5G基礎(chǔ)梳理及應(yīng)用前景研究報告

1、5G基礎(chǔ)梳理及應(yīng)用前景研究報告技術(shù)創(chuàng)新，變革未來2前言隨著4G網(wǎng)絡(luò)的成熟發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)已悄悄地來到了我們身邊。5G是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(The 5th Generation of Mobile Network Communication Technology)，是4G之后的延伸。為了解決移動通信系統(tǒng)彼此不兼容的問題，更好地增加用戶體驗， 5G將會使用一個融合的全球統(tǒng)一的標準。截止目前（2018年9月），5G標準的制定工作還未全部完成。行業(yè)內(nèi)有個重要的說法，4G改變的是生活，5G改變的將是社會，由此包括中國在內(nèi)的各個國家都在大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相 比于前四代（1G、2G、3G、4G）移動通

2、信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G不只包括移動通信，也涉及了更多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。是 一家關(guān)注新科技、新理念、新政策如何服務(wù)于實體經(jīng)濟的專業(yè)咨詢機構(gòu)，而5G作為新技術(shù)正是關(guān)注的重點。此份報告 以外部整體視角來觀察5G的具體變化，利用商業(yè)分析性思維梳理總結(jié)了5G的基礎(chǔ)知識，同時根據(jù)ITU定義的5G三大使用情景 探討了5G的未來發(fā)展前景。該報告總共分成三大部分，第一部分講述了移動通信的歷史及發(fā)展現(xiàn)狀，包括移動通信傳輸過程、前四代移動通信特征對比和 移動通信技術(shù)的演進路線以及5G的重要發(fā)展節(jié)點；第二部分講述了5G網(wǎng)絡(luò)的變化、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成及相關(guān)企業(yè)布局，變化包括5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、使用模塊或設(shè)備的的改變；第三部分通過5G的三

3、大使用情景講述了5G的未來應(yīng)用潛力，三大使用情景分別為增強 移動帶寬（eMBB）、低時延高可靠通信（uRLLC）和大規(guī)模機器通信（mMTC）。目錄CONTENTSPart1.移動通信技術(shù)的發(fā)展及概念解析移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史及技術(shù)演進路線5G發(fā)展的重要節(jié)點Part2.5G的產(chǎn)業(yè)變化及相關(guān)企業(yè)布局三大運營商第一批5G試點城市5G網(wǎng)絡(luò)的變化5G產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成及相關(guān)企業(yè)布局Part3.5G的三大使用情景及未來發(fā)展ITU定義的5G三大使用情景 5G的具體應(yīng)用場景Part4.附錄4Part1.移動通信技術(shù)的發(fā)展及概念解析移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史技術(shù)演進路線5G發(fā)展重要節(jié)點移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程

4、是將手機信號傳輸?shù)交?長距離傳輸 會到核心網(wǎng))，再將信號從基站傳輸?shù)绞謾C的過程聲音、圖像、 文字等信號低頻信號（基 帶信號)信號轉(zhuǎn)換，基帶芯片處理載波信號（調(diào) 制后的信號)基站1信號調(diào)制：低頻信號與高 頻信號混頻（射頻模塊）將載波信號（射頻信號）通 過終端天線傳輸?shù)交咎炀€手機終端1機房1通過基站天線來接收射頻信號，而內(nèi)設(shè)備機房根據(jù)實際情況，可能會控制一個基站或者多個基站核心網(wǎng)1信號經(jīng)過機房層層傳輸，到達核心網(wǎng)短距離信號傳輸可直接通過基站間，而后到手機終端省市間等長距離信號 傳輸（光纖傳輸）機房2基站2載波信號（未 解調(diào)的信號）低頻信號（已 解調(diào)的信號)信號轉(zhuǎn)換，基 帶芯片處理聲音、圖像、

5、文字等信號手機終端2 信號解調(diào)：低頻信號與高頻信號分開（射頻模塊）將信號經(jīng)過基站天線傳輸?shù)?手機終端天線核心網(wǎng)2核心網(wǎng)經(jīng)過信號處理通過 光纖傳輸至機房設(shè)備通過機房設(shè)備進行信號處理后，將射 頻信號轉(zhuǎn)換成光信號傳輸?shù)交竞笸ㄟ^光模塊將射頻信號進行光信光纖傳輸 號的轉(zhuǎn)換,最后通過光纖傳輸給機房光纖傳輸移動通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程就是信號的調(diào)制（將低頻信號變成可發(fā)送的高頻信號）和解調(diào)（將高頻信號變成可接受的低頻信號）過程， 聲音、圖像等信號經(jīng)過基帶芯片以及射頻模塊處理后，通過手機天線發(fā)射到基站天線上，基站（本文特指信號塔）將信號處理（射頻 信號轉(zhuǎn)換成光信號后進行調(diào)制解調(diào)）后，傳輸?shù)綑C房或核心網(wǎng)上，而后經(jīng)過其

