《第五代移動通信技術》課件-第二章 5G應用場景和關鍵性能

第五代移動通信技術CONTENTS

5G應用場景和關鍵性能5G愿景與需求

5G三大應用場景和關鍵性能

5G典型應用5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場規(guī)模5G移動通信技術第二章5G應用場景和關鍵性能1.

5G愿景與需求2核桃AI5G將滲透到未來社會的各個領域，以用戶為中心構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。5G將使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實現(xiàn)人與萬物的智能互聯(lián)；5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動性等多場景的一致服務，業(yè)務及用戶感知的智能優(yōu)化，同時將為網(wǎng)絡帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。2.1.15G愿景核桃AI2.1.2驅(qū)動力和市場需求1.5G主要驅(qū)動力移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是未來移動通信發(fā)展的兩大主要驅(qū)動力，將為5G提供廣闊的前景。移動互聯(lián)網(wǎng)顛覆了傳統(tǒng)移動通信業(yè)務模式，為用戶提供前所未有的使用體驗，深刻影響著人們工作生活的方方面面。面向未來，移動互聯(lián)網(wǎng)將推動人類社會信息交互方式的進一步升級，為用戶提供增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、超高清（3D）視頻、移動云等更加身臨其境的極致業(yè)務體驗。移動互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展將帶來未來移動流量超千倍增長，推動移動通信技術和產(chǎn)業(yè)的新一輪變革。物聯(lián)網(wǎng)擴展了移動通信的服務范圍，從人與人通信延伸到物與物、人與物智能互聯(lián)，使移動通信技術滲透至更加廣闊的行業(yè)和領域。面向未來，移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等將會推動物聯(lián)網(wǎng)應用爆發(fā)式增長，數(shù)以千億的設備將接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”，并締造出規(guī)?？涨暗男屡d產(chǎn)業(yè)，為移動通信帶來無限生機。同時，海量的設備連接和多樣化的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務也會給移動通信帶來新的技術挑戰(zhàn)。2.1.2驅(qū)動力和市場需求2.5G發(fā)展的其他驅(qū)動力：1）業(yè)務發(fā)展驅(qū)動業(yè)務需求差異大，需要網(wǎng)絡針對不同業(yè)務提供專有的通信途徑；業(yè)務需求變化快，需要網(wǎng)絡針對不同的通信需求實現(xiàn)自動靈活的配置；業(yè)務需求個性化，需要網(wǎng)絡運營能夠更貼近用戶，實現(xiàn)無縫對接，讓用戶能夠直接向運營商網(wǎng)絡表達個性需求，并且由網(wǎng)絡實現(xiàn)這些自定義功能；適應未知業(yè)務，5G網(wǎng)絡應能夠通過調(diào)整自身配置以適應新業(yè)務的部署需求，即網(wǎng)絡需要具備前向兼容性。2）技術發(fā)展驅(qū)動在目前階段，融合了新技術、新理念、新趨勢的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條逐步服務于新涌現(xiàn)的業(yè)務需求。在云計算、大數(shù)據(jù)、社交化、移動化、物聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動下，不僅催生出了新的解決方案和產(chǎn)品，也對現(xiàn)存的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)模式/產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)起了沖擊。3）市場競爭驅(qū)動傳統(tǒng)電信運營商業(yè)務正在受到猛烈沖擊，尤其是OTT(OverTheTop，開放互聯(lián)網(wǎng)應用)企業(yè)對傳統(tǒng)運營商的擠壓非常明顯，這些業(yè)務使得運營商原來的短信、話音甚至包括國際電話業(yè)務都受到了很大挑戰(zhàn)。比如騰訊微信、QQ占用運營商信令資源非常大，原來的一些機制不太適合傳統(tǒng)運營商的網(wǎng)絡設計。同時運營商之間的競爭也趨于白熱化。可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)運營商為了應對移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來及各方面的挑戰(zhàn)，都提出了相應的戰(zhàn)略、策略和戰(zhàn)術并加以執(zhí)行。3.市場需求面向2020年及未來，移動數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆炸式增長。預計2010年到2020年全球移動數(shù)據(jù)流量增長將超過200倍，2010年到2030年將增長近2萬倍；中國的移動數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預計2010年到2020年將增長300倍以上，2010年到2030年將增長超4萬倍。發(fā)達城市及熱點地區(qū)的移動數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長率可達600倍，北京熱點區(qū)域的增長率可達1000倍。未來全球移動通信網(wǎng)絡連接的設備總量將達到千億規(guī)模。預計到2020年，全球移動終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設備）數(shù)量將超過100億，其中中國將超過20億。全球物聯(lián)網(wǎng)設備連接數(shù)也將快速增長，2020年將接近全球人口規(guī)模達到70億，其中中國將接近15億。到2030年，全球物聯(lián)網(wǎng)設備連接數(shù)將接近1千億，其中中國超過200億。在各類終端中，智能手機對流量貢獻最大，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量雖大但流量占比較低。1.業(yè)務和用戶需求移動互聯(lián)網(wǎng)主要面向以人為主體的通信，注重提供更好的用戶體驗。面向2020年及未來，超高清、3D和浸入式視頻的流行將會驅(qū)動數(shù)據(jù)速率大幅提升，例如8K(3D)視頻經(jīng)過百倍壓縮之后傳輸速率仍需要大約1Gbps，增強現(xiàn)實、云桌面、在線游戲等業(yè)務，不僅對上下行數(shù)據(jù)傳輸速率提出挑戰(zhàn)，同時也對時延提出了“無感知”的苛刻要求。1）支持高速率業(yè)務無線業(yè)務的發(fā)展瞬息萬變，僅從目前階段可以預見的業(yè)務看，移動場景下大多數(shù)用戶為支持全高清視頻業(yè)務，需要達到10Mbit/s的速率保證；對于支持特殊業(yè)務的用戶，例如支持超高清視頻，要求網(wǎng)絡能夠提供100Mbit/s的速率體驗；在一些特殊應用場景下，用戶要求達到10Gbit/s的無線傳輸速率，例如：短距離瞬間下載、交互類3D全息業(yè)務等。2.1.3業(yè)務、場景和性能挑戰(zhàn)2）業(yè)務特性穩(wěn)定無所不在的覆蓋、穩(wěn)定的通信質(zhì)量是對無線通信系統(tǒng)的基本要求。由于無線通信環(huán)境復雜多樣，仍存在很多場景覆蓋性能不夠穩(wěn)定的情況，例如地鐵、隧道、室內(nèi)深覆蓋等。通信的可靠性指標可以定義為對于特定業(yè)務的時延要求下成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包比例，5G網(wǎng)絡應要求在典型業(yè)務下，可靠性指標應能達到99%甚至更高；對于例如MTC(Machine-Type

