通信行业报告：5.5G商用元年已来，新技术有望催生新场景

报告出品方：招商证券

以下为报告原文节选

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一、5G 发展全面迈向 5G-Advanced 网络演进

1、5G 商用近五年以来取得的成就与面临的挑战

截至 2023 年底，我国 5G 基站数达到 337.7 万个，占移动基站总数的 29.1%；我国5G移动电话用户数达8.05亿户（注：工信部口径），占移动电话用户的46.6%。

商用近五年来，我国 5G 发展取得了一系列亮眼成绩，但也存在一些局限性，5G终端和网络的性能仍无法完全满足元宇宙、车联网、智能制造等新兴领域提出的高要求，标志性现象级的 5G 应用仍待发掘。5G-Advanced（或称为 5.5G）是介于 5G 和 6G 之间的演进技术，将主要解决 5G 商用问题，可以更好地开发和释放 5G 网络潜能，为 6G 创新探路。

5G 商业化进程迅速，相关新业务、新应用不断涌现。To C 端，以 XR 为代表的创新业务，需要“5G+云+终端”协同，XR 的实时渲染和 3D 重建都依赖于 5G网络的超大宽带和低时延。To B 端，5G 已在煤矿、港口、医疗等多个行业实现规模复制。在地下煤矿，5G 一张网连接起 100+高清摄像头、井下人员和众多传感器，使 60%的井下工作可以在安全的井上完成；在某 5G 全连接工厂，5G 深入 15 个生产流程，2500+生产设备通过 5G 连接，大幅提升工厂生产效率。

应用场景仍有局限，需求端亟需 5G 升级。随着 5G 新通话、裸眼 3D、远程工业互联等新技术、新应用、新场景不断发展，对网络和算力等提出更高要求。一方面，从 To C 端用户体验看，目前 5G 相比 4G 还未显出的明显优势，比如新兴的 XR 领域所需的宽带实时交互对无线网络在体验、容量与稳定性提出了巨大挑战，5G 可支持更多用户同时上网的能力在非大型场馆的场景中被忽视。另一方面，5G 虽在机器视觉和遥控作业等 To B 场景有成功实践，但工业互联网的局面并未真正打开。在不少工业场景中，产业应用需要大上行、低时延、确定性、高安全、高可靠、大连接、精定位和低功耗等，在泛在连接时还要求轻量级低成本。

因此，5G 技术需要进一步升级才能支撑 5G 在垂直行业的规模拓展，在行业的转型创新发展中逐渐发挥核心支撑作用，从而释放 5G 的最大潜力和商用价值。

5G-A 将在 5G 的基础上，更好地匹配人联、物联、感知、高端制造等场景，孵化更多的商业新机会。

2、5G-A 演进的计划

5G-A 开启 5G 下一阶段演进。一般而言，移动通信技术的代际生命周期是十年，在此期间通常会出现一个新的技术标准来进行平稳过度，如 2.5G、3.5G 及 4.5G的出现都显著增强了网络性能。2022 年 6 月，3GPP 的 5G R17 标准冻结，标志着 5G 第二个演进版本标准正式完成。2021 年 4 月，3GPP PCG 第 46 次会议明确 5G 演进版本为 5G-Advanced（简称“5G-A”）。此外，会议还决定，5G-A将从Release-18（简称“R18”）开始。

5G-A 在无线、固网和 IP 网络领域均已开启技术标准化进程。在无线领域，3GPP已将 R18、R19、R20 三个版本定义为 5G-A 技术规范，其中 Release 18 版本将于 2024 年上半年冻结，这意味着全球 5G 技术和标准发展进入新阶段。在固网领域，F5.5G 已从产业倡议步入标准设计阶段，2023 年 11 月 30 日 ETSI 发布《F5G Advanced Generation Definition》，2023 年到 2027 年将完成 F5G Advanced 标准制定。在 IP 网络领域，IETF、IEEE 正全面开展 SRv6、Wi-Fi 7、800GE 等 Net5.5G 第一阶段相关的标准工作，相关标准将在 2024 年全面发布。

