新基建背景下5G建設的挑戰與協同發展思路

李佩直　余宴華　茆嘉偉　游思晴

【摘 要】 2020年5G正式進入商用階段，與此同時以“5G、人工智能”等高新技術為核心的新基建也正式成為我國經濟快速發展的新引擎。面對新冠疫情和中美貿易戰的多重背景下，我國5G建設面臨諸多挑戰。截至目前為止，我國已建成超過25萬個5G基站，在5G建設方面取得了巨大成就，領先于全球。本文首先介紹新基建的提出背景和意義，我國5G建設的現狀以及如何應對已經存在的挑戰，最后提出5G與多領域協同發展的新思路。

【關鍵詞】5G 新基建 新冠疫情 協同發展

一 前言

2020是5G落地元年，截至目前為止，我國已經建成超過25萬個5G基站，預計在年底前建設超過60萬個5G基站，屆時中國的5G基站數量將占全球5G基站數量的一半，可以說中國的5G基礎建設已經遙遙領先于全球了。在5G終端方面，截止目前為止，已經有130款5G手機獲得了入網許可，僅2020年4月，中國的5G用戶就增加了700多萬，預計在2020年年底，5G手機的出貨量將達到1.8億部?；仡?019年全年，全球范圍內銷量前10的手機品牌里，有7家是中國品牌，中國品牌出產的5G手機無論是在數量還是種類上都遙遙領先于全球。

信息技術決定大國科技力量。為了遏制我國發展勢頭，2019年，美國借中美貿易戰將矛頭指向了華為，美國總統特朗普簽署行政命令，禁止中國華為和華為旗下的70家企業在美國的銷售和采買行為，很多美企召開緊急會議，并以書面形式和華為斷絕一切商務合作。

2020年，全球受新冠病毒的影響，出現了全球性的經濟發展停滯現象，美股創造了十天熔斷四次的歷史記錄，所有的企業都正在遭受經濟危機的影響。而在疫情之后如何恢復經濟則成為了全球性的問題，我們國家對這一問題的解決方案則是新基建。

“新基建”的概念是在2018年12月召開的中央經濟工作會議中提出的：加快5G商用步伐，加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設[1]。

在中美貿易戰和新冠疫情的復雜背景下，2020年2月“新基建”的概念在中央一次次的任務部署中多次強調。習近平總書記在2月14日主持中央全面深化改革委員會第十二次會議時指出，要以整體優化、協同融合為導向，統籌存量和增量、傳統和新型基礎設施發展，打造集約高效、經濟適用、智能綠色、安全可靠的現代化基礎設施體系[2]。

“新基建”主要包括3個方面內容：一是信息基礎設施;二是融合基礎設施;三是創新基礎設施。其中信息基礎設施是指5G、物聯網這樣的通信網絡基礎設施;融合基礎設施是指應用大數據、人工智能等技術支持傳統基礎設施融合轉型升級而形成的融合基礎設施;創新基礎設施是指支撐科學研究，技術開發，產品研制的具有公益屬性的基礎設施，比如，重大科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新基礎設

施[3]。在如此眾多的“新基建”中需要重點關注的則是5G的建設，5G作為支撐經濟社會數字化、網絡化、智能化轉型的關鍵新型基礎設施[4]，是“新基建”建設環節中的重中之重。而新基建是以“新經濟”推動和引領國民經濟高質量發展全局、形成發展后勁跨越中等收入陷阱而達成“新的兩步走”現代化目標的極為重大的戰略舉措[5]。在傳統基建時代，僅2016年一年，中國在基建上的投入就高達1.75萬億美元，差不多是日本15年GDP總量的42%，印度GDP的90%，中國一年的工程量可新造一個法國[6]?！芭f基建”都做到了如此，“新基建”就更不能落下了，預計我國將在“新基建”的建設上投入總額超40萬億。5G將借助新基建的東風迅猛發展。

二 中國5G建設發展現狀

“G”，Generation，即為“代，5G就是第五代移動通信技術。其相較于前幾代移動通信技術的特點和優勢是波長為毫米級，擁有超大的帶寬，超高的速率和超低的延時，可以支持AR/VR、物聯網、工業控制等等對通訊技術要求較嚴格的場景。

