5G基础梳理及应用前景分析 研究报告 亿欧智库 www.iyiou.com/intelligence Copyrights reserved to EO Intelligence, Sep. 2018 前言 随着4G网络的成熟发展，5G网络已悄悄地来到了我们身边。5G是第五代移动通信网络技术(The 5th Generation of Mobile Network Communication Technology)，是4G之后的延伸。为了解决移动通信系统彼此不兼容的问题，更好地增加用户体验， 5G将会使用一个融合的全球统一的标准。截止目前（2018年9月），5G标准的制定工作还未全部完成。 行业内有个重要的说法，4G改变的是生活，5G改变的将是社会，由此包括中国在内的各个国家都在大力发展5G网络技术。相 比于前四代（1G、2G、3G、4G）移动通信网络技术，5G不只包括移动通信，也涉及了更多的物联网应用场景。亿欧智库是 一家关注新科技、新理念、新政策如何服务于实体经济的专业咨询机构，而5G作为新技术正是亿欧智库关注的重点。此份报告 以外部整体视角来观察5G的具体变化，利用商业分析性思维梳理总结了5G的基础知识，同时根据ITU定义的5G三大使用情景 探讨了5G的未来发展前景。 该报告总共分成三大部分，第一部分讲述了移动通信的历史及发展现状，包括移动通信传输过程、前四代移动通信特征对比和 移动通信技术的演进路线以及5G的重要发展节点；第二部分讲述了5G网络的变化、产业链构成及相关企业布局，变化包括5G 网络架构、使用模块或设备的的改变；第三部分通过5G的三大使用情景讲述了5G的未来应用潜力，三大使用情景分别为增强 移动带宽（eMBB）、低时延高可靠通信（uRLLC）和大规模机器通信（mMTC）。 2 Part1. 移动通信技术的发展及概念解析 移动通信传输过程 移动通信发展史及技术演进路线 目录 CO N T E N T S 5G发展的重要节点 Part2. 5G的产业变化及相关企业布局 三大运营商第一批5G试点城市 5G网络的变化 5G产业链构成及相关企业布局 Part3. 5G的三大使用情景及未来发展 ITU定义的5G三大使用情景 5G的具体应用场景 Part4. 附录 Par t1. 移动通信技术的发展及概念解析 4 移动通信网络的传输过程是将手机信号传输到基站(长距离传输 会到核心网)，再将信号从基站传输到手机的过程 移动通信网络的传输过程就是信号的调制（将低频信号变成可发送的高频信号）和解调（将高频信号变成可接受的低频信号）过程， 声音、图像等信号经过基带芯片以及射频模块处理后，通过手机天线发射到基站天线上，基站（本文特指信号塔）将信号处理（射频 信号转换成光信号后进行调制解调）后，传输到机房或核心网上，而后经过其他的机房或核心网、到另一个基站、最后信号到另一个 手机终端。若通信距离较短，则只通过基站间通信（基站和基站传输），后到手机终端。 亿欧智库：移动通信网络信号传输过程 核心网1 信号经过机房层层传 输，到达核心网 机房1 通过基站天线来接收射频信号，而 后通过光模块将射频信号进行光信 号的转换,最后通过光纤传输给机房 内设备 省市间等长距离信号 传输（光纤传输） 核心网2 核心网经过信号处理通过 光纤传输至机房设备 光纤传输 基站1 短距离信号传输可直接通过基站间，而后到手机终端 将载波信号（射频信号）通 过终端天线传输到基站天线 声音、图像、 文字等信号 移动通信发展史 信号调制：低频信号与高 频信号混频（射频模块） 低频信号（基 带信号) 技术演进路线 基站2 手机终端2 EO Intelligence 移动通信传输过程 通过机房设备进行信号处理后，将射 频信号转换成光信号传输到基站 光纤传输 将信号经过基站天线传输到 手机终端天线 手机终端1 信号转换，基 带芯片处理 机房2 机房根据实际情况，可能会控制一个基站或者多个基站 5G发展重要节点 载波信号（调 制后的信号) 信号解调：低频信号与高 频信号分开（射频模块） 载波信号（未 解调的信号） 低频信号（已 解调的信号) 信号转换，基 带芯片处理 声音、图像、 文字等信号 5 伴随着移动通信技术的发展，频段使用越来越高、传输速率 越来越快、用户容量越来越大、通话质量越来越好 移动通信技术的起源可追溯至100多年前，1897年，意大利人马可尼首次完成了英吉利海峡内行驶船只的无线电通信实验，标志着移 动通信技术的诞生。而现代意义上的移动通信技术起源于20世纪80年代的美国，移动通信技术几乎每十年进行一次更新换代。 