根据中国移动研究院，5G 国际标准从 R15 以来延续两年一个版本的节奏发布，期间每个版本时间计划会因为新增特性的数量和体量的问题进行反复斟酌讨论。

Rel-18 作为 5G-A（5G-Advanced）的第一个版本，具有承上启下的作用，其中的一些特性反映了现网部署的需求，也有一些则起到5G向6G演进的指向作用。

3、5G-A 演进的影响

频谱资源整合开拓，支撑 5G-A 深入推进。5.5G 的高带宽离不开频谱资源，载波带宽需要 400MHz （Sub6GHz 频段）或 800MHz（毫米波频段）。但四大电信运营商目前所拥有的 5G 频段较难实现 400MHz 的载波带宽。当前 5G-A 产业正通过两大路径共同推动 Sub 100GHz 频谱走向 NR，一是通过重耕和按需整合2/3/4G 存量频谱，二是推动毫米波和 U6GHz 超大带宽频谱走向商用。此外，2023年 6 月，工业和信息化部发布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》，在全球率先将 6GHz 频段划分用于 IMT 系统，推动该频段全球或区域频率划分一致，为 5G-A 发展提供充足的中频段频率资源。

5G-A 性能指标全面升级。未来，一方面，5G-A 持续增强已有的能力，支撑传统 5G 业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A 将增加新的能力，支撑新场景新业务的应用。5G-A 时代新的业务需求呈现更加多样及复杂的特性，对 5G 网络能力提出了更高要求。5G-A 是 5G 网络下一步升级演进的必由之路，已在产业形成共识，是确定性产业发展趋势。IMT-2020(5G)推进组提出 5G-A 网络能力由速率、绿色、网络 AI、空口 AI、感知、定位和物联等七个关键指标衡量。

相较于 5G 技术，5G-A 技术将带来多个维度的提升，比如下行峰值速率将从 5G初期的千兆提升到万兆（将全面支撑 XR、裸眼 3D 等创新业务需要的大带宽、低时延等）以及上行速率将从百兆提升到千兆（满足海量数据全面上云端等需求）。

5G-A 演进将为 6G 标准制定做出积极贡献。6G 标准制定道阻且长，华为轮值董事长徐直军曾表示，6G 现在仍是一个概念以及产业界的一个目标，需要年轻人参与 6G 场景的想象，并表示要为 6G 有可能的到来做准备、做投资。5G-A 作为承上（5G）启下（6G）的关键节点，其技术标准演进对于推动 6G 领域的探索进程起着至关重要的作用。5G-A 技术的演进将对部分 6G 关键技术进行提前验证，为 6G 发展提供有效、有用、有价值的场景。中国工程院院士邬贺铨表示，针对 5G 市场应用出现的问题，在 6G 商用之前有必要提供 5G-A 的能力。他强调，尽管 6G 的目标是实现无缝覆盖，但 5.5G 首先需要在热点区域或特定场景对 5G 进行补充。作为 5G 通向 6G 的必由之路，5G-A 将对部分 6G 关键技术进行提前验证，为 6G 标准制定和技术落地积累宝贵经验。

二、5G-Advanced 开启产业发展新赛道

5G-A 是基于 5G 的技术演进，应用场景以 5G 的三大业务场景（eMBB、mMTC和 uRLLC）为基础进一步扩充。IMT-2020(5G)推进组提出，5G-A 在持续增强已有能力的基础上，将增加新的能力以赋能新场景新业务的应用，将面向六大主要应用场景，其中“沉浸实时、工业互联、千亿物联”三大方向是原 5G 能力三角 eMBB、URLLC、mMTC 的演进升级，“天地一体、通感一体、智能上行”三大方向则是 5G-A 新增能力。