6、他的機房或核心網(wǎng)、到另一個基站、最后信號到另一個 手機終端。若通信距離較短，則只通過基站間通信（基站和基站傳輸），后到手機終端。移動通信網(wǎng)絡(luò)信號傳輸過程5移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史技術(shù)演進路線5G發(fā)展重要節(jié)點伴隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，頻段使用越來越高、傳輸速率 越來越快、用戶容量越來越大、通話質(zhì)量越來越好第一代移動通信（1G）第二代移動通信（2G）第三代移動通信（3G）第四代移動通信（4G）起始時間1980s1990s21世紀初2010s世界商用時間1978年，美國貝爾實驗室第一 次開發(fā)出高級移動電話系統(tǒng) (AMPS)1989年，歐洲以GSM(全球移 動通信系統(tǒng))為標準進入商業(yè)化 應(yīng)用20

7、01年10月，日本的NTT DoCoMo運營商第一個在世界 上開通了WCDMA服務(wù)2010年世界移動通信大會將下 一代演進技術(shù)(LTE)作為業(yè)界關(guān) 注焦點中國商用時間1987年，開始部署1G網(wǎng)絡(luò)1993年，嘉興GSM網(wǎng)正式成 為我國第一個數(shù)字移動通信網(wǎng)2009年正式給三大運營商頒發(fā)3G牌照，我國進入了3G時代2013年12月，工信部正式為 三大運營商頒發(fā)4G牌照，我國 進入4G時代標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議AMPSGSM、CDMA(碼分多址)電信CDMA2000(美國主導)、 聯(lián)通WCDMA(歐洲主導)、移 動TD-SCDMA（中國主導）TD-LTE(時分雙工)、FDD-LTE(頻分雙工)使用頻段300Hz

8、-3400Hz900MHz-1800MHz1880MHz-2145MHz1880MHz-2665MHz代表性企業(yè)摩托羅拉(大哥大）諾基亞蘋果、三星等蘋果、三星、華為等主要特點模擬信號傳輸、語音通話數(shù)字信號傳輸、語音通話、短信服務(wù)、簡單的低速數(shù)據(jù)服務(wù)可同時傳聲音和數(shù)據(jù)信息、提供高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)可快速傳輸數(shù)據(jù)、音頻、視頻和圖像缺點語音品質(zhì)低、信號不穩(wěn)定、抗 干擾性差數(shù)據(jù)傳輸容量有限、通信加密 程度較弱用戶容量有限、傳輸速率較低、 傳輸標準不統(tǒng)一全球使用頻段過多，不支持物 聯(lián)網(wǎng)傳輸移動通信技術(shù)的起源可追溯至100多年前，1897年，意大利人馬可尼首次完成了英吉利海峽內(nèi)行駛船只的無線電通信實驗，標志

9、著移 動通信技術(shù)的誕生。而現(xiàn)代意義上的移動通信技術(shù)起源于20世紀80年代的美國，移動通信技術(shù)幾乎每十年進行一次更新?lián)Q代。移動通信發(fā)展歷史（前四代）6移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史技術(shù)演進路線5G發(fā)展重要節(jié)點考慮到傳輸速率以及成本等多方面的因素，每一代數(shù)字移動通 信技術(shù)都經(jīng)歷了過渡階段，且標準不統(tǒng)一由于數(shù)字通信(2G時代開始)具有抗干擾性以及傳輸速率高等優(yōu)勢，2G被認為才是現(xiàn)在移動通信的開端。從2G到5G，考慮到傳輸速率 以及成本等多方面因素，每一代數(shù)字移動通信技術(shù)都經(jīng)歷了過渡階段(2.5G、3.5G等)，都是對前一代技術(shù)的演進，且標準不統(tǒng)一（如 4G時代分為TD-LTE和FDD-LTE）。數(shù)字

10、移動通信技術(shù)的兩條演進路線2G2.5/2.75G3G3.5/3.75G3.9/4/4.5GGSMCDMA IS-95GPRSCDMA2000 1x EV-DO R0EDGECDMA EV-DO Rev.BTD- SCDMAWCDMACDMA20 00 Rev.0HSUPAHSDPACDMA2000 1x EV-DO Rev.ACDMA2000Rev.A、BCDMA2000 1x EV-DV Rev.C、DHSUPA R6HSDPA R5CDMA2000的不同版本標準一標準二統(tǒng)稱HSPA版本HSPA+7FDD- LTETD- LTELTE-ALTE-APro移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史技術(shù)演進