在美國圍追堵截制裁華為的情況下，華為擁有3147項5G專利，是目前全球擁有5G專利數量最多的公司，第二為三星擁有2795項，第三為中興擁有2561項。2020年6月6日，是中國5G牌照發放一周年，在這一年內，中國在5G基礎網絡建設、5G手機終端、5G技術支持等重要領域都走在了世界的前列。

2020年中國5G基站建設穩步推進，或成為后續主旋律。根據2020年的資本開支計劃，三大運營商5G相關投資約1800億，其中中國移動約1000億，中國電信約453億，中國聯通約350億。三大運營商2019年底建設5G基站合計約15萬站;移動2020年目標建設25萬站，聯通和電信采用共建共享模式，目標在前三季度新建25萬站，目前三大運營商明確的2020年合計建設5G基站數為50萬站。

2020年是5G規模建設第一年，目前三大運營航確定的新增基站數有50萬，同比增長233%。筆者認為，隨著電信和聯通全面共建共享的推進，5G基站建設呈穩步有序推進將成為常態，整體的建設周期波動減少，時間拉長。

三? 5G建設的挑戰

2012年-2015年，國內各大運營商對5G建設的投資額是年年上行的：2013年比2012年投資同比提升了13%，2014年比2013年投資同比提升了11%，2014年比2013年投資同比提升了13%。

在2016年-2018年，國內各大運營商對5G建設的投資額則是下行的：2016年比2015年投資同比變化減少了19%，2017年比2016年投資同比變化減少了13%，2018年比2017年投資同比變化減少了8%。造成這一現象的原因是顯而易見的：5G建設成本和維護費用高昂，各大運營商燒錢投入力不從心。

5G的建設壓力大致有三點，首先是建設投資，5G基站單站造價約30萬，約為4G基站的3倍;其次是運營成本，5G基站功耗約為4G的3倍，4G單基站電費約為0.7萬/年，5G為2.3萬/年，增加了1.6萬/年;最后是鐵塔壓力，現在鐵塔的資源嚴重不足，無論是電源情況，機房情況，天面情況都十分緊張：電源需要外電引入以達到擴容的站點有98%之多，機房可利用的就機柜站點只有35%，可掛墻安裝占9%，需要新增加的機柜高達30%，無法新增BBU占比26%，而天面利舊現有資源站點66%，新建天面資源站點34%。

高昂的投入成本，4G建設的成本還仍未完全回收，加之建設壓力使各大運營商對于5G的建設呈現徘徊態勢，態度曖昧，有些望而卻步。在種種原因的加持之下，各大運營商建設5G的積極主動性非常低。

但是就是處于這樣困難重重的情形之下，2019年-2020年，國內各大運營商對5G建設的投資額卻又出現了上行的趨勢：2019年比2018年投資同比變化提升了8%，2020年比2019年投資同比變化提升了12%，并且預計2021年比2020年投資將同比變化提升17%。而推動這種逆風生長變化發生的正是國家政策新基建的推動。

正如前文所說，今年開年的疫情給國內外經濟市場都造成了巨大的負面影響，面臨多重困難疊加的不利局面，產業鏈各方想法設法解決難題，并在復工復產后要求加快建設進度，想把時間“搶回來”[7]，5G建設就像按下了“快進鍵”一樣。各大廠商受政策所迫，只得加速投入建設力量，加大投入建設力度，因此目前在這種情況下，尋找能夠快速回收建設所投入的成本的方案已經成為了各大廠商的燃眉之急。

計劃顯示我國預計于2020年新建成5G基站60萬個，投資1380億元;2021年新建成5G基站95萬個，投資2043億元;2022年新建成5G基站110萬個，投資1980億元;2023年新建成5G基站80萬個，投資1360億元;2024年新建成5G基站65萬個，投資1040億元;2025年新建成5G基站50萬個，投資800億元。由數據我們也可以得知2020-2021年將是中國建設5G的一個高峰，各大運營商得投資也將再次進入上行。