IMT-2030(6G)则在 IMT-2020(5G)“铁三角”的基础上，向外延伸拓展出六边形。

六边形定义了六大场景，包括沉浸式通信、超大规模连接、超高可靠低时延通信、泛在连接、通信 AI 一体化、通信感知一体化。其中，前三者分别是 eMBB、mMTC、URLLC 的通信增强扩展场景；泛在连接是覆盖增强新增场景，需引入新架构和新商业模式，支持地面网络和非地面网络互连；通信感知一体化、通信 AI 一体化是业务扩展新增场景，在感知和 AI 的新功能中融入增强通信，6G 网络作为一个分布式神经系统，可以将物理世界、生物世界和网络世界融合起来。在六边形最外围的圆圈上，列出了适用于所有场景的四大设计原则，包括可持续性、泛在智能、安全/隐私/弹性、连接未连接的用户。

1、沉浸实时（元宇宙）

XR 等新应用带来的虚拟体验正逐步跨越现实体验边界，实现沉浸式的实时交互。

据 Counterpoint Global XR 预测，XR 设备出货量预计从 2021 年的 1100 万台增长到 2025 年的 1.05 亿台，增长约 10 倍。为进一步提升 XR 设备的沉浸式体验，终端分辨率将从入门级的 4K@60fps 逐步提升至舒适级的 8K@90fps，未来面向视网膜级体验分辨率将提升至 16～32K@120fps，并会提升为多模态 XR，达成包含视频、触觉等多感官的更沉浸式体验。

交互式 XR 业务对无线网络在时延、速率、容量、移动性等方面提出了巨大挑战。

当前移动网络支持 4K@60fps 的 XR 视频，单用户速率需求约 100Mbps，单小区可以支持 5~10 个用户；未来需要支持 16~32K@120fps 的 XR 视频，单用户速率需求约 1~10Gbps，同时满足单向 10ms 级时延（双向 20ms），需要通过无线技术突破解决体验与容量双重挑战，支撑下行超宽带需求。

5G-A 相比 5G，将带来 10 倍的网络性能提升，支持向元宇宙迈进。根据华为，移动用户及家庭宽带用户峰值体验从 1Gbps 提升到 10Gbps；此外，时延、定位、可靠性能力 10 倍提升。5G-A 时代，沉浸+交互体验将成为刚需，以 XR 为代表的元宇宙将进一步拓展应用边界。ToC 领域，将从室内的场景逐步走向室外车载XR 娱乐、AR 导航等。ToB 领域，从 XR 教育、培训等，逐步走向 XR 全息会议与协作，网络需求也将逐步走向以 XR 全息会议为主的对称带宽。

2、工业互联

近年，制造业的创新应用层出不穷，对网络的大上行、低时延、确定性、高安全、高可靠、大连接、精定位和低功耗等方面提出了新要求。例如，制造工厂的机器视觉、矿业的远程控制、港口的自动化巡检、电力行业的配电自动化等。不同的场景需求差异大、种类多，例如典型制造工厂在机器视觉应用较为丰富、上行速率要求高，而电力行业的配电自动化则要求高精度授时能力。

5G-A 是向当代工业互联网转型的必然要求。由于移动网络本身的局限性，如上行宽带能力不足、缺乏确定性保障机制、定位精度不足等问题，目前的 5G 网络难以满足面向严苛的工业场景要求。5G-A 阶段网络将进一步引入新的技术及机制，共站点共设备共运维，全面提高现有工业互联网的综合能力。

3、千亿物联

5G-A 将支持最全面的物联网能力。模组类型将涵盖从工业级高速连接到RedCap、无源物联，从 Gbps 到 Kbps 的全系列物联模组能力，全面使能万物智联，在各行各业实现全场景、全流程、全要素的广泛连接，为千亿连接提供最强大的产业支持。

5G-A RedCap 降低复杂度与成本，助力实现更多场景大规模商用。3GPP 在 R17定义了 RedCap 轻量化 5G 终端技术，但是，在 5G 阶段的最低能力配置下，峰值速率依然能够达到 80Mbps 以上，对于低端目标场景仍能力过剩。因此，智能电网、智慧城市等对速率需求更低、终端连接设备多样且海量、成本更敏感应用场景的发展，对 5G RedCap 提出了进一步演进需求。5G-A 中，RedCap 的目标速率下降至 10Mbps，成本与功耗更低，也能更好地处理不同带宽和能力的低成本 5G 物联网终端与存量 5G 终端之间的共存，助力实现大范围商业落地。

