编者按

2023 年 4 月，全球移动通讯系统协会 ( GSMA ) 发布了《5G 的社会经济效益：低频段频谱的重要性》报告。报告认为，具有优越传播性和穿透力的低频段频谱是推动数字平等的关键因素，它能够有效缩小城乡地区之间的数字鸿沟。2030 年，低频段 5G 预计将贡献 1300 亿美元的 GDP，其中一半将来自大规模物联网 ( mIoT ) 。除宏观经济效应之外，低频段 5G 应用还将提升移动技术带来的社会和环境效益。此外，报告还指出，将超高频频谱更多地用于移动宽带，而不是继续用于广播，可以创造更大的价值。赛迪智库信息化与软件产业研究所对报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。

【关键词】低频段频谱 5G 网络 社会经济效益

编译 |   赛迪智库信息化与软件产业研究所

目前在大多数国家，用于 5G 的主要低频段是在 600MHz 和 700MHz 频率，而 800MHz 和 900MHz 频率用于前几代。低频段频谱比较而言具有两大特点：其一，低频段频谱具有优越的传播特性；其二，低频段频谱具有卓越的楼内穿透力。截至 2022 年底，在全球 86 个国家中，已有 252 个商用 5G 网络，为超过 10 亿个 5G 连接提供服务，其中近一半的移动运营商都将 600MHz 或 700MHz 用于 5G。到 2030 年，预计全球将有超过 50 亿个 5G 连接，带动 GDP 增长近 1 万亿美元。

一、低频段频谱在部署 5G 网络中的作用

( 一 ) 低频段频谱将成为推动数字平等的关键因素

低频段频谱可满足 5G 部署的两项关键要求：

☆低频段频谱具有优越的传播特性，特别适合用来覆盖乡村和偏远地区 ( 见图 1 ) ，对于有大量人口生活在乡村和人口稀少地区的中低收入国家尤为重要，如果没有足够的低频段频谱，农村人口可能会被排除在最新的数字技术之外。

☆低频段频谱能够更好地穿透建筑物，服务于建筑林立的区域，提供室内 " 深层 " 覆盖，提升城市地区的容量。根据不同的场地和住宅类型，室内流量可占总移动流量的 30% 到 70%。此外，低频段的流量占比往往比其容量占比要大 ( 见图 2 ) ，分配足够的低频段频谱对于满足城市和乡村地区的长期 5G 需求至关重要。

来源：5G 的低频段频谱

图 1：各频段覆盖率对比

图 2：1GHz 以下的频谱、容量和流量占比

( 二 ) 将 600MHz 和 / 或 700MHz 频段用于 5G 的国家实现了更快的部署

如图 3 所示，截至 2022 年底，在已经推出 5G 的国家，有近一半的移动运营商都将是 600MHz 或 700MHz 用于 5G。图 4 显示，使用 600MHz 或 700MHz 频段部署 5G 的国家的人口覆盖率明显高于未使用的国家。

注：分析基于至少有一家运营商积极使用 600MHz 或 700MHz 频率提供 5G 服务 ( 无论其是否被认定为国际移动通信运营商 ) 。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 3：使用 600MHz 或 700MHz 频段的 5G 网络的国家 ( 2022 年第四季度 )

图 4：平均 5G 网络人口覆盖率（2022 年第四季度）

( 三 ) 低频段使消费者拥有更好的 5G 体验

图 5 表明，低频段百分比与 5G 可用性大致呈正相关关系，在使用低频段频率连接的国家，消费者能够获得更好的 5G 信号。

在美国，运营商能够使用 600MHz 频段，因此拥有更强劲的 5G 可用性，5G 设备的消费者比在其他国家有更大概率将时间用在 5G 网络上。

注："5G 可用性 " 是指 2022 年第三季度，在所有使用 5G 设备的用户中，用在 5G 网络的时间占比。" 低频段百分比 " 是指使用低频段频谱 ( 600MHz、700MHz、800MHz、850MHz 或 900MHz 频率 ) 进行扫码的设备占比。