Communication，機器類型通信)等非時延敏感性業(yè)務，可靠性指標要求可以適當降低。3）用戶定位能力高對于實時性的、個性化的業(yè)務而言，用戶定位是一項潛在且重要的背景信息，在5G網(wǎng)絡中，對于用戶的三維定位精度要求應提出較高要求，例如對于80%的場景(比如室內(nèi)場景)精度從10m提高到1m以內(nèi)。4）對業(yè)務的安全保障安全性是運營商提供給用戶的基本功能之一，從基于人與人的通信到基于機器與機器的通信，5G網(wǎng)絡將支持各種不同的應用和環(huán)境，所以5G網(wǎng)絡應當能夠應對通信敏感數(shù)據(jù)有未經(jīng)授權(quán)的訪問、使用、毀壞、修改、審查、攻擊等問題。2.應用場景及性能挑戰(zhàn)5G典型場景涉及未來人們居住、工作、休閑和交通等各種區(qū)域，特別是密集住宅區(qū)、辦公室、體育場、露天集會、地鐵、快速路、高鐵和廣域覆蓋等場景。這些場景具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性等特征，可能對5G系統(tǒng)形成挑戰(zhàn)。在這些場景中，考慮增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、超高清視頻云存儲、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、OTT消息等5G典型業(yè)務，并結(jié)合各場景未來可能的用戶分布、各類業(yè)務占比以及對速率、時延等的要求，可以得到各個應用場景下的5G性能需求。5G關鍵性能指標主要包括用戶體驗速率、連接數(shù)密度、端到端時延、流量密度、移動性和用戶峰值速率.名

