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文檔簡介

中國無線經濟白皮書

一、無線經濟內涵和框架

近年來,我國數字經濟蓬勃發展,以5G、移動物聯網、北斗為代表的各類無線技術廣泛應用于社會生活的各方面,成為數字中國建設的關鍵技術。基于各類無線技術形成了移動通信、物聯網、衛星通信等多個細分產業,為了更好的理解無線技術對國民經濟社會發展的貢獻,我們以無線技術為核心,從產業、賦能和治理三個維度提出了無線經濟的概念。通過分析發現,我國無線技術加速與實體經濟深度融合,賦能傳統產業數字化發展,催生新產業新業態新模式,無線經濟正在成為壯大經濟發展的新引擎。

(一)無線經濟內涵和框架

我們認為無線經濟是以無線電頻譜作為先導性關鍵生產要素、以無線技術為核心驅動力,通過無線技術與實體經濟深度融合,不斷提高傳統產業數字化、網絡化、智能化水平,加速重構經濟與治理模式的經濟形態。無線經濟包括無線產業、無線賦能以及無線治理三部分。

一是無線產業。指以無線電頻譜資源作為基礎載體,以無線技術為驅動力,提供無線應用相關的電子元器件、終端、系統和服務的企業集合。無線產業可以分為三個層面:首先是直接利用頻率資源的電子元器件、芯片和集成電路的基礎制造業,是無線產業的上游;其次是基于基礎制造業生產通信、廣播、定位和導航等各類無線技術設備、系統、終端的設備制造業,是無線產業的中游;最后是利用無線電設備提供通信、廣播、定位和導航等無線電應用的服務業,涵蓋了移動互聯網、無線相關軟件和信息技術服務等,是無線產業的下游。

從國民經濟行業劃分角度,無線產業包括制造業中的計算機、通信和其他電子設備制造業,服務業中信息傳輸、軟件和信息技術服務業,批發和零售業、租賃和商務服務業、居民服務、修理和其他服務業等行業中與無線技術相關的部分,如圖2所示。無線產業是無線經濟的基礎。

二是無線賦能。指通過無線技術與實體經濟深度融合,保障國民經濟各行業業務正常開展,不斷提高數字化、網絡化、智能化水平,實現傳統產業成本降低、產出增加、效率提升,帶來的實體經濟新增產出部分。無線賦能涵蓋了無線技術在工業、農業、交通、鐵路、航空、氣象、漁業、天文等各行業融合應用的拉動效應,是無線經濟的主引擎。

三是無線治理。指圍繞無線技術的政府治理工作。具體包括三個層面內容:一是政府圍繞無線電頻譜資源的管理;二是政府推動無線產業發展和無線賦能的管理;三是利用無線技術提升政府的社會治理能力。

(二)國內外相關研究

目前,國際上沒有“無線經濟”的統一概念。多個國家或國際組織從無線技術角度研究了移動通信、Wi-Fi等無線技術的經濟價值,測算了無線技術帶來的經濟效益。相關概念包括“移動經濟”、“5G經濟”、“Wi-Fi經濟”等,這些概念圍繞不同無線技術涵蓋相關產業和應用。“移動經濟”、“5G經濟”等經濟貢獻包括直接貢獻和間接貢獻。直接貢獻指移動技術及服務在移動運營,設備制造商,內容、應用和服務提供商,零售商和分銷商及基礎設施供應商等直接創造的經濟價值;間接效益指通過普遍稅收為政府部門財政貢獻的數值。直接貢獻對應無線經濟中無線產業的經濟貢獻,間接貢獻對應無線賦能的經濟貢獻。

二、無線經濟已成為我國國民經濟的重要組成部分

(一)無線經濟蓬勃發展

1.無線經濟規模超3.8萬億

參考國內外頻譜經濟價值和無線經濟效益的研究成果以及我國數字經濟測算方法,對我國無線經濟規模進行了測算,具體測算方法見附件。2020年我國無線經濟規模超過3.8萬億元,占我國GDP比重接近3.8%,初步預測,2021年我國無線經濟規模約為4.4萬億元。5G商用使無線經濟潛力進一步釋放,據測算,2020年公眾移動通信業務將拉動經濟總產出近2.7萬億元,其中直接帶動經濟增加值約為1.5萬億元,間接拉動經濟增加值約為1.2萬億元。

2.無線經濟持續快速增長

除2014年以外,2012-2020年我國無線經濟增速顯著高于同期GDP增速,2020年我國無線經濟增長15.2%,高于同期GDP增速約13個百分點。2015年提速降費政策對通信行業的營收造成了較大影響。新冠肺炎疫情對各國經濟社會運行產生嚴重沖擊,與此同時,也加快了各領域數字化轉型的進程,使多種無線新興技術得以更快地融合到千行百業之中。初步預測,2021年,無線經濟增速將維持在15%以上。可以預見,隨著各領域數字化轉型加速推進以及無線技術應用的日趨廣泛,無線經濟將保持較快發展,成為我國經濟高質量發展的重要抓手之一。

3.無線經濟結構不斷優化

從無線經濟結構來看,無線產業增加值占據主要地位,無線賦能規模占比逐年提升。2020年我國無線產業增加值規模超過2.3萬億元,占無線經濟規模的61%,是無線經濟發展的基石和主導。經測算,無線賦能規模超過1.5萬億元8,占無線經濟規模的39%,成為無線經濟快速發展的關鍵動力。隨著無線技術在傳統行業加速融合,無線賦能促進經濟社會發展的作用將愈加顯現,預計2021年我國無線產業和無線賦能帶來的經濟規模將分別約為2.5萬億元和1.8萬億元。