11、路線5G發(fā)展重要節(jié)點數(shù)字移動通信技術(shù)的相關(guān)名詞解析第一個標準數(shù)字移動通信系統(tǒng)，起初 為了實現(xiàn)全歐洲的統(tǒng)一、實現(xiàn)跨國界 的漫游而開發(fā)的，而后成為了全球性 的移動通信標準。2015年，全球諸多 GSM網(wǎng)絡(luò)運營商預計在2017 年關(guān)閉 該網(wǎng)絡(luò)。GSM (Global System for Mobile Communication,全球 移動通信系統(tǒng))GPRS(General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務(wù))EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution,增強型數(shù)據(jù) 功率演進技術(shù))CDMA2000(Code-Division Multip

12、le Access 2000，2000 年發(fā)布的碼分多址技術(shù))WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,寬帶 碼分多址技術(shù))HSPA(High-Speed PacketAccess，高速分組接入技術(shù))由高通發(fā)起的第一個基于CDMA（碼 分多址，即將需要傳輸?shù)男盘栍靡粋€ 遠大于該信號帶寬的偽隨機碼進行調(diào) 制后傳輸）的移動通信標準系統(tǒng)，其 第一個品牌也叫CDMAOne。為了提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，在原來的 GSM網(wǎng)絡(luò)上加入了支持高速分組數(shù)據(jù) 的網(wǎng)絡(luò)，推動了移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展， 也被稱為2.5G，簡稱G。在GSM系統(tǒng)中加入了一種新的調(diào)制技 術(shù)，提高了GSM

13、網(wǎng)絡(luò)的性能和效率， 也是一種GSM到3G的過渡階段，被稱 為2.75G，簡稱E。由高通公司主導，是國際電信聯(lián)盟ITU 制定的IMT-2000標準認可的一個3G 移動通信標準，是2G時代CDMAOne 標準的擴展，其與3G時代的另一個標 準WCDMA不兼容。使用的部分協(xié)議與GSM一致，同時也 使用了部分高通主導的CDMA技術(shù)， 3G時代，WCDMA占據(jù)全球80%的無 線市場。2009年，中國聯(lián)通開始提供 WCDMA服務(wù)。由中國提出的，被ITU批準的三個3G 標準之一，后工信部將TD-SCDMA這 張3G牌照發(fā)給了中國移動。隨著4G 的到來，中國移動不再繼續(xù)進行TD- SCDMA的新建投資，而轉(zhuǎn)向

14、4G網(wǎng)絡(luò) 的建設(shè)。LTE-A(Long Term Evolution- Advanced，增強型長期演進技 術(shù))HSPA+ (High-Speed Packet Access，增強型高速分組接入 技術(shù))LTE(Long Term Evolution，長 期演進技術(shù))分為HSDPA (High Speed Downlink Packet Access，高速下行分組接入 技術(shù))和HSUPA (high speed uplink packet access,高速上行鏈路分組接 入技術(shù))，為了提高WCDMA的上下行 速率而對技術(shù)的一種演進， 被稱為 3.5G，簡稱H。LTE-A Pro(Long Te

15、rm Evolution- Advanced Pro，高 級增強型長期演進技術(shù))是HSPA的強化版，速度更快，性能更 好，被列為4G網(wǎng)絡(luò)的一個標準。此項技術(shù)使用新的調(diào)制方式，提高了 數(shù)據(jù)傳輸能力和數(shù)據(jù)傳輸速度，由于 未達到4G的標準，俗稱3.9G。這是一種真正的4G網(wǎng)絡(luò)， 完全兼容LTE技術(shù)，是LTE網(wǎng)絡(luò)的一種演進。是對LTE和LTE-A的技術(shù)的演進，是5G 技術(shù)的一種過渡階段。CDMA IS-95(Code Division Multiple Access Interim Standard 95,暫時性碼分多址技術(shù)標準)8TD-SCDMA(Time Division- Synchronous

16、 CDMA,時分同步碼分多址技術(shù))移動通信傳輸過程移動通信發(fā)展史技術(shù)演進路線5G發(fā)展重要節(jié)點經(jīng)歷了4.5G(LTE-A Pro)之后，5G現(xiàn)已完成部分標準的制定工 作，預計2020年實現(xiàn)商用2016 年 10 月， 高通發(fā)布了全球 首個5G調(diào)制解調(diào) 器 驍龍X50 調(diào)制解調(diào)器同時，在2015年10月 份，中歐美日韓5G推 進組織簽署協(xié)議，為 全球統(tǒng)一的5G標準奠 定了基礎(chǔ)華為2016年4月率先 完成中國IMT-2020（5G）推進組第一階 段的空口關(guān)鍵技術(shù)驗 證測試2019 年底， 3GPP完成5G的完整版本 標準制定，包括其 余 兩 項 uRLLC 和 mMTC標準，以滿 足ITU 的需求，