稱定

義用戶體驗速率/(b/s)真實網(wǎng)絡環(huán)境下用戶可獲得的最低傳輸速率連接數(shù)密度/(km2)單位面積上支持的在線設備總和端到端時延/ms數(shù)據(jù)包從源節(jié)點開始傳輸?shù)奖荒康墓?jié)點正確接收的時間移動性/(km/h)滿足一定性能要求時，收發(fā)雙方間的最大相對移動速度流量密度/((b/s)/km2)單位面積區(qū)域內(nèi)的總流量用戶峰值速率/(b/s)單用戶可獲得的最高傳輸速率1.可持續(xù)發(fā)展

在網(wǎng)絡建設和部署方面，5G需要提供更高網(wǎng)絡容量和更好覆蓋，同時降低網(wǎng)絡部署、尤其是超密集網(wǎng)絡部署的復雜度和成本；5G需要具備靈活可擴展的網(wǎng)絡架構(gòu)以適應用戶和業(yè)務的多樣化需求；5G需要靈活高效地利用各類頻譜，包括對稱和非對稱頻段、重用頻譜和新頻譜、低頻段和高頻段、授權(quán)和非授權(quán)頻段等；另外，5G需要具備更強的設備連接能力來應對海量物聯(lián)網(wǎng)設備的接入。在運營維護方面，5G需要改善網(wǎng)絡能效和比特運維成本，以應對未來數(shù)據(jù)迅猛增長和各類業(yè)務應用的多樣化需求；5G需要降低多制式共存、網(wǎng)絡升級以及新功能引入等帶來的復雜度，以提升用戶體驗；5G需要支持網(wǎng)絡對用戶行為和業(yè)務內(nèi)容的智能感知并作出智能優(yōu)化；同時，5G需要能提供多樣化的網(wǎng)絡安全解決方案，以滿足各類移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)設備及業(yè)務的需求。2.1.4可持續(xù)發(fā)展及效率需求2.效率需求頻譜利用、能耗和成本是移動通信網(wǎng)絡可持續(xù)發(fā)展的三個關鍵因素。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，5G系統(tǒng)相比4G系統(tǒng)在頻譜效率、能源效率和成本效率方面需要得到顯著提升。具體來說，頻譜效率需提高5~15倍，能源效率和成本效率均要求有百倍以上提升。名

稱定

義頻譜效率/(b/s)/Hz·cell或(b/s)/Hz·km2每小區(qū)或單位面積內(nèi)，單位頻譜資源提供的吞吐量能源效率/(bit/J)每焦耳能量所能傳輸?shù)谋忍財?shù)成本效率/(bit/Y)每單位成本所能傳輸?shù)谋忍財?shù)5G應用場景和關鍵性能2.5G三大應用場景和關鍵性能2核桃AIeMBB(EnhancedMobileBroadband，增強移動寬帶）是指在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務場景的基礎上，對于用戶體驗等性能的進一步提升。eMBB典型應用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等。這類場景首先對帶寬要求極高，關鍵的性能指標包括100Mbps用戶體驗速率（熱點場景可達1Gbps）、數(shù)十Gbps峰值速率、每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度、每小時500km上的移動性等。其次，涉及到交互類操作的應用還對時延敏感，例如虛擬現(xiàn)實沉浸體驗對時延要求在10ms量級。eMBB場景的關鍵性能是需要盡可能大的帶寬，實現(xiàn)極致的流量吞吐，并盡可能降低時延。例如，即使是最先進的LTE調(diào)制解調(diào)器，最快速率也只能達到千兆比特/秒，但往往一個小區(qū)的用戶，就已經(jīng)有千兆級的帶寬消耗，而且，更多大流量的業(yè)務，未來還將不斷發(fā)展，現(xiàn)有的4G已經(jīng)越來越難以滿足今后的超大流量需求了。eMBB在網(wǎng)絡速率上的提升為用戶帶來了更好的應用體驗，滿足了人們對超大流量、高速傳輸?shù)臉O致需求。2.2.1eMBB場景和關鍵性能mMTC(massiveMachineTypeCommunications，海量機器類通信）典型應用包括智慧城市、智能家居等。這類應用對連接密度要求較高，同時呈現(xiàn)行業(yè)多樣性和差異化。1.覆蓋范圍(Coverage)mMTC技術對于覆蓋范圍的要求需要達到164dB的MCL(MaximumCouplingLoss，最大耦合損失)，即從傳送端到接收端信號衰減的大小為164dB時也要能使接收端成功解出封包。因此，5GmMTC的覆蓋范圍要求有一附加條件，即信息傳輸速率在160b/s的情況下也能被正確解碼。2.電池壽命(UEBatteryLife)未來5G機器型通信應用中，可能包含了智慧電表、水表等需要有長久電池壽命的裝置應用。此種裝置可能被布建在不易更換的環(huán)境或是更換電池不符成本。因此mMTC技術對于電池壽命的要求需要達到10年以上的電池壽命。2.2.2mMTC場景和關鍵性能3.連接密度(ConnectionDensity)由于近年物聯(lián)網(wǎng)應用需求的逐日增加，在未來5G通信系統(tǒng)中可以預期有各種不同應用的物聯(lián)網(wǎng)裝置，其數(shù)量可能達到每平方公里有一百萬個裝置，因此5GmMTC技術對于連接密度的要求即是在滿足一特定服務品質(zhì)(QoS)的情況下，需支持100萬個/km2的連接密度。4.延遲(Latency)雖然機器型通信大部分對于資料傳輸延遲有較大的容忍度，然而5GmMTC技術還是制定了適當?shù)难舆t此要求以確保一定品質(zhì)的服務。對于延遲的要求定義為，裝置傳送一大小為20bytes的應用層封包，在164dBMCL的通道狀況下，延遲時間要在10秒以內(nèi)。uRLLC作為5G系統(tǒng)的三大應用場景之一，廣泛存在于多種行業(yè)中。如娛樂產(chǎn)業(yè)中的AR/VR，工業(yè)控制系統(tǒng)，交通和運輸，智能電網(wǎng)和智能家居的管理，交互式的遠程醫(yī)療診斷等。典型應用包括工業(yè)控制、無人機控制、智能駕駛控制等。這類場景聚焦對時延極其敏感的業(yè)務，高可靠性也是其基本要求。自動駕駛實時監(jiān)測等要求毫秒級的時延，汽車生產(chǎn)、工業(yè)機器設備加工制造時延要求為十毫秒級，可用性要求接近100%。