(二)無線經濟發展特點

1.無線電頻譜是無線經濟發展的基礎資源

無線電頻譜資源作為國家戰略性稀缺資源,是無線經濟發展的基礎和關鍵要素之一。目前43種無線電業務已應用于國民經濟的20個門類97個行業大類當中,一方面頻譜成為交通、鐵路、航空、氣象、天文等行業賴以發展的基礎資源之一,另一方面頻譜的開發利用帶來了巨大的經濟效益。以移動通信為例,每代移動通信頻率資源的開發利用都會明顯帶動無線經濟的發展。從歷年來運營商無線網的資本開支直觀反映出頻譜資源對無線電相關產業的直接拉動作用,3G、4G頻率許可后的1-2年內,運營商無線網的投資支出增速基本都在10%-20%之間,2014年4G網絡投資增速甚至高達32%。2019年5G頻率正式許可后,2020年運營商5G網絡投資達1757億,整個無線網投資增速高達23%。

2.技術創新是無線經濟發展的核心驅動力

創新是引領發展的第一動力,無線技術已成為信息通信技術中發展最迅速、應用最廣泛的領域,展現出巨大的創新活力和發展潛力。從1865年麥克斯韋創立電磁輻射理論起,人類開啟了240多年的頻譜資源開發利用歷史。各類無線技術不斷創新演進,近年來技術創新的速度也越來越快,移動通信技術基本每十年就向前演進一代,目前已進入第五代移動通信時代,第六代移動通信技術進入研究階段;隨著無線技術的不斷創新,各類無線電業務與實體經濟加速融合,催生出眾多新產品、新業態、新生產方式,進一步促進無線經濟發展。無線經濟發展規模也驗證了這一點,2016-2018年隨著4G網絡的規模部署和移動互聯網的廣泛應用,無線經濟呈現快速增長。2019-2020年隨著5G網絡的規模部署,帶動無線經濟較快增長。

3.全球統一的技術標準和頻段是無線經濟規模發展的關鍵

無線產業離不開相關技術標準和頻譜資源,而全球統一的無線技術標準和頻段是無線經濟規模化發展的關鍵。移動通信技術就是最典型的例子,移動通信技術標準不斷迭代升級,都會帶來市場規模指數級擴張,帶來更強的技術溢出效應。從3G的多元化標準、4G的兩元化標準,到5G時代統一的世界標準,是全球學術界和產業界共同努力的結果。同時基于國際電信聯盟(ITU)框架,各國積極開展國際及區域的頻率協調,形成更多全球統一的5G頻段。基于統一的5G技術標準和頻段范圍,少量的產品設計和生產就能夠滿足多國需要,實現產業規模化發展,有助于快速形成成熟的產業生態以及移動通信業務的國際漫游。

4.無線賦能是無線經濟發展新的增長點

目前無線技術已廣泛應用在移動通信、廣播電視、交通運輸、民用航空、應急、政務、能源等各個行業,無線賦能經濟規模超過1.5萬億元,占無線經濟規模的39%。盡管低于無線產業規模,但發展潛力巨大。隨著各類無線電業務與實體經濟加速融合,催生出眾多新產品、新業態、新生產方式,無線技術將成為新舊動能轉換和發展數字經濟的重要驅動力。以5G為代表的無線技術不斷加強垂直行業應用,將帶來無線經濟發展新的增長點。根據咨詢機構OMDIA測算,2035年全球范圍5G行業應用的經濟貢獻將達到13.2萬億美元,其中將帶動全球制造業新增產出4.7萬億美元。

三、無線經濟各領域亮點頻出

(一)無線產業持續較快增長

1.無線產業規模穩步增長

無線產業主要包括信息通信業、電子信息制造業、互聯網軟件和服務等行業中與無線技術與應用相關的部分。近年我國無線產業增加值規模穩步增長,除2019年外,年均增速基本都在10%以上。根據測算,2020年無線產業規模超過2.3萬億元,是無線經濟的基礎。

(1)無線技術演進升級促進電子信息制造業企穩回升

隨著5G建設加快,通信基礎設施投資、移動終端及消費電子產品銷售回暖,電子信息制造業逐步從周期性波谷進入企穩回升趨勢。總體來看,2020年,規模以上電子信息制造業增加值同比增長7.7%,增速比上年回落1.6個百分點。規模以上電子信息制造業實現營業收入同比增長8.3%,增速同比提高3.8個百分點;利潤總額同比增長17.2%,增速同比提高14.1個百分點。從細分行業看,2020年,通信設備制造業營業收入同比增長4.7%,利潤同比增1%;電子元件及電子專用材料制造業營業收入同比增長11.3%,利潤同比增長5.9%;電子器件制造業營業收入同比增長8.9%,利潤同比增長63.5%;計算機制造業營業收入同比增長10.1%,利潤同比增長22.0%。

(2)移動通信為整個電信業發展貢獻收入超6成

2020年,移動通信業務實現收入8891億元,比上年下降0.4%,在電信業務收入中占比為65.5%。其中,移動數據及互聯網業務實現收入6204億元,比上年增長1.7%。

(3)移動互聯網和相關服務業收入及利潤保持較高增速

截止2021年6月,我國網民規模達10.11億,其中手機網民規模達10.07億,占比達99.6%10。考慮到移動互聯網與互聯網最大區別在于終端的移動性,其他環節二者基本共用,可以從互聯網和相關服務業看移動互聯網的發展。根據工信部數據,2020年我國規模以上互聯網和相關服務企業完成業務收入12838億元,同比增長12.5%。行業利潤增速高于收入。規模以上互聯網企業實現營業利潤1187億元,同比增長13.2%。

2.重點領域無線產業發展情況

(1)移動通信產業是無線產業的主要組成部分

移動通信是全球應用最廣泛的無線技術之一,近年隨著網絡強國、新基建等政策實施,我國移動通信業得到迅猛發展,產業增加值規模占無線產業的60%以上,成為拉動無線產業規模不斷壯大的主要動力。