17、 并 完 成 IMT-2020 標準的提交2018 年2 月， 沃達 豐和華為宣布， 兩 公司在西班牙合作 采用非獨立的3GPP 5G 新無線標準和 Sub-6GHz （ 低頻 頻段） 完成了全球 首個5G通話測試2018 年2 月， 華 為在世界移動通 信大會上發(fā)布了 首款3GPP標準下 的5G商用芯片巴 龍 5G01 和 5G 商 用終端， 支持全 球主流5G頻段2018 年 6 月 ， 5G NR 標 準 SA（ Standalone， 獨 立組網(wǎng)） 方案正式 完成并發(fā)布， 這標 志著首個真正具有 完整意義的國際5G 標準正式出爐2018 年6 月， 中 國聯(lián)通公布了5G 部署：將以SA

18、為 目標架構(gòu)， 前期 聚焦eMBB， 5G 網(wǎng)絡(luò)計劃2020年 正式商用2013 年2 月， 歐2013年5月， 2014年5月，日本電信營2015 年 10 月 ， ITU5000萬歐元，加布，已成功將與愛立信、諾基亞、三式將 5G 技術(shù)命名為 快5G移動技術(shù)的開發(fā)出 5G星等廠商共同合作，研發(fā)IMT-2020，并預計在研發(fā)的核心芯片5G技術(shù)2020年完成標準制定2009 年 ， 華盟宣布 ， 撥款韓國三星宣運商NTT DoCoMo 宣布（ 國際電信聯(lián)盟） 正為開展 5G 相 關(guān)技術(shù)的早期 研究2016年7月，諾基 亞與加拿大運營商 Bell Canada合作， 完成加拿大首次 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

19、的測 試2017 年11 月， 工信部 發(fā)布關(guān)于第五代移動 通 信 系 統(tǒng) 使 用 3300-2016年11月，3GPP（國 際無線標準化機構(gòu)）確定， 中 國 華 為 主 推 的 PolarCode方案成為了5G 控制信道eMBB場景下的 標準編碼方案，美國高通 主推的LDPC方案成為了數(shù) 據(jù)信道的上下行編碼方案2020 年 ， 初步實現(xiàn) 5G 的 商 用2017 年12 月，3600MHz和4800- 2017年6月，廣東 2017 年 4 月 ，5G NR （ New5000MHz 頻段相關(guān)事 開通中國首個5G KT、Verizon打Radio,空口）首宜的通知，確定了5G 基站，屬于國內(nèi)

20、首 通全球首個5G發(fā)版本正式凍結(jié)的中頻頻譜次在外場中測試全息視頻通話2019 年下半 年， 華為將 推出5G麒麟 芯片和5G智 能手機910Part2.5G的產(chǎn)業(yè)變化及相關(guān)企業(yè)布局5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局第一批5G網(wǎng)絡(luò)試點城市一共12座，上海是唯一 一座三家運營 商同時試點的城市11成都上海雄安杭州廣州深圳北京天津南京蘇州蘭州武漢目前，除通信設(shè)備、手機廠商之外，三大運營商作為基站的建設(shè)者，正在快速地部署5G網(wǎng)絡(luò)。三大運營商均預計2019年實現(xiàn)5G的預 商用。由于技術(shù)和建設(shè)成本的問題，三大運營商正在分批試點5G網(wǎng)絡(luò)（指建設(shè)基站），截至2018年8月，三大運

21、營商的第一批5G網(wǎng) 絡(luò)試點城市包括12座，其中中國聯(lián)通試點7座城市，中國電信試點6座城市，中國移動試點5座城市。三大運營商第一批5G試點城市城市中國聯(lián)通中國電信中國移動上海雄安深圳杭州蘇州北京天津南京蘭州成都廣州武漢合計765來源：公開資料查詢億歐（）5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局5G將滲透到社會的各個領(lǐng)域，ITU提出了八大關(guān)鍵技術(shù)指標12資料來源：5G需求與愿景及公開資料整理技術(shù)指標名稱技術(shù)指標含義4G要求5G要求性能提升情況用戶體驗速率真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶可獲得的最低 傳輸速率0.01Gbps0.1-1Gbps10-100倍用戶峰值速率單個用戶可獲得的最高