四? 5G建設的思路：多領域的協同發展

加快我國5G建設進程的有多個方面，其中國家政策的大力推動是很重要的一方面，但業界沒有積極性的發展是不會長久的，與相關產業的協同發展則是不可忽視的一大方面與破局的關鍵，只有和相關產業做到融合，協同發展，盡快實現創收，才能加快回收各大運營商前期投入的成本的速度，提升各大運營商建設5G的積極性，使各大運營商不是一昧的被推著向前，而是主動地進行發展。

（一） 5G與物流協同結合發展

隨著5G發展的腳步，新型物流也會循序漸進的發展，完善和革新。

5G與物流協同發展的第一階段為eMBB場景，此時5G最大的優勢便是高速寬帶，而新型物流應用場景可以包括基于增強現實的物流應用、物流數據計算平臺以及區塊鏈物流安全平臺。

5G與物流協同發展的第二階段為eMTC場景，到了這個階段，5G深入到了人們的生活之中，這個時候才能做到實現大量設備與場景的接入，新型物流則可以利用這一點發展物流智能能源供給、物流智能倉儲和工業級物流監控[8]。

5G與物流協同發展的第三階段為實現uRLLC場景，這個階段下的5G不僅擁有超低延時的數據傳輸能力，而且可以有效的對應外界環境，在這一階段中新型物流的應用場景包括工業級視覺系統、全自動化物流運輸[9]。

5G與物流協同發展的第四階段也是最后的階段則可以在各種場景下進行切換，這個階段5G得到了完全的推廣，所期望實現的功能都被實現，在切片技術的支撐下，新型物流的各種業務都可以以切片的形式融入到一體化的物流體系中。

5G通訊技術的超高帶寬可以支持超高精度的地圖繪制與實時更新，并且實現道路環境，路況的精準自動識別。5G擁有的毫米波和其大規模的陣列天線可以提高定位的精準，真正做到實時路況與定位。5G的超低延時可以令無人終端擁有更快的反應速度與感知周圍環境的能力，可以使無人終端及時進行決策與決策的實施，以安全駕駛。并且可以根據不同的場景下做出不同的決策，可以分為七個場景：物流配送場景、物流運輸場景、園區內運輸場景、應急物資運輸場景、安防巡檢場景、室內服務場景、超市購物場景，根據不同的場景采取不同的方案，這需要5G的技術支持。

（二） 5G與AR/VR協同結合發展

5G的超高帶寬可以推動AR/VR的發展，并且其低延時可以優化AR/VR在實際生產實踐場景中的使用體驗。有了5G作為支撐，AR/VR可以實現多方面的應用：

AR/VR可以做到三維交互的追蹤，虛擬場景的渲染，虛擬與現實的融合，這些可以幫助培訓新的從業人員，降低了培訓成本;AR可以幫助進行倉儲規劃，基于AR眼鏡等穿戴設備，可以提供給從業人員庫內導航，可以自動掃描并確認貨物，提高了分揀效率，減少錯誤率，甚至在技術成熟之后可以讓機器人利用AR技術，完成數據額部分的自動化工作;AR可以幫助進行貨物的裝載與運輸，基于AR眼鏡等穿戴設備，可以提供給從業人員裝載貨物順序以及裝載位置的提醒，提高貨車的裝載效率以及使用率，而貨車在運輸時候AR車擋風玻璃可以提供實時的路徑導航以及貨物狀態監控;AR可以幫助進行末端配送與交付安全，基于AR眼鏡等穿戴設備，可以提供給從業人員小區的精準地圖導航，以及快速確認客戶身份信息，以保證快遞交付的準確率，避免失誤發生。

AR可以作為新一代的智能家居終端控制系統，其智能水平與便捷水平均高于手機APP控制，與智能語音系統控制持平。AR可以做到隔空控制智能家居設備，開關燈、調整光亮度、開關空調、打開關閉電視等是最基礎的操作，AR完全是隔空的操作方式，不用觸碰任何硬件，不需要觸碰任何介質。AR交互的方式識別度高，因而極大地增強了交互的可能性。AR能夠很好地滿足人機交互的最終目的：使溝通效率達到最大，以簡潔的操作方式給人們以優質的體驗。

AR技術目前沒有被企業級的用戶推廣與采用，主要問題就是現有的網絡通訊技術帶寬無法支持AR的眾多商業應用，而5G所擁有的帶寬則可以提供穩定的通訊以及足夠的帶寬使AR技術可以被使用。