移動通信產業上游方面,隨著5G網絡建設加快及智能終端的更新升級,極大地帶動了整個電子元器件行業發展。2020年,電子元件及電子專用材料制造業營業收入同比增長11.3%,利潤同比增長5.9%;電子器件制造業營業收入同比增長8.9%,利潤同比增長63.5%,增速遠高于2018年和2019年。

移動通信產業中游方面,經過多年的發展,我國涌現出一批具有全球競爭力的通信設備制造企業。2020年,通信設備制造業營業收入同比增長4.7%,考慮到5G網絡部署及通信終端升級等因素,我國移動通信系統設備制造業營收同比增長高于4.7%,預計2021年增速將達到約15%。

移動通信產業下游方面,整個移動通信業務量、收入和網絡規模都保持了較快增長態勢。業務層面,截止2020年我國移動通信用戶數15.94億戶,普及率為113.9部/百人。2020年底三家基礎電信企業發展蜂窩物聯網用戶達11.36億戶。受新冠肺炎疫情沖擊和“宅家”新生活模式等影響,移動互聯網應用需求激增,線上消費異常活躍,短視頻、直播等大流量應用場景拉動移動互聯網流量迅猛增長。2020年,移動互聯網接入流量消費達1656億GB,全年移動互聯網月戶均流量(DOU)達10.35GB/戶·月,比上年增長32%;其中,手機上網流量達到1568億GB,比上年增長29.6%11。收入層面,2020年,移動通信業務實現收入8891億元,其中移動數據及互聯網業務實現收入6204億元。網絡層面,截止至2020年末,我國移動通信基站數達到931萬座,其中5G基站數量超過71.8萬座,實現全國所有地級城市的5G網絡覆蓋。

(2)智能消費產業步入快速發展期

目前可穿戴設備(耳機、手表、眼鏡等)、智能家電家居(體重秤、掃地機等)、AR/VR(增強現實和虛擬現實)、無人機、智能購物車等新型電子消費終端大多使用了移動通信、Wi-Fi、藍牙、NFC、無線充電、衛星定位等一種或多種無線技術,無線技術每一輪演進與創新均與消費電子深度融合,激發起電子產品又一輪新的信息消費熱潮。

智能消費產業包括上游、中游和下游。上游主要是包括電子元件、電子器件等行業,智能消費產業的發展極大的拉動了整個電子元器行業的增長。中游主要是智能終端、穿戴設備等各類消費電子產品的生產制造。智能終端方面,根據中國信息通信研究院數據,2020年國內手機終端出貨量達3.08億臺,同比下降20.8%。其中5G手機終端累計出貨量1.63億部、上市新機型累計218款,占比分別為52.9%和47.2%,5G在某種程度上減緩了手機終端出貨量的下跌趨勢。智能穿戴設備方面,根據IDC數據,2020年全球智能穿戴設備銷售量達4.447億臺,相比于2019年增長了28.4%,其中耳機是智能穿戴設備出貨量最多的產品,其次是智能手表和智能手環。國內2020年可穿戴市場出貨量接近1.1億臺13,同比增長7.5%,盡管受到疫情、供應鏈等多方面影響,國內可穿戴市場出貨量仍然保持了加快的增速。

下游主要是用于智能終端的短視頻、游戲及新消費等內容服務。以AR/VR消費級市場為例,隨著政策紅利的釋放、資本的強力助推以及5G、云計算等技術與VR/AR的深度融合,VR/AR行業產品成本降低,體驗更為優化,VR/AR消費級內容市場持續呈現高速增長態勢,2020年中國VR/AR消費級內容市場規模達128.4億元,較2019年增加了77.9億元,同比增長154.3%14,未來將繼續保持增長。

(3)智能網聯汽車產業邁進加速新階段

智能網聯汽車是未來產業發展的戰略制高點,當前正處于技術快速演進、產業加速布局的關鍵階段,我國智能網聯汽車產業發展已取得積極成效,基本與全球先進水平處于“并跑”階段。2020年我國L2級智能網聯乘用車的市場滲透率達到15%,L3級自動駕駛車型在特定場景下開展測試驗證。高精度攝像頭、激光雷達等感知設備已達到國際先進水平、為多款主流車型供貨,智能駕駛(MDC)計算平臺、車規級AI芯片在多個車型上進行裝車應用。智能網聯汽車有望繼智能手機之后,成為新一代的超級終端。我國智能網聯汽車市場規模廣闊,新車滲透率高于全球水平,根據相關機構預測,到2025年我國智能網聯新車銷售量將接近2000萬輛。

無線技術是智能網聯汽車發展的基礎,將實現車輛與外部節點的信息共享和協同控制,涉及安全、效率、信息服務多種應用場景。我國智能網聯汽車使用基于蜂窩通信和終端直通通信融合的車用無線通信技術(C-V2X),包括基于LTE技術的版本LTE-V2X和面向5G新空口的5GNR-V2X。我國C-V2X產業化進程逐步加快,圍繞LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設備、整車制造、運營服務、測試認證、高精度定位及地圖服務等較為完整的產業鏈生態。為推動C-V2X產業盡快落地,包括工業和信息化部、交通運輸部、公安部等積極與地方政府合作,在全國各地先后支持建設多個智能網聯汽車測試示范區;工信部發布了《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(暫行)》,指導地方批復11個城市的14個車聯網直連通信頻率許可,并積極推動國家級車聯網先導區建設,已經批復支持無錫、天津、長沙建立國家級先導區。

(4)北斗衛星導航產業成為發展新領域

衛星導航是采用導航衛星對地面、海洋、空中和空間用戶提供導航、定位、授時等服務的無線技術,北斗衛星導航系統是由我國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統,與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)、歐盟的伽利略(Galileo)構成全球四大衛星導航系統。隨著北斗三號系統正式開通,北斗系統全面服務于交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁、城市治理等行業領域,融入電力、金融、通信等基礎設施,廣泛進入大眾消費、共享經濟和民生領域,深刻改變著人們的生產生活方式。