22、傳輸速率1Gbps20Gbps20倍移動性獲得指定的服務(wù)質(zhì)量，收發(fā)雙方間獲 得的最大相對移動速度350公里/小時500公里/小時提升30%時延數(shù)據(jù)從源節(jié)點到目的節(jié)點的時間間隔20-30ms低至1ms數(shù)十倍連接數(shù)密度單位面積內(nèi)的連接數(shù)量總和10萬臺設(shè)備/每平方公里100萬臺設(shè)備/每平方公里10倍能量效率單位能量所能傳輸?shù)谋忍財?shù)1倍100倍100倍頻譜效率單位帶寬數(shù)據(jù)的傳輸速率1倍3倍3倍流量密度單位面積內(nèi)的總流量0.1-0.5Tbps/每平方公里數(shù)十Tbps/每平方公里數(shù)百倍ITU（International Telecommunications Union，國際電信聯(lián)盟）是聯(lián)合國的一個重要機構(gòu)

23、，負責5G標準頂層設(shè)計以及資源管理等 工作。3GPP（the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴項目）作為一個“民間機構(gòu)”，是具體的標準制定組織， 經(jīng)ITU審核后，方可成為標準。在2015年5G的愿景研究階段，ITU指出5G將滲透到未來社會的各個領(lǐng)域，使信息突破時空限制，拉進 萬物的距離，最終實現(xiàn)人和萬物的智能互聯(lián)，由此ITU規(guī)定了5G的八大關(guān)鍵技術(shù)指標，指明5G不再追求單一目標（峰值速率），而是 考慮不同的業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景（如物聯(lián)網(wǎng)）。ITU提出的八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加注

24、重軟件技術(shù)(包括云化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化)從模擬通信到數(shù)字通信，從文字傳輸、圖像傳輸又到視頻傳輸，移動通信技術(shù)極大地改變了人們的生活方式。前四代移動通信網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)，只是專注于移動通信，而5G在此基礎(chǔ)上還包括了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。面對如此復雜多變的應(yīng)用環(huán)境，5G不只是簡單的升級了技術(shù)， 而是對整體通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行了改變。相比于4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用了更多的硬件設(shè)備，為了滿足多種多樣的網(wǎng)絡(luò)計算需求，5G將更多的 使用云化及網(wǎng)絡(luò)虛擬化（在一臺硬件設(shè)備上虛擬出多臺設(shè)備）等軟件技術(shù)。4G到5G的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)圖的改變上行傳輸下行傳輸終端基站機房上行傳輸下行傳輸核心網(wǎng)光纖回傳終端邊緣云核心云RRUBBU光 光纖前傳 光

25、模模塊塊射頻拉遠單元（RRU）（Radio Remote Unit）與基站天線連接，能提供光 電信號轉(zhuǎn)換以及信號變頻、 濾波等作用室內(nèi)基帶處理單元（BBU） (Building Base band Unit) 與RRU連接，能對信號進行 調(diào)制、解調(diào)等處理,一個BBU 可支持多個RRU。前傳：在BBU和RRU之間的 光纖傳輸定義為前傳，采用 CPRI(Common Public Radio Interface,通用無線電 接口)回傳：在BBU與核心網(wǎng)之間 的光纖傳輸定義為回傳。前 傳網(wǎng)絡(luò)和回傳網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)稱為承 載網(wǎng)絡(luò)。4G核心網(wǎng)分為用戶面（UP， User Plane）和控制面（CP， Contro

26、l Plane），分別指需 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)傳 輸?shù)男帕?。有源天線單元（AAU）（Active Antenna Unit） 將原來的天線和RRU集成起 來，降低部署成本和減少饋 線(RRU與天線連接的部分) 損耗。BBU-CU/BBU-DUBBU分為CU(集中式單元)和 DU(分布式單元)，5G網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)將DU下沉到原BBU中，減 少前傳容量，降低時延。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN） (Software Defined Network)從硬件架構(gòu)變成軟件架構(gòu)， 通過可編程化來滿足更多的 要求。移 動 邊 緣 計 算 （MEC） (Mobile Edge Computing) 部署在機房內(nèi)，更靠近

27、傳輸 數(shù)據(jù)，達到降低時延以及降 低網(wǎng)絡(luò)負擔。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV） (Network Function Virtualization)將軟硬件功能轉(zhuǎn)移到虛擬機 上，降低網(wǎng)絡(luò)硬件成本。光纖 前傳AAU4G核心網(wǎng)BBU- DUBBU-CUUPCP5G核心網(wǎng)NFV/SDN光纖 中傳5G核心網(wǎng)是將4G核心網(wǎng)中 的用戶面(UP)和控制面(CP) 分開，用戶面下沉到邊緣云 中，滿足5G毫秒級時延。中 傳 ： BBU-DU 與 BBU-CU 之間的連接定 義為中傳。4G到5G轉(zhuǎn)變光纖回傳MEC基站135G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局由于5G使用高頻頻段，使得5G相關(guān)設(shè)備或模