来源：Ookla 测速智库 ®

图 5：2022 年第三季度 5G 可用性和低频段频谱的使用情况

还有证据表明，低频段频率能够改善用户体验，特别是在室内。图 6 比较了澳大利亚、加拿大和日本最大城市的室内 5G 信号强度。在澳大利亚和日本使用 700MHz 频段，以及在加拿大使用 600MHz 频段连接的消费者，其室内信号质量均优于本国使用中频段连接的消费者。

注：分析基于 2022 年第三季度按频段对悉尼 ( 澳大利亚 ) 、多伦多 ( 加拿大 ) 和东京 ( 日本 ) 市中心地区建筑内所有消费者扫码时的加权平均参考信号接收功率 ( RSRP ) 。

图 6：2022 年第三季度使用低频段、中频段频谱的室内信号强度

二、低频段 5G 的社会经济效益

( 一 ) 2030 年，5G 预计将额外拉动 GDP 近 1 万亿美元，其中低频段将贡献约 1300 亿美元的经济价值

图 7：低频段 5G 对全球 GDP 的预计影响

全球移动通信系统协会智库的研究表明，在 2000 年至 2017 年间，移动宽带普及率每增加 10%，GDP 就会增加 0.5% 至 1.2%。此后推出的 3G 和 4G 网络产生了越来越大的影响，当 2G 连接升级到 3G 时，经济效应增加了 15%，当 2G 连接升级到 4G 时，经济效应增加了 25%。

基于上述证据，2030 年，预计 5G 将为全球经济额外产生超过 9500 亿美元的 GDP，约占全球预测 GDP 的 0.7%。其中，低频段 5G 预计将占 1300 亿美元 ( 占 5G 总效益的 14% ) ; 中频段 5G 将为全球 GDP 带来 6100 亿美元的增量 ( 占 5G 总效益的 63% ) ; 高频段 5G 带来了另外 2200 亿美元的 GDP 增量 ( 占 5G 总效益的 23% )

( 二 ) 大规模物联网将驱动低频段一半的经济效应

图 8 显示，低频段一半的经济效应将通过大规模物联网的作用来实现。低频段频谱提供的广域覆盖可以有效提高大规模物联网应用生产力和降低生产成本，在制造业、交通运输、智慧城市和农业等多个经济领域的数字化转型中具有重要作用。其余的经济效应将由增强移动宽带和固定无线接入来驱动。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 8：低频段 5G 的效益（按用例划分）

案例研究 1：

物联网和智能耕作

2022 年，泰国的运营商 Dtac 宣布，他们利用配备物联网（IoT）和机器学习（ML）技术的 700MHz 频谱 5G 网络，在养殖灵芝菌的探索中取得了重大突破。研究人员收集有关栽培因子的关键数据，并记录高分辨率多光谱图像用于作物检查。由此产生的知识和专业技能可以传授给寒冷地区的农民，从而可持续地提升其生活质量和收入。

智能耕作的一个有效案例是约翰迪尔公司（农业设备供应商）在拖拉机上推出的智能传感器技术。传感器可以发送实时数据以确保种子被播撒到适宜的深度、获得适量的水、合理使用除草剂和杀虫剂。借助 5G 的更广泛和快速的连接，更好地实现实时农场管理，从而提高作物产量。

案例研究 2：

5G 固定无线接入

5G 能够提供比 4G 固定无线接入高 10 倍以上的速度，并大大缩小与光纤和有线宽带之间的性能差距。

5G 固定无线接入的一个关键商业案例是那些缺乏固定宽带接入或固定宽带服务不佳的区域，这些区域通常集中在城市边缘和乡村地区。随着更多 1GHz 以下的频谱被部署在单个基站上，可以服务更多的固定无线接入用户，降低单个固定无线接入连接的成本，增加郊区和乡村固定无线接入数量。全球移动通信系统协会智库的研究发现，与乡村和郊区的光纤入户相比，使用 5G 固定无线接入可以节约 70% 至 80% 的成本。