亿欧智库：移动通信发展历史（前四代） 第一代移动通信（1G） 第二代移动通信（2G） 第三代移动通信（3G） 第四代移动通信（4G） 起始时间 1980s 1990s 21世纪初 2010s 世界商用时间 1978年，美国贝尔实验室第一 次开发出高级移动电话系统 (AMPS) 1989年，欧洲以GSM(全球移 动通信系统)为标准进入商业化 应用 2001年10月，日本的NTT DoCoMo运营商第一个在世界 上开通了WCDMA服务 2010年世界移动通信大会将下 一代演进技术(LTE)作为业界关 注焦点 中国商用时间 1987年，开始部署1G网络 1993年，嘉兴GSM网正式成 为我国第一个数字移动通信网 2009年正式给三大运营商颁发 3G牌照，我国进入了3G时代 2013年12月，工信部正式为 三大运营商颁发4G牌照，我国 进入4G时代 TD-LTE(时分双工)、FDDLTE(频分双工) 标准网络协议 AMPS GSM、CDMA(码分多址) 电信CDMA2000(美国主导)、 联通WCDMA(欧洲主导)、移 动TD-SCDMA（中国主导） 使用频段 300Hz-3400Hz 900MHz-1800MHz 1880MHz-2145MHz 1880MHz-2665MHz 代表性企业 摩托罗拉(大哥大） 诺基亚 苹果、三星等 苹果、三星、华为等 主要特点 模拟信号传输、语音通话 数字信号传输、语音通话、短 信服务、简单的低速数据服务 可同时传声音和数据信息、提 供高质量的多媒体业务 可快速传输数据、音频、视频 和图像 缺点 语音品质低、信号不稳定、抗 干扰性差 数据传输容量有限、通信加密 程度较弱 用户容量有限、传输速率较低、 传输标准不统一 全球使用频段过多，不支持物 联网传输 6 EO Intelligence 移动通信传输过程 移动通信发展史 技术演进路线 5G发展重要节点 考虑到传输速率以及成本等多方面的因素，每一代数字移动通 信技术都经历了过渡阶段，且标准不统一 由于数字通信(2G时代开始)具有抗干扰性以及传输速率高等优势，2G被认为才是现在移动通信的开端。从2G到5G，考虑到传输速率 以及成本等多方面因素，每一代数字移动通信技术都经历了过渡阶段(2.5G、3.5G等)，都是对前一代技术的演进，且标准不统一（如 4G时代分为TD-LTE和FDD-LTE）。 亿欧智库：数字移动通信技术的两条演进路线 2G 标准一 GSM 3G 2.5/2.75G GPRS TDSCDMA EDGE 3.5/3.75G HSDPA 3.9/4/4.5G HSUPA 统称HSPA版本 WCDMA 标准二 CDMA IS-95 CDMA2000 1x EV-DO R0 CDMA20 00 Rev.0 CDMA2000 1x EV-DO Rev.A CDMA2000 Rev.A、B HSDPA R5 CDMA EV-DO Rev.B CDMA2000 1x EV-DV Rev.C、D HSUPA R6 HSPA+ TDLTE LTE-A LTE-A Pro FDDLTE CDMA2000的不同版本 7 EO Intelligence 移动通信传输过程 移动通信发展史 技术演进路线 5G发展重要节点 数字移动通信技术的相关名词解析 GSM (Global System for Mobile Communication,全球 移动通信系统) CDMA IS-95(Code Division Multiple Access Interim Standard 95,暂时性码分多址技术标准) 第一个标准数字移动通信系统，起初 为了实现全欧洲的统一、实现跨国界 的漫游而开发的，而后成为了全球性 的移动通信标准。2015年，全球诸多 GSM网络运营商预计在2017年关闭 该网络。 由高通发起的第一个基于CDMA（码 分多址，即将需要传输的信号用一个 远大于该信号带宽的伪随机码进行调 制后传输）的移动通信标准系统，其 第一个品牌也叫CDMAOne。 CDMA2000(Code-Division Multiple Access 2000，2000 年发布的码分多址技术) WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带 码分多址技术) TD-SCDMA(Time DivisionSynchronous CDMA, 时分同步码分多址技术) HSPA(High-Speed Packet Access，高速分组接入技术) 由高通公司主导，是国际电信联盟ITU 制定的IMT-2000标准认可的一个3G 移动通信标准，是2G时代CDMAOne 标准的扩展，其与3G时代的另一个标 准WCDMA不兼容。 使用的部分协议与GSM一致，同时也 使用了部分高通主导的CDMA技术， 3G时代，WCDMA占据全球80%的无 线市场。2009年，中国联通开始提供 WCDMA服务。 由中国提出的，被ITU批准的三个3G 标准之一，后工信部将TD-SCDMA这 张3G牌照发给了中国移动。随着4G 的到来，中国移动不再继续进行TDSCDMA的新建投资，而转向4G网络 的建设。 分为HSDPA (High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入 技术)和HSUPA (high speed uplink packet access,高速上行链路分组接 入技术)，为了提高WCDMA的上下行 速率而对技术的一种演进，被称为 3.5G，简称H。 HSPA+ (High-Speed Packet Access，增强型高速分组接入 技术) LTE(Long Term Evolution，长 期演进技术) LTE-A(Long Term EvolutionAdvanced，增强型长期演