28、塊均需進行重新 設(shè)計和規(guī)劃頻段指的是一定的頻率范圍，如3.3GHz-5GHz就可稱為一個頻段，而頻譜指的是頻段的差值，如4800MHz-5000MHz，其頻譜為 200MHz 。5G使用的是高頻頻段，而使用頻段越高，建設(shè)成本越高，使得5G相關(guān)設(shè)備或者模塊（分別用于手機和基站中）均需要進 行重新的設(shè)計和規(guī)劃（除光纖外）。移動通信網(wǎng)絡(luò)信號的調(diào)制與解調(diào)過程中，需要的設(shè)備或模塊有：終端基帶芯片、終端射頻模塊、 基站天線、光纖或光模塊以及基站射頻模塊和基帶處理模塊（相當于RRU+BBU）等。終端基帶芯片終端天線基站天線光纖或光模塊BBU+RRU 的作用是 將高頻信號變成低頻 信號，并對信號處理 后進行傳

29、輸。5G由于 技術(shù)以及成本等原因 不能立刻實現(xiàn)，而是 將基站設(shè)備（或軟件） 不斷地升級更新來完 成。終端天線4 * 4MIMO 天線陣列（4發(fā)射4接 收天線， Multiple-InputMultiple-Output ） 是4.5G 最高端科技(iPhone X是 2 * 2MIMO) ， 5G終端天線要兼容3G或4G的使用頻譜。天線作用是收、發(fā)射 頻信號， 為了能夠提 高頻譜利用率和增加 網(wǎng)絡(luò)容量，5G時代不 在只是數(shù)量上的增加， 而是使用天線陣列（大規(guī)模天線技術(shù)）， 從4G時代基站天線數(shù) 量16，到5G時代天線 數(shù)量128 （64 發(fā)射64 接收）或256。傳輸過程中，需在光 纖（只能傳

30、輸光信號） 兩端加上光模塊（光 電信號轉(zhuǎn)換）。由于 5G的使用頻率提高， 而根據(jù)光速=波長*頻 率公式，傳輸距離更 短，所以需要更多大 的5G 小基站， 使得 光纖和光模塊的需求 量增加。終端射頻前端BBU+RRU基帶芯片將聲音、圖 像等信號轉(zhuǎn)變成基帶 低頻信號，芯片內(nèi)集 成了調(diào)制解調(diào)器、數(shù) 字信號處理等芯片。 由于5G 頻段改變， 需要調(diào)制解調(diào)芯片具 備高頻段的信號編碼 能力。5G 射頻前端在天線 和基帶芯片之間，包 括濾波器、功率放大 器等元器件。5G 的 高頻段要求，需要盡 可能地提高手機通話 質(zhì)量以及延長手機通 信距離。終端射頻模塊5G相關(guān)的設(shè)備或模塊的變化14高頻傳輸難度較大，4G時

31、代領(lǐng)先的企業(yè)在5G時代更有優(yōu)勢15高頻通信傳輸損耗大、信號穿透力較差，而通信行業(yè)是一個資本、技術(shù)勞動密集型行業(yè)，已經(jīng)在4G時代領(lǐng)先的芯片、模塊或設(shè)備制造 商也許在5G時代更有優(yōu)勢。以下分別列舉了5G相關(guān)領(lǐng)域(分為8大部分)國內(nèi)外的部分頭部企業(yè)布局(括號內(nèi)數(shù)字代表全球市場占比，截 止到2018年) ：資料來源：思略特、Navian、Gartner、 IHS Markit、 Ovum、 ABI Research以及其他公開資料終端射頻前端小微基站基站天線基站射頻模塊終端基帶芯片國外企業(yè)：日本村田、日本TDK、日 本太陽誘電、美國思佳訊 美國Qorvo 、美國博通等中國企業(yè)：麥捷科技、中電二十六所

32、華遠微電、無錫好達電子 等國外企業(yè)：英國Airspan、美國德州、 儀器、美國Ceragon、 美國優(yōu)科無線、瑞典愛 立信、日本富士通、韓 國三星、芬蘭諾基亞等、中國企業(yè)：佰才邦、邦訊技術(shù)(收購 博威通)、京信通信、武 漢凡谷、華為、中興、 日海通訊、超訊通信等國外企業(yè)：德國凱仕林(21%)、美國康普安德魯 (15.2%)、美國安費諾(7.3%)、法國安弗 施(5.2%)等中國企業(yè)：華為(31.6%)、京信通信、摩比發(fā)展、通 宇通信、盛路通信等國外企業(yè)：美國康普安德魯?shù)戎袊髽I(yè)：武漢凡谷、大富科技、國 人通信、東山精密等國外企業(yè)：高通（53%）、三星（12%）、英特爾等中國企業(yè)：臺灣聯(lián)發(fā)科（1