5GuRLLC的主要技術特點如下：在時延和可靠性方面，相比之前的蜂窩移動通信技術，5GuRLLC有了極大程度的提升。5GuRLLC技術，實現(xiàn)了基站與終端間，上下行均為0.5毫秒的用戶時延。該時延是指：成功傳送應用層IP數(shù)據(jù)包/消息所花費的時間，具體是從發(fā)送方5G無線協(xié)議層入口點，經(jīng)由5G無線傳輸，到接收方5G無線協(xié)議層出口點的時間。其中，時延來自于上行鏈路和下行鏈路兩個方向，5GuRLLC實現(xiàn)低時延的主要技術包括：2.2.3uRLLC場景和關鍵性能●引入更小的時間資源單位，如mini-slot（迷你時隙）；●上行接入采用免調(diào)度許可的機制，終端可直接接入信道；●支持異步過程，以節(jié)省上行時間同步開銷；●采用快速自動請求重傳（Hybrid

Automatic

Repeatre

Quest，HARQ）和快速動態(tài)調(diào)度等。目前，5GuRLLC的可靠性指標為：用戶面時延1ms內(nèi)，一次傳送32字節(jié)包的可靠性為99.999%。此外，如果時延允許，5GuRLLC還可以采用重傳機制，進一步提高成功率。在提升系統(tǒng)的可靠性能方面，5GuRLLC采用的技術包括：●采用更魯棒的多天線發(fā)射分集機制；●采用魯棒性強的編碼和調(diào)制階數(shù)，以降低誤碼率；●采用超級魯棒性信道狀態(tài)估計。5G應用場景和關鍵性能3.5G典型應用2核桃AI1.AR增強現(xiàn)實