北斗產業鏈主要有基礎產品、應用終端、運行服務等環節。其中基礎產品主要包括芯片、板卡、天線、接收機等,是北斗產業鏈的基礎和核心。截至2020年底,北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過1.5億片,其中2020年國內衛星導航定位終端產品總銷量超4.36億臺,國內厘米級應用高精度芯片、模塊和板卡的總出貨量突破100萬片15,主要應用場景包括智能網聯汽車、無人機、農機、工程機械、測繪儀器、機器人和物聯網終端等,高精度應用明顯呈現出泛在化和規模化趨勢。北斗系統已經在全球許多國家和地區得到應用,面向億級以上用戶提供服務,基于北斗的土地確權、精準農業、數字施工、車輛船舶監管、智慧港口解決方案已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區得到成功應用。

(5)短距離無線通信產業已形成一定規模

短距離無線通信技術是構筑基于智慧連接的數字世界的關鍵技術。隨著智能汽車、智能終端、智能家居等產業的快速發展,創新需求和應用不斷涌現,以Wi-Fi、藍牙等技術為代表的短距離無線通信技術帶動相關產業蓬勃發展。

Wi-Fi技術快速迭代推動Wi-Fi產業快速發展。據IDC統計,全球支持Wi-Fi連接的各類終端設備累計出貨量達到282億,預計到2023年將超過461億。Wi-Fi產業包括芯片、網絡設備、終端三個主要環節。上游的芯片是產業鏈的核心環節,包含了大量的核心專利,對產業鏈的其他環節產生重要影響,目前國外企業在Wi-Fi芯片占據市場份額較大。中游的網絡設備主要是家用和企業無線路由器,我國企業在家用網絡設備市場中有較大份額。終端主要是集成了Wi-Fi芯片的智能終端和筆記本電腦,智能手機和越來越多的智能化物聯網設備都具備了Wi-Fi連接能力。由于Wi-Fi技術應用模式以局部區域自用為主,相比移動通信技術下游環節較少。

(6)衛星互聯網產業成為多國發展熱點

衛星互聯網是以衛星為接入手段的互聯網寬帶服務模式。隨著高通量衛星技術的發展,促使衛星互聯網通信的性能大幅提升和用戶成本快速下降,多國開始建設衛星互聯網。衛星互聯網主要通過低軌星座(LEO)組網以及高軌星座(GEO)組網兩種途徑實現。高軌衛星互聯網在利用效率、衛星壽命、空間設施成本、終端成本等方面均具有較大優勢。低軌衛星互聯網的優勢則主要在于復雜地形連續通信及傳輸時延低。目前,國際上已有多個大型衛星互聯網星座計劃,在高軌(GEO),中軌(MEO)以及低軌(LEO)等不同軌道上均有所布局。SpaceX與OneWeb公司的低軌衛星互聯網星座已經進入到了應用組網階段,Starlink計劃截至2021年7月28日,已經累計發射1740顆“星鏈”衛星,目前仍處于測試階段。

衛星互聯網產業主要包含了衛星制造、地面設備、衛星發射、衛星運營及服務四大環節。衛星制造環節主要包括衛星平臺、衛星載荷。地面設備主要包括固定地面站、移動式地面站(靜中通、動中通等)以及用戶終端。衛星發射環節包括火箭制造以及發射服務。衛星運營及服務主要包含衛星移動通信服務、寬帶廣播服務以及衛星固定服務等。按上中下游分,上游主要包括相關基礎電子元器件及材料,中游主要包括衛星及地面設備的制造,下游主要包括衛星發射、運營及服務。當前衛星互聯網主要集中在空間段及地面段的基礎設施建設,衛星制造、衛星發射及地面設備成為關注的焦點。衛星制造方面,隨著衛星向著高通量方向發展,目前正積極開拓Q、V頻段,太赫茲頻段正處于規劃階段;寬帶轉發器、多點波束技術、多波束相控陣天線等技術是重點發展方向。

(7)雷達產業具有廣闊的市場前景

雷達是一種利用無線電進行探測和測距的技術,最初出現在軍事戰爭中。隨著雷達技術的發展,目前已廣泛應用于在民航、氣象、天文、遙感測繪、船只導航、汽車防撞、交通管制、車速測量等領域,在洪水監測、海冰監測、土壤濕度調查、森林資源清查、地質調查等方面顯示出很好的應用潛力。

不同工作頻率的雷達呈現不同的特性,被應用于不同領域,根據頻段雷達可以分為短波超視距、超短波雷達、微波雷達、毫米波雷達、激光雷達等。雷達系統主要由天線、發射機、接收機、信號處理機、數據處理機和顯示器等若干分系統構成,雷達技術產業可分為三部分:上游主要是包括雷達所需的原材料、電子元器件等,中游主要是雷達整機制造,下游主要是雷達的集成與應用。不同行業的雷達應用和產業結構有所不同,幾個典型行業的雷達產業如下:

汽車雷達。近年隨著自動駕駛技術成為未來汽車產業發展的重點方向,車載傳感器市場潛力被廣泛看好,毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達等雷達技術作為車載傳感器的重要組成受到愈多關注。各個國家對汽車毫米波雷達分配的頻段各有不同,主要集中在24GHz頻段和77GHz頻段,少數國家(如日本)采用60GHz頻段,未來全球汽車毫米波雷達的頻段會趨同于77GHz頻段。根據工信部即將發布的《汽車雷達無線電管理暫行規定》要求,國內汽車雷達將主要使用76-79GHz頻段。汽車雷達主要包括收發天線、雷達傳感器、信號處理模塊等部分,其中雷達傳感器是關鍵核心部件,77GHz頻段雷達所用的集成電路主要由國外廠商提供。目前國內企業正在加快天線、射頻組件、數字處理芯片等雷達硬件設備研發。在下游整車集成方面,博世、大陸、電裝等傳統汽車零部件巨頭在國際市場上占據了77GHz頻段汽車雷達產品市場的主要份額。