无源物联将蜂窝网络和无源标签相结合，打造全场景联接底座。在不显著增加标签的成本、功耗、复杂度、体积的前提下，增加通信覆盖距离、降低读写器间干扰、实现低成本大规模组网、支持对标签的定位。得益于新型无源物联网技术在通信距离、组网规模、部署成本等方面的优化，无源物联网正在仓储物流、电力、交通、畜牧等更广泛的领域内得到应用。

4、天地一体（卫星互联网）

空天地一体化通信网络可以实现极简极智泛在接入和全域时敏服务。空天地一体化网络由三部分组成：由各种轨道卫星构成的天基网络，由飞行器构成的空基网络（将无线基站安放在长时间停留在高空的飞行器上来提供电信业务），以及传统的地基网络（包括蜂窝无线网络、卫星地面站和移动卫星终端以及地面的数据与处理中心等）。空天地一体化通信网络传输覆盖广、不受地理环境限制、时延抖动小、可靠性高的特性可以为行业客户提供专网服务；空天地一体化通信网络扩大了地面通信网络覆盖范围，可以为个人用户提供多样化的语音和数据业务。

5.5G 开启 NTN 研究历程，以星地融合为目标，将 IoT 泛在应用扩展到地面移动通信信号难以覆盖之处。卫星网络标准在 3GPP、ITU-T、IETF 都有讨论，3GPP体系称非地面网络（NTN, Non-terrestrial Network）（包括天基和空基网络）与地面网络（TN, Terrestrial Network）。2024 年 2 月，搭载中国移动星载基站和核心网设备的两颗天地一体低轨试验卫星成功发射入轨。其中，“中国移动 01 星”搭载支持 5G 天地一体演进技术的星载基站，是全球首颗可验证 5G 天地一体演进技术的星上信号处理试验卫星；“‘星核’验证星”搭载业界首个采用 6G 理念设计，具备在轨业务能力的星载核心网系统，是全球首颗 6G 架构验证星。

5、通感一体（低空经济）

国家正大力推进低空经济发展，各层级相关政策加速落地。“低空经济”指一般在垂直高度 1000 米以下、根据实际需要延伸至不超过 3000 米的低空空域范围内，以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为载体，以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，带动相关领域融合发展的综合性经济业态，涉及低空飞行、航空旅游、支线客运、通航服务、科研教育等业务形态。2021 年 2 月，低空经济被写入《国家综合立体交通网规划纲要》；2023 年 12 月，中央经济工作会议进一步将“低空经济”提升至“战略性新兴产业”的高度。

低空经济产业快速扩张，其中无人机及其应用是低空经济的重要形态。低空经济拥有独特的点对点、地域限制小、经济成本低、运行效率高等优势，开辟了全新的消费需求。据中国民航局引用相关单位数据，2023 年我国低空经济规模已经超过 5000 亿元，2030 年有望达到 2 万亿元。截至 2022 年底，全国的无人机运营企业达到 1.5 万家，年产值已达 1170 亿元。注册无人机 95 万架，无人机实时飞行约为 3.86 亿架次，累计飞行时长约为 1668.9 万小时。近日，电动垂直起降航空器（eVTOL）“盛世龙”公开首次演示飞行，从深圳蛇口邮轮母港起飞后降落在珠海九洲港码头，将单程 2.5～3 小时的地面车程缩短至 20 分钟，该航空器预计将于 2026 年开启载人飞行，有望在规模化落地后将单座票价压至两三百元。

对低空经济需求的与日俱增对低空管理提出了必然要求。2023 年 5 月 31 日，我国出台《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，提出统筹建立无人驾驶航空器一体化综合监管服务平台，确保监管方和用户直观透明掌握统一的空域使用和飞行态势。2023 年 11 月初，国家先后发布了《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》和《关于明确〈无人驾驶航空器飞行管理暂行条例〉空中交通管理有关事项的通知（征求意见稿）》。2024 年全国两会期间，全国人大代表、南京邮电大学校长叶美兰建议，研究和出台国家低空通感网络基础设施发展方案，发挥5G-A 优势，形成全国统一的通感基础设施网络；全国人大代表、中国移动湖南公司总经理程伟建议，基于通信运营商信息基础设施和频谱资源，形成低空空联网标准，加快 5G-A 等新技术规模部署，满足低空飞行器网络需求。