33、6%）、 華為、紫光展銳、翱捷 通信、中星微電子等光纖光纜光模塊通信解決方案國外企業(yè)：美國康寧，日本古河電工、日本住友電工、 比利時普睿司曼等；中國企業(yè)：武漢長飛、亨通光電、烽火通信、中天科 技、通鼎互聯(lián)等國外企業(yè)：美國菲尼薩(14.8%)、美國 Lumentum(8.6%)、博通 (7%)、日本住友(6.3%)等 中國企業(yè)：光迅科技(5.6%)、中際旭創(chuàng)、 新易盛、華工正源等國外企業(yè)：愛立信(27%)、諾基 亞(23%)等中國企業(yè)：華為(28%)、中興(13%)等5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局5G的產(chǎn)業(yè)鏈可分為設(shè)備制造商、通信運營商和手機終端設(shè)備商16通信運

34、營商基站/機房設(shè) 備廠商基站 天線GPS蘑菇頭RRUBBU根據(jù)移動通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及其傳輸過程可以看出，移動通信網(wǎng)絡(luò)（包括5G）產(chǎn)業(yè)鏈可以分為：上游包括基站/機房設(shè)備廠商及相應(yīng) 元器件、模塊提供廠商；中游包括通信運營商(也可包括網(wǎng)絡(luò)運營規(guī)劃）；下游包括終端生產(chǎn)商及相應(yīng)的行業(yè)應(yīng)用廠商。上游主要涉及 基站天線、基帶芯片、光纖及光模塊、射頻模塊（包括射頻前端、終端天線等） 、基站射頻拉遠單元（RRU）、室內(nèi)基帶處理單元（BBU） 、GPS蘑菇頭（用于定位）以及機柜、供電系統(tǒng)（電源模塊及蓄電池）、空調(diào)（用于散熱）以及各種線纜等制造廠商；中游 的通信運營商主要從上游設(shè)備制造廠商采購相應(yīng)的設(shè)備，并負責基站

35、的維護以及收取使用費用等；下游包括終端設(shè)備廠商（其中終端 設(shè)備內(nèi)的芯片屬于終端設(shè)備廠商的上游）及相應(yīng)的應(yīng)用廠商，如物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等，通信類領(lǐng)先企業(yè)多集中于上游。5G的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成終端設(shè)備商基帶 芯片射頻 模塊光模 塊車聯(lián)網(wǎng)、AR/VR遠程醫(yī)療、智 慧城市等5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局機遇與挑戰(zhàn)并存，5G基站相關(guān)模塊市場規(guī)?？偣渤^萬億，但 前期投入資金巨大模塊名稱市場規(guī)模（億元）基站天線855基站射頻模塊641.25小微基站1050通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備解決方案2600光模塊997.5光纖光纜889.2網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃運維1300系統(tǒng)集成與應(yīng)用1600其他（工程建設(shè)

36、等）1600總計11532.955G產(chǎn)業(yè)鏈中前期的投入成本主要在于基站的建設(shè)。根據(jù)中國電信統(tǒng)計，我國2008年開始建設(shè)3G，2015年開始建設(shè)4G，而7年后的自 由現(xiàn)金流虧損3400億元，而到5G階段據(jù)估計將累計投資超過萬億，前期資金投入量巨大。5G的高頻段（頻段越高，覆蓋面積越?。?， 迫使5G將采取“宏站+小站”的方式進行區(qū)域覆蓋，宏站指的是中低頻段(6GHz以下)，小站指的是高頻段(6GHz以上)。通過研究了解 到，5G的宏基站將是4G基站的1.5倍。而5G的小站覆蓋面積更小(半徑為10-200m)，若要實現(xiàn)連續(xù)覆蓋，小站數(shù)量要遠高于宏基站的 數(shù)量?；窘ㄔO(shè)包括重建或?qū)υ谢旧壐脑靸煞N

37、方式，由于基站數(shù)量巨大，使得5G基站相關(guān)模塊需求量巨大。根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù)， 5G基站相關(guān)模塊市場規(guī)模將近1.2萬億。5G基站相關(guān)模塊市場規(guī)模5G的產(chǎn)業(yè)鏈市場規(guī)模預測175.6558.5925.22291.72216.52033.41678.3218.0%65.7%1653.878.8%38.6%-3.3%-8.3%-17.5%010002000300040002019E2020E2021E2022E2023E2025E2026E市場規(guī)模(億元）2024E增長率17資料來源：賽迪智庫5G第一批試點城市八大關(guān)鍵技術(shù)指標5G網(wǎng)絡(luò)的變化產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)布局18Part3.5G的三大使用情景及未來發(fā)展5G不