民航領域雷達。民航領域雷達應用主要有氣象雷達和空管雷達。空管雷達包括一次雷達和二次雷達,一次雷達為主動探測雷達,主要有機場監視雷達、航路監視雷達和機場地面探測設備;二次雷達是被動探測雷達,通過收發飛機上的應答機編碼、飛機航表數據和呼叫飛行員來實現空中管制。民航領域雷達產品門檻高,需要長期的技術積累和工程經驗。上游的元器件和原材料通常都是軍民兩用,市場化程度較高,雷達大部分分系統級產品和核心設備配套關系較為固定,多為內部配套,目前雷達整機制造多為國內企業。

氣象領域雷達。氣象雷達主要用于探測氣象狀況以及變化趨勢,目前已廣泛應用于天氣預報以及農業、水文、林業、交通、能源、海洋、航空、航天、國防、建筑、旅游、醫療等領域的專業氣象服務。氣象雷達包括風廓線雷達、新一代多普勒測雨雷達以及毫米波測云雷達等。我國新一代氣象雷達是多普勒雷達,分為S波段(波長約10cm),C波段(波長約5cm)、X波段(波長約3cm)。其中投入業務運行的以S波段與C波段雷達為主,X波段雷達個別情況下應用于地形影響的探測盲區以及局地天氣服務業務。氣象領域雷達有較高的產品門檻,市場集中度較高,國際市場主要制造商有霍尼韋爾,EnterpriseElectronicsCorporation(EEC),SelexESGmbH等。

新型雷達。隨著雷達技術創新性突破,先進數字信號處理(DSP)、靈活射頻收發器、尖端天線技術和人工智能的廣泛應用滿足了軍事和商用市場的小型化、經濟型、高精度需求,推動新型產業發展。例如,探鳥雷達利用機器學習方法,智能檢測飛鳥與無人機等“低慢小”目標,滿足了空中航路安全、城市安保等嚴峻要求。雷達生命探測儀,利用人體呼吸或心跳時身體產生的微弱震動探測生還者的存在。

(二)無線技術賦能千行百業

1.無線賦能規模呈現快速增長

無線賦能呈現方興未艾的發展態勢,2020年規模超1.5萬億元,占GDP比重逐年提升,由2011年的0.07%增長至2020年1.46%。無線經濟在傳統產業中發展水平呈現第三產業高于第二產業,高于第一產業的特征。2020年三次產業中產業賦能增加值規模分別為594億元、6033億元和8993億元。無線賦能依托于中國量大面廣的傳統產業轉型升級的旺盛需求,在無線經濟中占比逐漸增加。

2.重點行業無線賦能情況

(1)制造業無線技術及業務應用情況

工業互聯網是第四次工業革命的關鍵支撐,以5G為代表的無線技術正在與工業互聯網融合創新發展,推動制造業從單點、局部的信息技術應用向數字化、網絡化和智能化轉變。無線技術逐步應用在工業研發設計、生產制造、質量檢測、故障運維、物流運輸、安全管理等環節。

以5G為代表的移動通信技術。5G與工業互聯網結合,形成具有低時延、高可靠、廣覆蓋特點的關鍵網絡基礎設施,滿足工業智能化發展需求,是新一代信息通信技術與工業領域深度融合所形成的新興應用模式。同時,5G將作為一項重要技術普遍應用于工業互聯網,不斷地打通工業領域“信息孤島”,海量的設備產品聯網,滿足工業設計、研發、生產、管理、服務等將對網絡提出更高的要求,讓工業數字化轉型如虎添翼。工信部、發改委等十部委聯合發布的《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》提出推進5G模組與AR/VR、遠程操控設備、機器視覺、AGV(自動引導小車)等工業終端的深度融合,支持5G在質量檢測、遠程運維、多機協同作業、人機交互等智能制造領域的深化應用,不斷拓展5G在原材料、裝備、消費品、電子等領域的應用。

無線接入系統(無線局域網技術)。使用2400MHz、5100MHz和5800MHz頻段。用于對安全可靠性要求不高的場景,目前在數據采集、AGV、視頻傳輸等場景有所應用。

微功率設備。使用《中華人民共和國工業和信息化部公告(2019年第52號)》規定的相關頻段。用于對可靠性、安全性、實時性、移動性要求較低的場景,滿足工業領域短距離、低成本通信需求。目前在數據采集、天車控制等場景有所應用。

(2)民生領域無線技術應用情況

隨著各類無線技術突破性發展,移動通信技術、藍牙、Wi-Fi技術等快速進入到生活領域,極大地提升了人們生產生活的效能和便捷性,同時催生了共享經濟、線上線下、移動支付等新興產業。

以5G為代表的移動通信技術突破了上網速率的局限,各類互聯網應用豐富了各消費領域場景,使交通運輸、餐飲住宿、教育等傳統產業的有效需求和生產效率得到大幅提升。網約車。作為共享經濟時代的先行者,網約車有效緩解了城市人們打車難的窘境,為居民的出行帶來了新的便利。2016-2019年,我國網約車用戶規模逐年上升,2020年,受新冠疫情影響,網約車用戶規模有所下降,但隨著疫情防控取得積極進展,網約車用戶需求觸底反彈,市場逐步復蘇并進入有序發展狀態。根據中國互聯網絡信息中心數據,2019年我國網約車行業市場規模已突破3000億元。餐飲業。受疫情影響餐飲行業線下的生意受到打擊,外賣成為商家自救的B計劃。