五? 5G建設的思路：共建共享

全球性的5G建設競賽打得火熱，但是國內卻可以走一條共享的道路?，F在的國內市場，作為運營商龍頭的中國移動分到了2.6GHz低頻段和4.9GHz高頻段，中國電信和中國聯通則共同分到了3.5GHz。如果三家只各顧各建設自己的基站的話，在鐵塔資源緊張，本就資源嚴重不足的情況下，三家獨立建設必定會相互干擾，產生沖突。不過在面對財力雄厚的中國移動時，中國聯通和中國電信選擇簽署了《5G網絡共建共享框架合作協議書》，確認在5G的建設上走上了共享合作的路線，兩家運營商將政府分配的不同5G頻率拿出來共同建設一張接入網，這有利于降低網絡建設和運維成本。截至2020年5月底，中國聯通、中國電信已經累計開通共建共享基站11.5萬個，在全國31?。▍^、市）開通5G共建共享，實現了50多個城市的5G正式商用。而中國移動因為早期的技術困難，缺少技術支持，其5G建設的進度已經落后于中國聯通和中國電信了，當中國聯通和中國電信已經傳出了5G應用場景的消息了，中國移動還處于測試階段。

由此我們不妨提出一個新的思路：由中國鐵塔公司這樣的國有企業和國動通訊這樣的民有企業聯合承包布置建設鐵塔與基站的任務，各大運營商通過租借的方式共享鐵塔與基站。5G發牌一年來，中國鐵塔與運營商密切協同，發揮規?；ㄔO、專業化運營優勢，加快推進5G基礎設施建設。截至5月底，累計建成5G基站25.8萬個，證明了其有實力可以承擔布置建設鐵塔與基站的任務。并且有中國聯通和中國電信和合作共享的成功案例在前，證明了這樣的模式是可行的，可以大大減少網絡建設和運維成本。

共建共享在5G網絡建設過程中得到充分實踐，在實現優勢互補、降低網絡建設成本、提高商用部署效率等方面，發揮顯著效應。[10] 由此可見協同發展將是未來5G網絡建設發展的過程中主流的方向。

【參考文獻】

[1] 中央經濟工作會議在北京舉行[N].光明日報，2018年12月22日01版.

[2] 習近平主持召開中央全面深化改革委員會第十二次會議強調[N].新華社新聞通稿，2020年2月14日.

[3] “新基建”都有啥 官方解釋來了！[N].新華網，2020年4月21日.

[4] 中國電信正在全力加快5G新型基礎設施建設進度[N].中國投資咨詢網. 2020年3月13日

[5]賈康.新基建：既是當務之急，又是長遠支撐[J]. 黨政研究. 2020（04）

[6] 基建狂魔中國9小時建成火車站，讓世界人民都震驚了！而土澳的工作效率簡直是慢出了天際……[N].騰訊網， 2018年3月2日

[7] 5G發牌一周年：5G網絡建設彰顯中國速度[N].中國產業經濟信息網，2020年6月12日.

[8] 郝會霞，陳希榮，魏風軍. 智能物流包裝及其主要支撐技術淺析[J]. 今日印刷，2019（11）：25-27.

[9] 郝會霞，陳希榮，魏風軍. 智能物流包裝及其主要支撐技術淺析[J]. 今日印刷，2019（11）：25-27.

[10] 5G發牌一周年丨5G網絡建設彰顯中國速度.人民郵電報，2020年06月08日.

作者簡介：李佩直（2000.2-）男，漢，北京人，本科在讀，研究方向為5G與物流結合

余宴華（2001.2）女，漢，江西上饒人，本科在讀，研究方向為5G與物流結合

茆嘉偉（2000.5-）男，漢，寧夏回族自治區銀川，本科在讀，研究方向為5G與物流結合

游思晴（1982.12-）女，漢，福建福州人，博士研究生，北京物資學院副教授，研究方向為5G與物流結合

基金項目：5G驅動下北京智能物流框架和運作模式研究（北京社科基金19GLC051）

本論文由北京市社會科學基金資助項目（19GLC051）5G驅動下北京智能物流框架和運作模式研究和北京物資學院大創項目5G驅動下的智能物流的應用前瞻性研究支助