38、僅涉及移動通信，也包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景19面對未來多種多樣的應(yīng)用場景，5G需要應(yīng)對差異化的挑戰(zhàn)，滿足不同場景、不同用戶的不同需求。國際電信聯(lián)盟ITU召開的ITU- RWP5D第22次會議上，確定了未來5G應(yīng)具有的三大類使用情景：增強型移動寬帶eMBB（Enhance Mobile Broadband）、超高可 靠與低延遲的通信uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication）和大規(guī)模（海量）機器類通信mMTC（massive Machine Type of Communication），前者主要關(guān)注移動通信，后兩者則側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)。增強移動帶寬eMB

39、B以人為中心的應(yīng)用情景，集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù) 速率，廣覆蓋下的移動性保證，如AR/VR等，是目前 的聚焦方向超高可靠低時延通信uRLLC在此情景下，連接時延要達到1ms級別，而且要 支持高速移動（500km/h）情況下的高可靠性（99.999%）連接，如車聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療等，工作計劃預計明年完成大規(guī)模（海量）機器類通信mMTC包括窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）和增強機器類通 信（eMTC），此類情景是為了適應(yīng)大規(guī)模的 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，目前暫無工作計劃圖片來源：ITU（國際電信聯(lián)盟）5G三大使用情景5G具體應(yīng)用場景5G商業(yè)模式探索5G三大使用情景下的具體應(yīng)用場景20在5G的三大使用情景中，根據(jù)標準制定

40、的先后順序，最先商用的情景將會是增強移動帶寬。增強移動帶寬主要以人為中心，側(cè)重于關(guān) 注多媒體類應(yīng)用場景，需要在用戶密度大的區(qū)域增強通信能力，實現(xiàn)無縫的用戶體驗。大規(guī)模機器類通信的使用情景特點為連接設(shè)備 的數(shù)量巨大，但每個設(shè)備所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較少，且對時延性要求較低。超高可靠低時延類通信的使用情景對延遲時間、性能可靠性 等要求極高，且此類使用情景也是為機器到機器(M2M)的實時通信而設(shè)計的。增強移動帶寬eMBB無人駕駛超高清視頻 傳輸智能家居智慧城市智慧城市中被連接的“物體”多種多樣，有超 強的連接密度，且各物體的傳輸數(shù)據(jù)量較小高鐵上密集場所內(nèi)，超過百 萬的連接數(shù)，且設(shè)備 傳輸數(shù)據(jù)量較小體育場、

41、大 型演唱會等8K(3D)視頻傳輸需要傳輸速率 超過1Gbps，4G平均只有幾百 Mbps智能家居類產(chǎn)品對時 延要求不敏感，且數(shù) 據(jù)傳輸量小若想在城市與偏遠山村之間實現(xiàn)遠程醫(yī) 療，需要在短時間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)， 且傳輸網(wǎng)絡(luò)要有高可靠性遠程醫(yī)療手術(shù)為了保證用戶的安全， 傳輸時延需低至1ms， 且要有超強的可靠性大規(guī)模機器類通信mMTC環(huán)境監(jiān)測對傳輸時延不敏感， 且傳輸速率較低，而傳感器 數(shù)量較多環(huán)境監(jiān)測超高可靠低時延通信uRLLC工業(yè)自動化控制需要時延大約 為10ms，而4G時代時延太高工業(yè)自動化 控制高鐵上的信號差是個重要的問 題，應(yīng)提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，增 強通信能力，提高用戶體驗AR/VR20

42、ms以下才能有效 地緩解眩暈狀態(tài)，而 4G時延大約100ms5G三大使用情景5G具體應(yīng)用場景5G商業(yè)模式探索5G時代可重點關(guān)注體驗與情感分享，而后發(fā)現(xiàn)更多的商業(yè)模式現(xiàn)在只是5G的標準制定階段，其最終的毫米波頻譜使用方案還未出臺，但可以預見性的是其應(yīng)用前景非常廣闊。 5G的一個重要應(yīng)用 是物聯(lián)網(wǎng)，中國自2009年提出物聯(lián)網(wǎng)（那時候叫傳感網(wǎng)）以來，到現(xiàn)在為止，其應(yīng)用場景還未大范圍爆發(fā)，“殺手級”應(yīng)用還未出現(xiàn)。 而5G的到來，可能會給整個行業(yè)帶來意想不到的巨大改變。同時認為，5G的成熟也會不斷的推進大數(shù)據(jù)、人工智能等新技 術(shù)的再次發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)融合加速升級。5G的重要作用在于互聯(lián)(人人、人物、物物)，互聯(lián)的結(jié)果在于交流溝通，溝通的深層次在于 體驗與情感分享，5G將進一步幫助人們邁入深層次溝通(體驗與情感分享)。5G時代可通過關(guān)注人們的深層次溝通而發(fā)現(xiàn)更多的商業(yè)模 式(如2018年韓國平昌冬奧會上，由于5G網(wǎng)