在美国，5G 固定无线接入的用户数量于 2022 年底达到 300 多万个，预计到 2025 年将增加到 1000 多万个，大多数客户选择换成 5G 都是因为它比其他固定服务的价格更低。T-Mobile 是主要的固定无线接入供应商之一，其超过四分之三的用户都位于郊区或乡村地区，且大多数用户的接收速度都超过 100Mbps。在乡村地区，拥有足够的低频段频谱往往是实现 5G 固定无线接入预期速度的唯一途径，特别是对距离基站较远的家庭而言。

其他 5G 固定无线接入使用率增加的国家包括：意大利、澳大利亚、奥地利、巴林和菲律宾。预计到 2025 年，这些国家的 5G 固定无线接入家庭普及率都将超过 10%。在印度，运营商已经宣布计划推出商用 5G 固定无线接入服务。RelianceJio 已经获得了 700MHz 频段的频谱，其目标是用固定无线接入连接 1 亿个位置。

( 三 ) 多个经济领域将因低频段而受益

低频段频谱的效益惠及多个经济领域。其中制造业将受益最多，达到 510 亿美元 ( 见图 9 ) ，占低频段效益的 40%，而其他行业 ( 比如公共部门、服务业和交通运输 ) 也将占经济效益的很大一部分。此外，其他行业 ( 比如零售业和农业 ) 还将推动特定地区的大部分低频段效益 ( 参见 " 按地区划分的低频段社会经济效益 " ) 。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 9：2030 年低频段 5G 频谱对全球 GDP 的预计贡献（按行业划分）

三、按地区划分的低频段社会经济效益

低频段的经济效益因地理区域而异，具体取决于宏观经济因素、各经济体对于采用新技术的准备情况，以及每个国家的经济结构。

虽然从绝对意义上讲，最大的经济体必然产生最大的 5G 效益，但是相对而言，低频段有望为中低收入国家拉动更多的 GDP，特别是光纤基础设施部署不足的国家。

( 一 ) 美洲

2030 年，低频段 5G 将为美洲贡献 GDP 约 350 亿美元。其中大部分来自北美地区，根据预测，北美将在 2030 年前发展为成熟的 5G 市场。然而，低频段 5G 有望在拉丁美洲和加勒比地区带动增长更高的 GDP ( 表 1 ) 。

来源：全球移动通信系统协会智库

表 1：美洲：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 将主要惠及北美的制造业、公共部门和服务业。而在拉丁美洲和加勒比地区，零售业在经济活动中的占比巨大，因此低频段对于零售业也将至关重要 ( 见图 10、图 11 ) 。5G 连接可在低频段的加持下助力优化零售业供应链，并改善客户体验。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 10：北美洲：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

来源：全球移动通信系统协会智库

图 11：拉丁美洲和加勒比地区：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

( 二 ) 亚太地区

亚太地区的经济呈多元化态势，东亚和澳洲拥有发达的数字经济，南亚则以农业经济为主。预计到 2030 年，亚太地区的绝大部分低频段 5G 效益将来自东亚和太平洋地区 ( 由中国主导 ) ，相对而言，低频段将在东南亚带动增长更高的 GDP。在南亚，5G 的影响较小，但随着 5G 的进一步采用，预计将从 2030 年开始增加 ( 表 2 ) 。

来源：全球移动通信系统协会智库

表 2：亚太地区：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 将主要被用于制造业，特别是在中国。作为全球领先的 5G 市场，中国十分擅长将新的 5G 应用融入高科技制造业。

在南亚和东南亚，农业和零售业在经济产出中的占比较大，低频段将更多地被用于这些行业。

图 12：亚太地区：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

( 三 ) 欧洲

低频段将助力大多数欧洲国家在十年内实现高水平的 5G 覆盖和采用，并在 2030 年为欧洲带来约 260 亿美元的经济增长 ( 表 3 ) ，约占全球低频段 5G 效益的五分之一。

来源：全球移动通信系统协会智库

表 3：欧洲：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 将主要影响制造业、服务业和公共部门。例如，智慧城市和公用电网等应用将助力公共部门和交通运输业，而增强的室内深层覆盖和网络质量将进一步促进包括大规模物联网在内的惠及制造业的用例。