AR大家都知道，當我們使用增強現(xiàn)實時,看到的雖然是虛擬世界的景象，但是自身的感知還停留在現(xiàn)實世界中，這種感覺非常棒，就像掌握了一種魔法。你可以憑空變出許多東西，把它們放在你想放在的地方，也可以和自己喜歡的人物、形象在現(xiàn)實世界里面交談、互動。AR技術提供了3D物體識別功能，我們可以將虛擬的對象添加到現(xiàn)實物體上面。比如識別一輛真實的汽車以后，用AR給這個汽車換顏色、換輪胎。又或是識別了一個靜態(tài)的動漫模型、手辦，用AR動畫使它可以動起來，唱歌、跳舞、變身，和你產(chǎn)生互動。還有臨床用AR顯示血管位置、身體器官位置，其實都是AR范疇內(nèi)的。2.3.1eMBB場景典型應用MR混合現(xiàn)實MR的核心在于介于虛擬與現(xiàn)實之間，比如你和一個朋友在一個房間里，帶上MR眼鏡以后，整個房間都變成虛擬的了，但你還能看到真實的自己，真實的朋友，你手里拿的東西既可以是虛擬的，也可以是真實的。這種在虛擬與真實之間自由切換的混合現(xiàn)實，才叫MR。VR虛擬現(xiàn)實VR的特點是完全沉浸，也就是說眼鏡所看到的所有畫面都是虛擬的。以經(jīng)典動漫《刀劍神域》為例，桐人和亞絲娜等人物戴上了VR頭盔之后，他們的身體還在現(xiàn)實世界中，但精神已經(jīng)完全進入了一個虛擬世界里，可以在虛擬世界里面生活、游戲。當然，以現(xiàn)階段的技術還無法做到這一點。2.聯(lián)網(wǎng)無人機無人駕駛飛行器（Unmanned

Aerial

Vehicle）簡稱為無人機，其全球市場在過去十年中大幅增長，現(xiàn)在已經(jīng)成為商業(yè)、政府和消費應用的重要工具。通過部署無人機平臺可以快速實現(xiàn)效率提升和安全改善。5G網(wǎng)絡將提升自動化水平，使能分析解決方案，這將對諸多行業(yè)轉(zhuǎn)型產(chǎn)生影響。比如，對風力渦輪機上的轉(zhuǎn)子葉片的檢查將不再由訓練有素的工程師通過遙控無人機來完成，而是由部署在風力發(fā)電場的自動飛行無人機完成，不需要人力干預。再比如，無人機行業(yè)解決方案有助于保護石油和天然氣管道等基礎資產(chǎn)和資源，還可以應用于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。無人機在安全和運輸領域的使用和應用也在加速。無人機運營企業(yè)正在進入按需的、即服務的經(jīng)濟，以類似于云服務的模式向最終用戶提供服務。例如，在農(nóng)業(yè)領域，農(nóng)民可以向無人機運營企業(yè)租用或者按月訂購農(nóng)作物監(jiān)測和農(nóng)藥噴灑服務。同時，無人機運營企業(yè)正在建立越來越多的合作伙伴關系，創(chuàng)建無人機服務市場和應用程序商店，進一步提高對企業(yè)和消費者的吸引力。