5G-A 为城市低空安全监管提供了技术手段。当前已有的无人机侦测装备主要为低空雷达和无线电侦测设备，存在难以在城市部署、覆盖范围不足等问题。5G-A的“通感一体”为低空管理中航空器的侦测提出了新路径。通过分析无线通信信号的直射/反射/散射，获得对外界的感知，实现定位、测距、测速、成像等功能。

其次，5G-A 频段和一般雷达相比，频率较低，更容易绕过障碍物，从而实现在建筑物较多的情况下更好的覆盖。通感算一体化基站的探测距离可超过 1.5 千米，探测精度达到亚米级，这意味着在基站覆盖范围内，感知到的目标物位置和实际位置误差小于 1 米。此外，5G-A 合理改造并充分利用原有 5G 基站，避免低空专网的重复建设，极大降低管理门槛。中国工程院邬院士表示：“在不改变 5G基站天线仰角的前提下，低空探测空间高度近 600 米，这将避免低空专网的重复建设，有助于城市对‘低慢小’飞行物的识别和管理。”

5G-A 更好支撑利用低空无人机开展物流配送等活动。受地形影响，低空通信/导航难度更高、飞行密集、地面障碍物多、气象条件更复杂，提供服务的难度更大、成本更高、面临的安全效率挑战更多。无人配送产品与运营方之间联系主要是通过网络，通讯的稳定性、即时性影响着安全，对网络连接的上下行带宽、业务时延以及网络的链路稳定性提出了较高的要求。5G-A 在传输速率、覆盖范围、连接密度、智能化等方面的优势进一步支撑无人机物流配送。

5G-A 助力低空经济成果丰硕，多处试点已完成验证。2023 年 5 月，中兴通讯完成了业界首条“5G 通感算控一体化”低空无人机航线验证。2023 年 10 月，中兴通讯完成了业界首个 5G-A 通感一体组网验证测试，实现了从单点技术验证扩展到多站区域组网应用。2023 年 5 月，华为实现了 5G-A 立体感知网在低空场景下的无人机航迹精准追踪等多场景验证，目标识别率达 100%，证明 5G-A通感基站可实现探测面0.01m2的目标感知，准确率达99%，单站探测距离超2KM。

深圳等地正在积极试点低空经济。2023 年 10 月，深圳公布全国首部低空经济产业促进条例《深圳经济特区低空经济产业促进条例》，作为立法重点项目并公开征求意见。至 2022 年底，美团无人机外卖的试运行航线已在 5 个商圈落地，累计配送订单量超 12 万单；顺丰形成了覆盖深圳全市范围的低空无人机物流网络，2023 年 1 至 3 月，在深圳运行累计 1800 多架次，运行货物 13 万多件。

6、智能上行

网络上行需求越来越大。一方面，随着短视频、直播业务的蓬勃发展，以及终端分辨率的不断增强，随时随地高清视频分享已成为消费者热衷的沟通方式；另一方面，随着行业数字化、工业互联网的推进等，应用也会自下而上产生海量数据，将大量的人和机器的信息传递上云；此外，随着智能化设备、智能化平台的普及，对于音像数据上传至云端平台的需求也越来越多。

现有5G网络以toC eMBB业务为主，对于网络需求也以下行为主，如下载数据、观看视频等。面向这一需求，当前 5G TDD 系统中，其主流时隙配比包括 7:3、8:2 和 1:3 等，对下行资源的分配远远高于上行，下行能力也远远高于上行能力，测试峰值 250~370Mbps，在满足 5G-A 上行超宽带场景的业务需求存在很大的网络和技术挑战。