截至2020年年底,我國的外賣總體單量達到了驚人的171.2億單,外賣市場交易規模達8352億元,用戶規模接近5億人。旅游業。2019年在線旅游市場交易規模1.77萬億元,隨著5G突破數字內容關鍵共性技術,根據《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》部署,5G網絡的AR/VR沉浸式內容、4K/8K視頻等應用將在景區、博物館等場景發展線上數字化體驗產品,培育云旅游、云演藝、云直播、云展覽等新業態,鼓勵定制、體驗、智能、互動等旅游消費新模式發展,打造沉浸式旅游體驗新場景。在線教育。在疫情期間,線下教育加速向線上轉移,在線教育加速發展,用戶群體不斷擴大。

(3)民航行業無線技術應用情況

民航行業中航空運輸、機場運行管理、空中交通管制等多個環節高度依靠無線電通信、導航與監視等無線技術,使用到多個頻段。

航空無線電導航是以各種地面和機載無線電導航設備,向飛機提供準確、可靠的方位、距離和位置信息。目前航空無線電導航設施包括中波導航臺、儀表著陸系統、全向信標臺、測距臺。航路衛星導航監測系統也是未來導航的重要手段之一。

航空無線電通信分為航空固定通信(平面業務)和航空移動通信(地空通信)。航空固定通信是指為航空導航安全與正常、有效和經濟的空中運輸,在指定的固定地點之間的無線電通信。航空移動通信是指航空器電臺與航空地面對空電臺之間或航空器電臺之間的無線電通信,包括甚高頻(VHF)通信和高頻通信。甚高頻地空通信已成為國內民航主要的地空通信手段,目前我國已建成了覆蓋廣泛的甚高頻地空數據通信網絡。

雷達應用。雷達主要用于飛行器的定位,是利用無線電波的傳輸特性測定目標的位置、速度和/或其它特性,或獲得與這些參數有關的信息。民航雷達應用主要有氣象雷達和空管雷達。空管雷達包括一次雷達和二次雷達,一次雷達為主動探測雷達,主要有機場監視雷達、航路監視雷達和機場地面探測設備等。

國際航線氣象服務。氣象數據庫和衛星傳真廣播網為樞紐機場的綜合氣象信息服務系統提供有力支撐。世界區域預報系統接收站,可通過衛星直接接收世界區域預報中心發布的全球航空氣象信息。

除專用系統之外,衛星導航技術、移動通信技術、無線局域網等通用無線技術在民航領域也有廣泛應用。根據民航統計數據16,2020年我國境內運輸機場(不含香港、澳門和中國臺灣地區,下同)共有241個。2020年我國機場完成旅客吞吐量85715.9萬人次,完成貨郵吞吐量1607.5萬噸,完成飛機起降904.9萬架次。無線技術在保障民航飛行安全、加速空中流量、改善航空服務,促進航空發展中發揮著越來越重要的作用。

(4)鐵路行業無線技術應用情況

鐵路行業無線技術應用始于20世紀50年代后期,在80年代開始普及推廣。目前,鐵路行業全部生產領域已廣泛使用無線技術,主要包括列車無線調度通信、車號自動識別、站場無線通信、養護維修、公安保衛等方面。

列車無線調度通信。我國列車無線調度通信系統主要采用GSM-R系統,工作在800MHz頻段,目前已覆蓋了全部高鐵和部分普速線路。

車號自動識別。我國鐵路行業采用900MHz頻段RFID技術部署了車號自動識別系統(ATIS),在鐵路局分界口站、車輛段等車輛維修點和全路70多萬輛貨車車輛部署檢測設備、電子標簽,用于車輛車號自動識別、車輛追蹤,提高了貨車運用效率,實現了貨車運用精細化管理。

站場無線通信。包括站場調車無線通信系統、駝峰調車無線通信系統、調車作業安全監控系統、寬帶無線接入系統等,主要用于指揮、控制調車機車運行,提高調車作業效率,保障了調車人員人身安全和列車安全。主要工作在450MHz頻段。在部分編組站、貨運中心還使用了1800MHz頻段的寬帶無線接入系統,提高了站場運輸生產組織信息化、自動化水平。

列車安全防護。應用于鐵路客貨列車尾部風壓檢測、輔助排風制動和列車接近安全預警、道口防護報警、施工防護報警等業務,提高了列車安全防護、人身安全防護能力。主要工作在400MHz和800MHz頻段。

無線對講通信。在鐵路車務、機務、工務、車輛、貨運、客運、公安等現場作業崗位廣泛使用對講機業務,在各專業部門生產作業、運輸組織、安全防護等領域發揮了重要作用。主要工作在150、400MHz頻段。

列控應答應用。用于高速鐵路列車運行控制系統(CTCS)車地間傳送線路信息、位置信息、速度信息、限速信息等行車控制信息,使用短波頻率。

除鐵路專用系統之外,衛星導航技術、移動通信技術、無線局域網等通用無線技術在鐵路行業也有廣泛應用。相關無線技術的應用有效保障了我國鐵路事業的發展,根據國鐵集團2020年統計公報數據顯示,截止2020年末,全國鐵路營業里程14.63萬公里,其中高鐵3.8萬公里。受新冠疫情影響,2020年國家鐵路旅客發送量完成21.67億人,比上年減少14.12億人,下降39.4%。貨運總發送量完成35.81億噸,比上年增加1.41億噸,增長4.1%。

(5)氣象行業無線技術應用情況

氣象衛星、天氣雷達、探空雷達、風廓線雷達等現代化氣象觀測以及氣象無線電通信都利用了無線技術,是氣象觀測資料的收集、傳輸的重要手段和途徑。目前我國已建立形成了天地空一體化的綜合立體氣象觀測體系,衛星、雷達等監測能力位居世界前列,為全球100多個國家和地區、國內2500多個用戶提供服務。

氣象雷達是專門用于大氣探測的雷達,是警戒和預報臺風、暴雨、龍卷風等天氣的主要探測工具之一。氣象雷達常用的波段主要包括K波段、X波段、C波段、S波段和L波段。根據中國氣象局發布的《氣象雷達發展專項規劃(2017-2020年)》,計劃2020年我國新一代天氣雷達數量將達到270部,其中包括雙偏振新一代天氣雷達140部,25部X波段局地雷達。

