-R完全取代GSM- R，同时，5G-R将逐步负责列车间的应急通信及车厢内旅客的互联网接入业务；5G-R得到部署，不仅能提供每秒吉比特的数据速率和毫秒级的系统延迟，还可以提供智能铁路相关业务。
据了解，支持智能铁路发展的高数据速率业务包括：车-车通信（T2T）、列车多媒体调度、实时4K/8K超高清视频传输、实时视频监控、列车远程维护、车站内高速数据的无线下载等。2021年1月，中国国家铁路集团有限公司开始着手布局铁路新基建，启动了铁路5G专网技术体系及关键技术研究。以京张高铁为例，全线共有17个隧道、11个高铁站，有3段声屏障，规划及建设难度极大。全程山体地形复杂，信号穿过车体损耗巨大，每小时350公里的高速移动导致多普勒频移严重。尽管京张高铁5G基站站间距仅为309米，低于500米的正常标准，但这也带来了新的技术难点：列车高速通过两个基站时，比赛就会终端。为了解决上述问题，可以利用小区合并技术让覆盖很短的基站合并为“整体”，确保信号的稳定。同时，5G切片等技术也为各类应用提供了重要支持。
刘轶谈到，高铁对5G通信的可靠性和稳定性要求较高，很多低频段能做到高可靠和广覆盖，就是选择了专用频谱。在列车高速行驶过程中，要解决多普勒频移和小区频繁切换的问题，以及合理规划基站实现高速条件下的连续覆盖和连续体验，还要做到严格的信令控制。5G技术可以帮助列车实现自动化运行，满足障碍物检测、远程控制、自动驾驶等需求，支持乘客信息系统联网、闭路电视、应急管理、AR/VR、无人巡检、实时客流信息/票务、主控系统统一管理、自动危险检测、车辆和轨道情况感知等场景。
视频+XR是5G技术支撑创新应用的另一个成功实践，能够支持8K超高清直播、AR演播室、数字孪生、多路多视角、AI战术分析、云+XR、AR/VR训练、辅助裁判、VR全景直播等应用，甚至是元宇宙世界的诸多场景。
可以看到，从Radio、OpenRAN等底层技术到光网络的数据传输，再到边缘计算和核心网、芯片，以及各类5G终端产品，5G技术正处于蓬勃的发展历程中。在全球产业链上下游企业的共同努力之下，5G市场将迎来更加广阔的空间。
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