视频监控广泛应用在城市安防、智慧工地以及无人小车视频回传等场景。第一，城市安防场景对上行带宽的要求是视频实时回传。第二，智慧工地场景的需求包括工地出入人员实名管理、工人出勤记录管理、工地施工安全管理、工地物品防盗等。基于无线的视频回传方案更具备灵活性，可满足建筑施工的临时性部署需求。第三，对于无人小车视频回传而言，一个应用场景是移动视频监控，包括车辆实时动态监控及车辆视频等数据回传。另一个应用场景是远程驾驶脱困。

视频媒体生产向分辨率更高、机位数更多、随时随地生产等趋势发展。对于专业视频媒体生产这类业务产生的码率在 200M 以上甚至 1Gbps+，但目前这类视频生产多采用固定机位，使用有线连接回传到导播设备，无法满足灵活部署和移动拍摄的场景需求。专业媒体摄像机集成 5G 模组后，无需进行繁重的局域网络环境搭建和维护，只需摄像机和编码器开机，5G 模组自动接入 5G 网络，提供大带宽、高稳定、广覆盖的传输，制作系统和监看系统只要部署在核心网后的服务器即可快速开展媒体生产和监看任务。

自主无人智能设备则可能未来对上行超宽带提出了更高的速率需求。中国人口和产业结构改变正在驱动服务机器人产业自动化、智能化加速升级。与主要工作在“无人环境”，更注重效率和精准度的工业机器人不同，服务机器人的应用场景，需要与人近距离接触，所以更注重服务过程的柔性和安全性。一个典型的服务机器人将具备高级 AI 环境识别能力和自主导航能力，配备 6-8 个高清摄像头、激光雷达（选配）等以感知周围环境、MIC 阵列来聆听指令，图像数据需要实时回传到云端。

三、5G-A 部分重点技术方向

5G-Adavanced 关键技术可被划分为网络关键技术、终端关键技术、云/边关键技术、端到端运维关键技术和绿色节能关键技术等五个技术方向。

1、ELAA-MM 增强

超大规模 MIMO 大幅提升天线通道数，显著提升 5G 系统性能及效率。Massive MIMO（大规模多输入多输出）技术是 5G 通信系统容量和频谱利用率提高的关键技术之一，传统的多天线技术仅仅支持最大 8 端口的水平维度波束赋形技术；而 5G 为了提升频率效率，进一步增加基站天线端口的数目，通道数可达 32 或者 64，天线阵子数可做到 192、512 甚至更高，其增益大大超越传统设备，使传输的用户配对数目直线增加。与此同时，传统设备在做覆盖规划时，主要关注和满足水平方向覆盖，信号辐射形状是二维电磁波束，而 Massive MIMO 在水平维度空间覆盖基础上增加垂直维度空间的覆盖，信号辐射形状是灵活的三维电磁波束，因此能深度挖掘空间维度资源，提升频谱资源在多个用户之间的复用能力，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅提高网络容量。

5G-A 采用 ELAA-MM 技术大幅提高天线规模。5.5G 可以部署超大规模的发射天线阵子或扩展天线口径，将通道数提升至 128/256TR 以上。其中超大规模天线阵列（ELAA-MM, Extremely Large Antenna Array Massive MIMO）技术可以将天线单元分布式的部署在一片区域内（比如建筑物墙壁上），避免了集中式部署受天线面板尺寸、重量、风载的工程限制，大幅提升数据吞吐量。相比传统5G 天线单面 128-256 个振子数，超大规模阵列天线直接将阵子数增加到 1000余个，实现 10Gbps 的下行峰值速率。随着 5.5G 对天线规模的提升，根据概率统计学原理，基站到各个用户的信道将趋于正交。这种情况下，用户间干扰将趋于消失，而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比，从而能够在相同的时频资源上支持更多用户传输。华为在 2023 全球移动宽带论坛发布了业界首个 128T MetaAAU（振子数达 500+）、业界首个双频 64T MetaAAU 以及业界首个2000+阵子毫米波AAU。终端方面，5.5G智能终端将从当前2T4R走向3T8R等更多通道，并支持 4 个或更多载波的聚合，打造万兆体验终端。

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