無人機運營企業(yè)及其市場合作伙伴可以建立大數(shù)據(jù)，改善服務，并利用數(shù)據(jù)分析進行變現(xiàn)。行業(yè)大數(shù)據(jù)可以幫助金融服務機構(gòu)預測商品價格和成本的未來趨勢，并有助于物流和航運公司以及政府機構(gòu)進行前瞻性規(guī)劃。此外，無人機能夠支持諸多領域的解決方案，可以廣泛應用于建筑、石油、天然氣、能源、公用事業(yè)和農(nóng)業(yè)等領域。5G技術將增強無人機運營企業(yè)的產(chǎn)品和服務，以最小的延遲傳輸大量的數(shù)據(jù)。無人機服務提供商正在利用云技術拓展應用范圍，同時通過產(chǎn)業(yè)合作來拓展市場空間。無人機為移動運營商及其合作伙伴打開了新的商機。3.移動視頻移動視頻業(yè)務不斷發(fā)展，從觀看點播視頻內(nèi)容到以新模式創(chuàng)建和消費視頻內(nèi)容。目前最顯著的兩大趨勢是社交視頻和移動實時視頻：一方面，一些領先的社交網(wǎng)絡推出直播視頻，例如臉書和推特；另一方面，直播視頻的社交性，包括視頻主播和觀眾之間以及觀眾之間的互動，正在推動移動直播視頻業(yè)務在中國的廣泛應用和直接貨幣化。社交網(wǎng)絡的流行表明用戶對共享內(nèi)容（包括直播視頻）的接受度日趨增加。直播視頻不需要網(wǎng)絡主播事先將視頻內(nèi)容存儲在設備上，然后上傳到直播平臺。而是直接傳輸?shù)街辈テ脚_上，觀眾幾乎可以立即觀看。智能手機內(nèi)置工具依靠移動直播視頻平臺，可以保證主播和觀眾互動的實時性，使這種新型的“一對多”直播通信比傳統(tǒng)的“一對多”廣播更具互動性和社交性。另外，觀眾之間的互動也為直播視頻業(yè)務增加了“多對多”的社交維度。1.智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有望成為促進農(nóng)業(yè)提產(chǎn)、實現(xiàn)供需平衡的關鍵使能技術。智慧農(nóng)業(yè)采用了基于物聯(lián)網(wǎng)的先進技術和解決方案，通過實時收集并分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)及部署指揮機制的方式，達到提升運營效率、擴大收益、降低損耗的目的。針對智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用是為提升產(chǎn)量而設計，主要包括：精準農(nóng)業(yè)：作為一種農(nóng)業(yè)管理方式，精準農(nóng)業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術及信息和通信技術，實現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)量、保存資源的效果。精準農(nóng)業(yè)需要獲取有關農(nóng)田、土壤和空氣狀況的實時數(shù)據(jù)，在保護環(huán)境的同時確保收益和可持續(xù)性。2.3.2mMTC場景典型應用可變速率技術(VariableRateTechnology，VRT)：VRT是一種能夠幫助生產(chǎn)者改變作物投入速率的技術。它將變速控制系統(tǒng)與應用設備相結(jié)合，在精準的時間、地點投放輸入，因地制宜，確保每塊農(nóng)田獲得最適宜的投放量。智能灌溉：提升灌溉效率、減少水源浪費的需求日益擴大。通過部署可持續(xù)高效灌溉系統(tǒng)以保護水資源的這種方式愈來愈受到重視?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能灌溉對空氣濕度、土壤濕度、溫度、光照度等參數(shù)進行測量，由此精確計算出灌溉用水需求量。經(jīng)驗證，該機制可有效提高灌溉效率。農(nóng)業(yè)無人機：無人機有著豐富的農(nóng)業(yè)應用，可用于監(jiān)測作物健康、農(nóng)業(yè)拍照（以促進作物健康生長為目的）、可變速率應用、牲畜管理等。無人機可以低成本監(jiān)視大面積區(qū)域，搭載傳感器可輕易采集大量數(shù)據(jù)。智能溫室：智能溫室可持續(xù)監(jiān)測氣溫、空氣濕度、光照、土壤、濕度等氣候狀況，將作物種植過程中的人工干預降到最低。上述氣候狀況的改變會觸發(fā)自動反應。在對氣候變化進行分析評估后，溫室會自動執(zhí)行糾錯功能，使各氣候狀況維持在最適宜作物生長的水平。收成監(jiān)測：收成監(jiān)測機制可對影響農(nóng)業(yè)收成的各方面因素進行監(jiān)測，包括谷物質(zhì)量流量、水量、收成總量等，監(jiān)測得到的實時數(shù)據(jù)可幫助農(nóng)場主形成決策。該機制有助于縮減成本、提高產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)借助傳感器及跟蹤裝置為農(nóng)場主及其他利益相關方提供數(shù)據(jù)收集與管理服務。收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過存儲與分析，為復雜決策提供支撐。此外，農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)還可用于辨識農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析最佳實踐與軟件交付模型。