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自2019年国内5G正式商用开始,5G已经走过了2个年头,5G前进的步伐也越来越清晰。截止到2020年四季度,全球已经有超过100个国家的5G商用网络正在运营,国内的5G基站也超过了60万个。相信在新的一年,我们能看到更多5G网络应用在垂直行业带来的千行百业的变革和升级。
01一、行业概述
1、移动通信代际技术进步
1G:1986-1999 采用模拟信号,最大速率2.4K
2G:1991-至今 采用数字信号,采用时分复用的多址方式及更高阶的调制方式,增大了相同宽带下携带的信息量,从而提高了频谱的利用率。主流技术是GSM与CDMA,最大速率64K
3G:2009-至今 采用数字信号,采码分复用、Rake接收,改变了信息接受方式,而智能天线可以自适应用户的移动使信号更稳定、多用户检测等,进一步提升了频谱的利用率和信噪比。主流技术是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,最大速率2M
4G:2013-至今 采用数字信号,采用OFDMA技术提升了频谱的使用率,ICIC技术通过提高有效信号的功率实现更好的信噪比,MIMO技术使用了更多天线,实现了多点收发。主流技术是FDD、TDD,最大速率100M
5G:2019-至今 采用数字信号,采用了全新的信道编码方式,即数据信道用LDPC编码,控制信道和广播信道用Polar编码。这一改进可以提高NR信道编码效率,能以低复杂度和低时延,同时通过Massive MIMO超密集组网来提升频谱利用率和信噪比。主流技术是NR,最大速率20G
2、5G三大应用场景对应的技术协作
根据国际电信联盟(ITU)对5G应用场景的定义,可分为三大应用场景,即eMBB(Enhance Mobile Broadband)增强移动带宽、uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications)超高可靠低时延通信、mMTC(Massive Machine Type Communications)海量机器通信等。
eMBB:信道带宽提升+提高NR信道编码效率+Massive MIMO超密集组网
信道宽带提升其实最好理解,就像马路一样,马路越宽车就能跑的越快。2G的信道宽带普遍只有10MHz,而5G达到了100MHz,毫米波上甚至能支持400MHz,提供了更快的条件。
4G时代数据信道所用turbo码、控制信道用TBCC,该信道编码方式在更高的速率上容易出错,而5G NR采用了全新的信道编码方式,即数据信道用LDPC编码,控制信道和广播信道用Polar编码。这一改进可以提高NR信道编码效率,能以低复杂度和低时延,扩展达到更高的传输速率。
uRLLC:边缘计算
5G实现低时延除了提高了NR信道编码效率外,最重要的就是边缘计算了。
当数据中心部署的位置离设备越近的时候,数据传输的时延就越低。因此,为了实现更低的时延,会把对时延要求敏感的数据处理放在离基站更近的地方,即放在网络的边缘端,也就是边缘计算了。
mMTC:NB-IOT
mMTC在国外还有eMTC技术,但在国内就只有NB-IOT技术了。NB-IOT技术是第一种专门为实现海量物联网设备通信设计的技术,在2020年7月9日结束的ITU-R WP5D #35会议上,3GPP技术正式被接受为ITU IMT-2020 5G技术标准。
3、政策对5G产业的大力扶持
自5G商用以来,国家各部委频频出台各类政策来支持5G的发展,各地方政府也纷纷确定了5G的发展目标。
02二、5G的发展现状
1、5G产业链现状
核心设备制造商:现全国具备提供5G核心通信设备的企业只有华为、中兴、爱立信、诺基亚、三星5家企业。
运营商:中国移动及中国电信是国内最积极的运营商,截止目前移动已经拥有了1.65亿的5G用户,电信则拥有了8650万的5G用户。联通已开启5G服务,但至今未公布自己的5G用户数,而广电离5G商用还需要时日。
行业应用方案:5G在千行百业虽然侧重点不同,但均有应用落地,5G+文娱、5G +医疗、5G +工业、5G +电网、5G +金融、5G +零售、5G +出行、5G +生活、5G +智慧城市、5G+农业等等。
03三、2021年5G发展展望
可以说,2020年是5G在千行百业不断探索的过程,虽未开花结果,但均落地生根。而2021年,会在原来的行业场景进行深耕,5G会从“5G+行业”的试验模式,转变为“5G+产品”的应用模式。
1、5G+弱终端
所谓“弱终端”,就是终端本地的计算能力很弱,只能提供信息分发,简单操作、显示以及简单的数据处理能力,大部分计算能力都迁移到了云端。代表产品有“云手机”、“云电脑”、“云桌面”等产品。
2、5G+网络租赁
即5G专网。5G公网应用受制于基站成本高、功耗太高、导致覆盖不足,行业应用发展缓慢。而5G专网可以跟进客户需求进行建网,并且收取建设费、带宽租赁费等。这就使得运营商的投入产出得到可靠的回报。
而在客户使用上,窄带专网设备移动性受限,实际应用不方便;工业级wifi稳定些和安全性较差,无法满足实际行业需求;LTE专网终端模组成本非常高,应用难以铺开。而部分无线专网使用非3GPP标准,限制多,技术更新慢,跟不上行业应用的演进。
5G专网可以根据部署范围进行区域设计,使用特定频段,网络需求个性化,部署灵活,特别适合对时延要求苛刻、可靠性要求高、上行速率要求高、数据安全和隔离要求严格的场景。如医疗、能源、制造业等等。
3、5G+消息分发
即5G消息。5G是短信业务的升级,是面向用户提供增强的消息服务,能够为用户提供文本、图片、音频、视频、位置、联系人(vCard)等媒体内容的发送和接收。
5G消息具备安全可靠、陌生人聊天、功能齐全等能力,能够实现消息业务能力升级,提升用户体验,是有机会重新唤醒短信业务,与当前OTT类聊天应用软件一较高下的。