图 13：欧洲：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

( 四 ) 通信领域区域共同体

对于通信领域区域共同体地区的国家而言，2030 年低频段 5G 预计将为 GDP 贡献约 30 亿美元的效益，增幅超过 0.1% ( 表 4 ) 。

来源：全球移动通信系统协会智库

表 4：通信领域区域共同体：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 将在该地区的各行各业得到应用，包括零售业、石油和天然气、制造业以及交通运输。例如，5G 应用有望提高运营效率，并通过提供及时维护来防止设备故障，从而提高石油和天然气工厂的安全性和生产力，其用例包括远程设备控制、智能监控和 5G 支持的人工智能。

图 14：通信领域区域共同体：2020 年至 2030 年低频段 5G 频谱对 GDP 的贡献（按行业划分）

（五）中东和北非地区

对于中东和北非（MENA）地区的国家而言，2030 年低频段 5G 预计将为 GDP 贡献约 40 亿美元的效益，增长 0.08%（表 5）

来源：全球移动通信系统协会智库

表 5：中东和北非地区：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 对中东和北非地区的石油和天然气行业、制造业、公共部门和零售业尤为重要。海合会国家是该地区的 5G 先驱，拥有极高的城市化率，5G 完全能够实现智慧城市服务，从而帮助减少污染和交通拥堵、减轻对气候变化的影响，以及更有效地管理经济资源。

图 15：中东和北非地区：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

( 六 ) 撒哈拉以南非洲地区

2030 年低频段 5G 将有望为撒哈拉以南非洲地区带来近 30 亿美元的经济效益，约占 GDP 的 0.08% 左右 ( 表 6 ) 。虽然 5G 普及率可能较低，但到 2030 年其在该地区的相对影响将与欧洲和北美类似，从而为撒哈拉以南非洲地区在二十一世纪三十年代实现更大的低频段 5G 效益铺平道路。

表 6：撒哈拉以南非洲地区：2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献

低频段 5G 应用将主要由农业、采矿业和零售业使用并从中受益。将物联网应用于智能耕作和农业，低频段可实现广域覆盖，这对于推动农业领域的数字化转型尤为重要。

图 16：撒哈拉以南非洲地区：2020 年至 2030 年低频段 5G 对 GDP 的贡献（按行业划分）

四、将超高频频谱更多地用于移动宽带，而不是继续用于广播，可以创造更大的价值

研究发现，将超高频频谱分配给移动宽带，其节约的成本大大超过了为确保消费者继续获得所需的广播服务而产生的成本。这反映了 5G 带宽需求的不断增长和数字地面电视需求的普遍下降，该趋势很大程度上是由交互式网络电视和点播观看的兴起所推动。因此，分析结果表明，将超高频频谱更多地用于移动宽带，而不是继续用于广播，可以给社会带来更大的价值。

具体效果因每个市场的情况而定，取决于预期的 5G 采用水平、人口水平和分布，以及电视观众对数字地面电视的依赖程度。因此，应避免对所有国家的超高频频谱采取一刀切的做法，各国政府均应推行能够为本国民众创造最大经济和社会价值的频谱政策。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 17：超高频频段的成本效益分析结果

数字地面电视和移动宽带的应用趋势

在多数欧洲和中东国家，数字地面电视网络都是在 2000 或 2010 年代初推出的，作为数字电视转换 ( DSO ) 进程的一部分，用以取代模拟广播网络。

数字地面电视在提供公共和商业广播服务方面发挥了重要作用，但其应用远未普及。在大多数欧洲国家，数字地面电视都不是主要的电视平台，在半数的欧洲国家中，仅有 20% 的家庭将其作为主要电视平台。从时间的变化来看，主要依赖数字地面电视的家庭比例有所下降 ( 见图 17 ) 。同一时期，交互式网络电视的份额却大幅增加。展望未来，欧盟委员会预计这种情况将持续下去。到 2030 年，交互式网络电视家庭的数量将从 4500 万左右增加到 6000 万以上。同时，其他平台预计都将下降，特别是数字地面电视。