氣象衛星是通過探測地球大氣系統發射、反射、散射太陽的電磁輻射實現對地球大氣系統的溫度、濕度、云雨演變等氣象要素的遙感探測。氣象衛星在災害性天氣監測、天氣分析預報等方面發揮了重要作用。目前我國已成功發射了17顆風云系列氣象衛星,7顆在軌運行。

無線電探空儀主要測定自由大氣溫、壓、濕等氣象要素。探空儀監測到的氣象要素數據通過無線技術傳回地面。

(6)應急領域無線技術應用情況

無線通信是應急領域主要使用的通信手段,用于滿足災害發生前監視與預測、災害發生時指揮與搶救、災害結束后恢復與重建等通信需求,特別是在災害發生時,無線電應急通信發揮著重要的作用。目前應急通信涉及短波、超短波、微波、衛星等多個頻段的無線通信技術。

短波應急通信以其自身抗摧毀能力強、傳播范圍廣、架設設備簡單等在應急通信中起著重要作用,工作頻段在3MHz-30MHz,既可以使用天波傳遞,也可以使用地波傳遞,天波傳遞時無需建立基站便可以完成遠距離傳遞。

衛星通信是應急通信的主要技術之一,由通信衛星(空間部分)和通信地面站(地面部分)構成。通信地面站一般由固定站、車載站、便攜站等組成。固定站作為通信中心站與指揮中心相連,進行信息的匯總、指揮命令的發布等;移動站較為靈活,可以第一時間開赴應急現場,并在現場組成臨時指揮部,把現場資料通過衛星傳送到后方指揮中心,為救援決策及下一步方案布置提供依據。

(7)城市軌道交通行業無線技術應用情況

城市軌道交通通過專用無線技術實現列車調度、信號控制、視頻傳輸乘客信息服務等業務應用,是軌道交通安全、高效運行的重要保障。目前使用的無線技術有800MHz頻段數字集群通信系統、基于不同無線技術的列車自動控制系統(CBTC)、乘客信息系統(PIS)等。

列車自動控制系統是目前軌道常用的一種信號系統,底層無線通信技術有基于Wi-Fi標準和LTE標準不同的解決方案,主要實現車地之間的列車控制信息傳輸,工作頻段包括2.4GHz、1.8GHz頻段等。

數字集群通信體系主要是用于語音調度通訊。保障調度員、駕駛員和值班員之間的無線調度語音通話,保證列車行駛安全。

乘客信息系統主要用于發布運營、安防反恐等信息,在緊急情況下發布運營、緊急救災信息,還可以用于播放地鐵公益廣告、天氣預報、新聞、交通信息,實現列車視頻監控。

除軌道交通專用系統之外,對講機、移動通信技術、無線局域網等通用無線技術也有廣泛應用。無線技術的應用有效保障了軌道交通的安全高效運行。2020年,我國全年城市軌道交通累計完成客運量175.9億人次,總客運周轉量1486.4億人公里。截止2020年底,中國大陸地區(不含港澳臺)共有45個城市開通城市軌道交通運營線路244條,運營線路總長度7969.7公里。

(8)水上及道路交通行業無線技術應用情況

無線技術在交通行業發揮著越來越重要的作用。在水上交通方面,無線電通信、雷達導航、衛星定位等技術是保證船舶安全航行、調度指揮最有效的技術手段。水上無線電通信是船與船、船與岸、船與飛機以及船舶內部的主要通信方式。目前全球典型的水上無線技術應用就是全球海上遇險與安全系統(GMDSS),它具備遇險報警、搜救協調通信、救助現場通信、救助現場尋位、海上安全信息(MSI)的播發與接收、常規通信以及駕駛臺對駕駛臺通信等功能,具體包括地面通信系統(數字選擇性呼叫系統)、衛星通信系統、衛星搜救系統(COSPAS-SARSAT)、搜救定位裝置、安全信息播報系統。除GMDSS之外,還有船舶自動識別系統(AIS),工作在甚高頻頻段自動向岸臺和周圍船舶發送本船的位置和航行狀態信息。

在道路交通方面,依托公眾移動通信網絡、北斗衛星導航、調頻廣播、短距離通信、對講機等無線技術,我國道路交通領域逐步實現了交通流量監測、交通信息廣播、不停車收費、車輛監控、指揮調度、應急救援等能力。

除以上行業之外,無線技術在漁業、自然資源管理等行業和領域也有廣泛應用,無線技術已成為國民經濟社會發展和人民生活的基礎支撐,賦能千行百業。

(三)無線治理能力不斷提升

1.做好無線電管理工作,為經濟發展保駕護航

頻率資源管理是我國無線電管理工作的核心職能,創新頻率管理方式,提高頻率資源管理效能和政府治理能力,是保障無線經濟快速發展的重要手段。2020-2021年無線電管理機構加強頂層設計和戰略謀劃,提升無線電頻譜資源利用率,為5G、工業互聯網、車聯網等新基建的發展提供堅實保障;

扎實開展無線電臺(站)和設備管理,優化工作流程、完善工作機制,努力提升服務企業、支撐企業的水平,著力支撐疫情防控期間相關工作;加大無線電干擾查處和打擊“黑廣播”、“偽基站”工作力度,維護重要領域、重點行業的頻率使用安全,嚴厲打擊利用無線電設備進行考試作弊行為,有效維護空中電波秩序;進一步完善無線電管理法規制度體系,不斷完善無線電管理相關制度,持續深化“放管服”改革,推進各項行政管理工作規范有序開展;積極開展涉外無線電管理工作,加快推動2019年世界無線電通信大會(WRC-19)成果落地,有效維護我國無線電頻譜資源國家權益。