它的優(yōu)點還包括：提供可靠的金融數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、提升與天氣或突發(fā)事件相關的風險緩釋能力。土壤監(jiān)測系統(tǒng)：土壤監(jiān)測系統(tǒng)協(xié)助農(nóng)場主跟蹤并改善土壤質(zhì)量，防止土壤惡化。系統(tǒng)可對一系列物理、化學、生物指標（如土質(zhì)、持水力、吸收率等）進行監(jiān)測，降低土壤侵蝕、密化、鹽化、酸化、以及受危害土壤質(zhì)量的有毒物質(zhì)污染等風險。精準性畜飼養(yǎng)：精準牲畜飼養(yǎng)可對性畜的繁殖、健康、精神等狀況進行實時監(jiān)測，確保收益最大化。農(nóng)場主可利用先進科技實施持續(xù)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果做出利于提高牲畜健康狀況的決策。2.智慧城市智慧城市擁有競爭優(yōu)勢，因為它可以主動而不是被動地應對城市居民和企業(yè)的需求。為了成為一個智慧城市，市政當局不僅需要感知城市脈搏的數(shù)據(jù)傳感器，還需要用于監(jiān)控交通流量和社區(qū)安全的視頻攝像頭。城市視頻監(jiān)控是一個非常有價值的工具，它不僅提高了安全性，而且也大大提高了企業(yè)和機構(gòu)的工作效率。在成本可接s受的前提下，攝像頭數(shù)據(jù)收集和分析的技術進一步推動了視頻監(jiān)控需求的增長。對于下一代的視頻監(jiān)控服務，智慧城市需要擺脫傳統(tǒng)的系統(tǒng)交付的商業(yè)模式，轉(zhuǎn)而采用視頻監(jiān)控即服務（VideoSurveillanceasaService，VSaaS）的模式。在VSaaS模式中，視頻錄制、存儲、管理和服務監(jiān)控是通過云提供給用戶的。服務提供商也是通過云對系統(tǒng)進行維護的。云提供了靈活的數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)分析/人工智能服務。1.車聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)價值鏈中的主要參與者包括：汽車制造商、軟件供應商、平臺提供商和移動運營商。移動運營商在價值鏈中極具潛力，可探索各種商業(yè)模式，例如平臺開發(fā)、廣告、大數(shù)據(jù)和企業(yè)業(yè)務。在車聯(lián)時代，全面的無線連接可以將諸如導航系統(tǒng)等附加服務集成到車輛中，以支持車輛控制系統(tǒng)與云端系統(tǒng)之間頻繁的信息交換，減少人為干預。以自動駕駛為例，端到端價值鏈如圖所示。此外，運營商在車聯(lián)網(wǎng)領域的商業(yè)模式可以分為B2C和B2B兩種。2.3.3uRLLC場景典型應用2.遠程醫(yī)療通過5G連接到AI醫(yī)療輔助系統(tǒng)，醫(yī)療行業(yè)有機會開展個性化的醫(yī)療咨詢服務。人工智能醫(yī)療系統(tǒng)可以嵌入到醫(yī)院呼叫中心，家庭醫(yī)療咨詢助理設備，本地醫(yī)生診所，甚至是缺乏現(xiàn)場醫(yī)務人員的移動診所。它們可以完成很多任務：●實時健康管理，跟蹤病人，病歷，推薦治療方案和藥物，并建立后續(xù)預約；●智能醫(yī)療綜合診斷，并將情境信息考慮在內(nèi)，如遺傳信息，患者生活方式和患者的身體狀況；●通過AI模型對患者進行主動監(jiān)測，在必要時改變治療計劃。5G應用場景和關鍵性能4.5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場規(guī)模2核桃AI按照5G的產(chǎn)業(yè)鏈，可以將5G架構(gòu)體系劃分為基站系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、應用場景和終端設備四個部分，每部分都對應各自不同的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)：1）基站系統(tǒng)：產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)主要涵蓋基站、天線、射頻模塊、小微基站與室內(nèi)分布等。2）網(wǎng)絡系統(tǒng)：涉及核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、承載網(wǎng)等架構(gòu)，其產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)主要包括通信網(wǎng)絡設備及SDN/NFV解決方案、光纖光纜、光模塊、網(wǎng)絡規(guī)劃優(yōu)化和運維。3）應用場景：包括VR/AR、車聯(lián)網(wǎng)、增強移動寬帶、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療等各行業(yè)領域的滲透融合，其產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)主要為系統(tǒng)集成與行業(yè)解決方案、大數(shù)據(jù)應用、物聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案、增值服務與行業(yè)應用等。4）終端設備：5G時代的終端將不限于手機，其核心產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)為通信芯片、通信模塊、天線和射頻等部分。2.4.1