在阿拉伯国家的数字地面电视也出现了类似趋势，在主要电视平台中的占比不足 20%。在非洲，地面电视的趋势与欧洲或中东不同，但通常用到的频道较少，因此需要的频谱也较少。

在有些国家，数字地面电视平台要么已经关闭 ( 例如在瑞士 ) ，要么正计划缩减规模，特别是在频道和多路广播数量有限的国家。因此，许多广播公司都将较少的资源放在线性电视频道上，而将更多的资源放在交互式网络电视和点播内容上。

相比之下，公众对移动数据和服务的需求持续增长。欧洲、中东和非洲的 5G 连接数量预计将从 2022 年的 1 亿增长到 2030 年的 13 亿，将增长 13 倍。爱立信的移动数据流量预测表明，在这些地区，由于持续的互联网和视频需求，以及新用例 ( 比如增强和扩展现实应用 ) 的推动，移动数据流量将从目前的每月 20EB 增加到 2028 年的 72EB 以上。因此，移动宽带需求的增长与数字地面电视收视率的下降趋势形成了鲜明对比。

来源：全球移动通信系统协会智库

图 18：2013 年至 2021 年欧盟的主要电视平台占比

五、结论

( 一 ) 如果没有足够的低频段频谱，数字鸿沟就会扩大

低频段频谱是推动数字平等的关键因素，它能够缩小城乡地区之间的差距，提供经济实惠的连接。如果没有足够的低频段频谱，数字鸿沟就可能会扩大，生活在乡村地区的人们将被排除在最新的数字技术之外。

到 2030 年，预计全球将有超过 50 亿个 5G 连接，带动 GDP 增长近 1 万亿美元。据估计，北美地区、欧洲、中国和海合会国家的 5G 将于 2030 年达到成熟，而在许多中低收入国家，5G 的增长将持续到整个二十一世纪三十年代。

截至 2022 年底，在已经推出 5G 的国家，有近一半的运营商都选择将 600MHz 或 700MHz 频段用于 5G。与其他未使用 600MHz 或 700MHz 的国家相比，这些国家的 5G 覆盖水平更高，且实现了更好的 5G 可用性和室内服务质量。

( 二 ) 2030 年，低频段 5G 预计将贡献 1300 亿美元的 GDP

2030 年，低频段 5G 预计将创造约 1300 亿美元的经济价值。其中一半将来自大规模物联网 ( mIoT ) 。除人口覆盖以外，许多现有和未来的物联网用例也需要广域覆盖，而低频段频谱最适合提供此类覆盖。大规模物联网应用将在多个经济领域的数字化转型中发挥重要作用，包括制造业、交通运输、智慧城市和农业。

其余的经济效应将由增强移动宽带 ( eMBB ) 和固定无线接入 ( FWA ) 驱动，低频段 5G 将为固定网络不发达的地区提供高速宽带连接。

除宏观经济效应之外，低频段 5G 应用还将提升移动技术带来的社会和环境效益，包括：减贫 ; 改善福祉 ; 提升医疗卫生、教育和金融服务 ; 以及减少温室气体排放。

( 三 ) 将超高频频谱更多地用于移动宽带，而不是继续用于广播，可以创造更大的价值

在许多国家，要确保运营商有足够的低频段频谱，可能需要目前用于广播的频率，700MHz 频段以下的额外频率。5G 带宽需求的不断增长和数字地面电视需求的普遍下降形成了鲜明对比。

将超高频频谱更多地分配给移动宽带使用，而不是继续用于广播，研究结果发现，其节约的成本大大超过了为确保消费者继续获得所需的广播服务而产生的成本。建议各国政府根据本国 5G 采用水平、人口水平和分布以及电视观众对数字地面电视的依赖程度，推行能够为本国公民创造最大经济和社会价值的政策。

译自：Socio-Economic Benefits of 5G：The importance of low-band spectrum，March 2023 by the GSMA

译文作者：刘丽超 杨婧