2.出臺產業政策,促進無線經濟發展

2020-2021年我國圍繞重點無線技術、產業發展、無線賦能出臺了一系列政策,促進無線經濟快速發展。

5G方面。2017年11月工信部發布《關于第五代移動通信系統使用3300-3600MHz和4800-5000MHz頻段相關事宜的通知》,明確了5G系統在中頻段內的具體工作頻段。2018年12月工信部發布《3000-5000MHz頻段第五代移動通信基站與衛星地球站等無線電臺(站)干擾協調管理辦法》,保障了5G健康發展。同月工業和信息化部向基礎電信運營企業發放5G系統試驗頻率使用許可,保障各基礎電信運營企業開展5G系統試驗所必須的頻率資源。2020年3月工信部發布《關于推動5G加快發展的通知》,加快5G網絡建設進度、支持加大基站站址資源、加強電力和頻率保障、推進網絡共享和異網漫游。

車聯網方面。我國將車聯網提升到國家戰略高度,國務院及相關部委對車聯網產業升級和業務創新進行了頂層設計、戰略布局和發展規劃,并形成系統的組織保障和工作體系。我國成立的國家制造強國建設領導小組車聯網產業發展專項委員會,由20個部門和單位組成,負責組織制定車聯網發展規劃、政策和措施,協調解決車聯網發展重大問題,督促檢查相關工作落實情況,統籌推進產業發展。

國務院和工業和信息化部、交通運輸部、科學技術部、發展改革委、公安部等部委出臺一系列規劃及政策推動我國車聯網產業發展。2018年11月,工信部發布《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(暫行)》,滿足車聯網等智能交通系統使用無線電頻率的需要。

2020年2月,發改委、工信部、科技部等十一個部委共同發布《智能汽車創新發展戰略》,提出我國智能交通和智能網聯汽車發展戰略目標。2020年3月,工業和信息化部發布《關于推動5G加快發展的通知》,促進“5G+車聯網”協同發展。2020年9月,國務院辦公廳發布《關于以新業態新模式引領新型消費加快發展的意見》,推動車聯網部署應用。2020年11月,國務院辦公廳發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,提出“加快基于蜂窩通信技術的車輛與車外其他設備間的無線通信(C-V2X)標準制定和技術升級”。

3.利用無線技術提升政府的社會治理能力

目前我國多地政府高度重視無線技術在社會治理當中的應用,通過建設無線專網提升城市管理水平。使用的無線技術從早期的窄帶集群專網向寬帶政務專網轉變,目前在用的典型無線技術有以下幾種:

窄帶集群通信技術。主要提供以指揮調度類的語音業務為主。早期我國各地政務專網主要采用TETRA窄帶集群通信技術。2008年公安部牽頭研發制定了專用數字集群系統PDT技術并在公安系統內推廣。截止2020年12月,全國32個省(區、市)實現全國聯網,已建在建PDT系統362套20。除350MHz頻段PDT系統外,800MHz頻段數字集群通信系統頻率也適用于PDT技術。

寬帶集群通信技術。2015年工信部正式許可1.4GHz頻段用于無線寬帶政務專網,多地政府開展了寬帶政務專網的建設,主要面向機關部門提供包括移動辦公、應急突發事件處理、移動執法、大型活動保障、視頻監控、環保監控和物聯網等寬帶應用。截止2019年6月,全國共建設B-TrunC技術的寬帶無線專網687張,用戶超過30萬戶。

除政務專網以外,公眾移動通信網絡、對講機等通用無線通信系統也廣泛應用于政府管理的各領域。各地基于公網、專網等無線網絡,利用大數據、物聯網等信息技術積極推進“數字政府”的建設,提升公共服務、社會治理等數字化、智能化水平。

四、存在問題及挑戰

(一)無線產業上游對外依存度高

無線產業包括上游、中游和下游三個環節,其中上游的基礎元器件及芯片存在基礎不牢、水平不高的問題,特別是高頻段元器件及技術對外依存度高,高端產品供給不足。在5G手機芯片領域,目前采用5nm工藝的5G手機芯片大部分由國外廠商提供,美、日、歐、韓等國家地區在核心元器件方面占據較大優勢地位。

(二)頻譜資源全球統一規劃和國際協調難度大

無線產業是無線經濟發展的基礎,全球重點無線電業務的頻譜統一有利用于無線產業獲得規模經濟效益,有助于相關產業生態的健康發展和無線電業務的全球應用。但各國國情和頻率使用情況各不相同,考慮到頻率規劃關系到整個產業生態,主要國家都希望能夠引導頻譜資源的一致性,從而使本國的相關產業利益最大化,由此導致了頻譜資源全球統一規劃和國際協調難度不斷加大,對無線產業規模發展造成不利影響。

(三)頻譜資源供需矛盾和結構性緊缺日益突出

無線電頻譜資源作為基礎性、稀缺性戰略資源,其高效開發利用對推動經濟高質量發展、促進科技創新、保障國家安全等方面都產生著深刻影響。隨著移動通信、物聯網、車聯網、工業互聯網、衛星互聯網等新技術新業態的快速發展,無線賦能的行業愈加廣泛,頻譜資源供需矛盾日漸突出,一定程度上影響無線經濟發展。國際上,以世界無線電通信大會為舞臺,各國對無線電頻譜資源的使用權益高度重視,競爭也日益激烈。國內,當前黃金頻段頻譜資源使用已十分擁擠,空間和地面、公網與專網間頻譜資源使用競爭和不平衡更加突顯。

(四)5G無線賦能未涉及行業核心業務領域

隨著無線技術與實體經濟的深度融合,傳統人與人的語音通信業務正在向物與物的數據通信、定位、感知等應用轉變。面對各行各業千差萬別的信息化需求,無線技術尚未涉及行業核心業務,“碎片化”的無線技術應用導致復制性弱,不利于大規模推廣。另一方面,一些傳統行業的無線應用模式較成熟,已形成了穩

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