5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展

如果以上四個環(huán)節(jié)以國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈為主，可以勾勒出一個簡單的5G產(chǎn)業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)全景，如下圖：

在基站系統(tǒng)環(huán)節(jié)，第一陣營目前主要是通信行業(yè)的巨無霸廠商華為和中興，產(chǎn)品涉及全產(chǎn)品線，尤其在基站系統(tǒng)上，技術領先，市場占有率國內(nèi)在80%以上。其余的包括一些規(guī)模較小但是專業(yè)性較強的公司，比如京信通信、通宇通訊、摩比發(fā)展、大富科技（射頻）、武漢凡谷（射頻）等。另外，國內(nèi)在小微基站和室內(nèi)覆蓋設備上有較多有實力的廠商，比如邦訊技術、京信通信、日海通訊、盛路通信（室分天線）等。在5G網(wǎng)絡系統(tǒng)環(huán)節(jié)，包括通信網(wǎng)絡設備、SDN/NFV解決方案、光纖光纜、光模塊、網(wǎng)絡規(guī)劃運維等環(huán)節(jié)。通信網(wǎng)絡設備及SDN/NFV解決方案是產(chǎn)業(yè)鏈最核心環(huán)節(jié)，市場集中度較高，主流的廠商包括華為、中興通訊、上海諾基亞貝爾、烽火通信、新華三、星網(wǎng)銳捷等。另外，值得關注的是，新華三等IT通用服務器廠商，將在新增的SDN/NFV網(wǎng)絡重構(gòu)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)中受益。光纖光纜光模塊也是5G網(wǎng)絡系統(tǒng)建設的重要部分，光纖光纜將主要受益于基站前傳和回傳網(wǎng)絡的建設，光模塊將受益于RRU和BBU等設備從6G/10G向25G/100G光模塊的升級。光纖光纜主要廠商包括長飛、亨通光電、中天科技、烽火通信、通鼎互聯(lián)，光模塊的廠商包括中際裝備、光迅科技、新易盛等。在網(wǎng)絡規(guī)劃運維方面，包括無線接入網(wǎng)、業(yè)務承載網(wǎng)等前期規(guī)劃設計和后期優(yōu)化運維，主要包括中通服、杰賽科技、日海通訊、三維通信、富春股份、華星創(chuàng)業(yè)、中富通等。在應用場景環(huán)節(jié)，5G面向應用場景的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)在于系統(tǒng)集成與應用服務，主要包括系統(tǒng)集成與行業(yè)解決方案、大數(shù)據(jù)應用、物聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案、增值業(yè)務和行業(yè)應用等部分。各環(huán)節(jié)的主流廠商包括系統(tǒng)平臺綜合集成的華為、中興通訊、烽火通信、新華三、星網(wǎng)銳捷，大數(shù)據(jù)應用的東方國信、天源迪科、拓爾思，物聯(lián)網(wǎng)平臺與解決方案的宜通世紀、高新興、拓邦股份，增值業(yè)務服務與平臺的北緯通信、拓維信息、四維圖新、夢網(wǎng)榮信等。在終端環(huán)節(jié)，5G的終端設備將不局限于手機和電腦，還將涵蓋家電、汽車、穿戴設備、工業(yè)設備等。據(jù)統(tǒng)計，到2020年廣義的“聯(lián)網(wǎng)終端”數(shù)量將達到250億~500億部。5G將成為驅(qū)動經(jīng)濟發(fā)展的巨大引擎。根據(jù)IHSMarkit（全球著名的信息提供商）預測，到2035年5G在全球?qū)?chuàng)造12.3萬億美元經(jīng)濟產(chǎn)出（相當于2016年全美消費支出），全球年度GDP創(chuàng)造貢獻達3萬億美元（相當于印度，全球第七大經(jīng)濟體），而我國5G的直接和間接產(chǎn)出將分別達6.3萬億和10.6萬億元。如果對比4G，5G的市場空間將是一個怎樣的市場規(guī)模呢？5G基站將包括中低頻段（6G以下）的宏站和高頻段（6G以上）的微站。中低頻段的宏站可實現(xiàn)與4G基站相當?shù)母采w范圍，預計5G宏站的數(shù)量將與4G基站數(shù)量相當，到2019年9月底，全國4G基站為519萬個，覆蓋99%人口，如實現(xiàn)相同的覆蓋，預計5G宏站將達519萬個。毫米波高頻段的微站，其覆蓋范圍是10-20m，應用于熱點區(qū)域或更高容量業(yè)務場景，其數(shù)量保守估計將是宏站的2倍，由此我們預計5G微站將達到1000萬個。

2.4.25G市場規(guī)?；谝陨匣緮?shù)量（宏站520萬個、小站1000萬個）的假設，以及三大運營商與主流設備商的相關統(tǒng)計，可以得出5G各產(chǎn)業(yè)鏈的一個基本的投資規(guī)模。5G產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)投資占比投資規(guī)模/億元(人民幣)基站天線5.4%696基站射頻4.1%525小微基站與室內(nèi)分布7%900通信網(wǎng)絡設備(SDN/NFV解決方案)40.3%5200光纖光纜5.6%728光模塊6.4%826網(wǎng)