尽管5G的变革性质使其成为一种潜在的颠覆性技术，但从其推出的早期阶段就可以清楚地看出，从今天的4G/LTE基础设施迁移将是渐进式的，而不是革命性的。5G的承诺是实实在在的，但5G生态系统中的各个行业参与者要实现这一承诺还有大量工作要做，分析人士预测，到2025年，5G的采用率将达到4G的一半左右。

5G推出可以被认为是在其第一阶段，全球运营商开始推出基于第三代合作伙伴计划（3GPP）15版，5G基础级的规范的服务。尽管这些服务将为运营商带来增量收入，但只有在部署了第16版中规定的、第17版中正在开发的功能时，5G在垂直领域的实际价值才能得到释放。

到目前为止，5G的加速发展在很大程度上是通过强大的5G生态系统的努力实现的，特别是在标准制定方面，关键行业参与者都参与其中，确保了实用和一致的功能优先顺序。随着政府、行业和学术界对新技术的开发、验证和实现做出贡献，未来的5G路线图将更加重视这一生态系统。

作为这个生态系统中的一个关键参与者，u-blox研究了影响5G推广的一些经济、监管和技术因素，这些因素告诉我们以及其他主要生态系统参与者，这种进化的新网络将补充而不是破坏现有的物联网技术。

国际电联定义的三个广泛的用例涵盖了需求高度多样化的现有和新兴应用。事实上，没有一种5G技术能够满足所有这些要求，在决定如何使用5G进入市场时，运营商必须解决以下因素。

商业案例的优势

由于大多数运营商仍致力于持续的4G/LTE投资策略，而且许多运营商的收入正在趋于平缓甚至下降，因此5G商业案例需要一种有针对性的方法。人们对5G技术的信心很高，但目前尚不清楚如何以及何时将一些更具革命性的使用案例转化为创收产品和服务。因此，大多数运营商将重点放在物联网（IoT）和增强型移动宽带（eMBB）上，这两种技术都可以很容易地利用现有的基础设施。

虽然重点可能是物联网和电子宽带，但有针对性地部署毫米波基础设施也能够解决高利润的细分市场，例如使用固定无线接入（FWA）在城市地区提供高速宽带。

标准制定

标准的可用性和稳定性是任何新技术推出的关键，使硬件制造商、芯片制造商等能够构建和设计全球可互操作和兼容的组件。ITU将5G NR要求指定为IMT2020目标，3GPP是领先的标准开发组织，在第15版中开发了最初的5G标准。非独立5G新无线电规范（NSA 5G NR）于2017年12月获得批准，独立（SA）版本于2018年6月获得批准。第15版可以被认为是5G NR的基础，它已经进入了一个全新的无线电技术的规范，为2018年底的初始服务铺平了道路。

5G第2阶段和下一阶段的标准开发

随着全球运营商为推出基于Release15规范的服务而努力克服上述挑战，5G生态系统已经开始关注未来。我们现在展望下一步的发展，随着5G的不断推出，这一点可以预期。

Release 15被认为是5G NR第1阶段，Release 16是第2阶段，Release 16于2020年7月完成，Release 17的开发工作将于2021年末完成，目前正在进行中（图2）。

图1:3GPP 5G发布时间表。

第15版侧重于移动网络技术的定义，而第16版和第17版则专注于添加所需的功能，以支持蜂窝行业以外的各种垂直行业所需的用例。

尽管第16版和第17版中正在开发或考虑的功能与许多垂直领域相关，但3GPP工作的重点是至少三个新兴应用对5G能力有潜在需求的特定行业——工业物联网（IIoT）、汽车行业和卫星行业。

工业4.0和工业物联网

随着物联网指数级增长的两个驱动因素以及当前对实现工业4.0愿景的关注，IIoT技术在第16版和第17版下作为重要的工作主体也就不足为奇了（图2）。

图2：3GPP发布后5G技术的发展。

IIoT在第16版和第17版中开发的特定功能包括：

超可靠低延迟通信（URLLC）：Rel-16工业物联网工作项预计将提供IIoT应用所需的“六个9”级别的可靠性，例如智能工厂装配和控制操作。

时间敏感通信（TSC）：Rel-16引入了基于与IEEE时间敏感网络（TSN）集成的TSC支持，TSN是目前工厂自动化的主要协议。Rel-17将开发本地TSC支持，即独立于IEEE TSN，支持广泛的用例，包括物流、航运港口、程序制定和特殊事件。

支持非公用网络和中性主机：3GPP Rel-16既支持独立的NPN，也支持公网集成的NPN，两者都有身份验证方法。Rel-17通过使用第三方服务提供商（包括公共网络运营商）的凭据访问独立的专用网络，引入了对中性主机的支持。Rel-17还将为接入专用网络的用户接入提供支持。

NR-unlicensed：与上述相关，Rel-16引入了对NR在未授权频谱中运行的支持，为服务提供商和专用网络提供了一个增加容量的重要工具。Rel-16最初关注的NR-U是在5ghz和6ghz频段上的eMBB服务。Rel-17将包括增强功能，允许在未经许可的频谱中使用urlc特性。

NR-Light:Rel-17将引入对“低性能NR设备”的支持，也称为“NR-Light”，如监控摄像机、工业传感器、可穿戴设备和消费物联网设备。NR-Light打算降低5G-NR设备的成本和复杂性，同时仍然支持5G-NR连接。

高精度定位：Rel-16扩展了Rel-15的定位支持，引入了利用5G无线电信号本身定位设备的能力，提供了几米的潜在精度。Rel-17下的进一步增强可以提供厘米以下的精度水平，这是许多室内工业过程应用所要求的。

LPWA技术——NB-IoT和LTE-M:3GPP于2015年作为第13版的一部分引入，NB-IoT和LTE-M认识到构成物联网市场主体的基本物联网服务的简化要求。Rel-16规定了如何将NB-IoT和LTE-M传输直接并入5G-NR部署，巩固其作为5G标准的未来地位，并确保与现有NB-IoT和LTE-M部署兼容。Rel-17中LPWA将进一步发展包括延迟和功率效率的增强以及峰值传输速率的提高。

卫星通信的复苏

空间接入成本的下降推动了小型低地球轨道（LEO）卫星数量的大幅增长，使卫星通信在经济上和技术上可用于远程物联网应用。在Rel-17中，3GPP将开始5G NR增强工作，以支持非地面网络（NTN），并研究基于卫星的物联网利用NB-IoT和eMTC连接的可行性。

5G生态系统的持续作用

5G推广的一个关键因素是行业、政府、监管机构、标准机构和学术界之间的密切合作。许多此类合作伙伴正在全球范围内进行一系列试验和试验，以证明、验证和评估5G在各个垂直领域的潜力，从而确定未来5G路线图。在欧洲内部，5G基础设施公私伙伴关系（5G PPP）是一项关键举措，由欧盟委员会设立，旨在资助和协调相关项目，以建立欧洲在5G领域的领导地位，重点关注提高工业效率和生产率。