华为罗兰贝格5G应用立场白皮书20191132页

5G应用立场文件目录015G广泛应用，需要高性能低成本的技术，需要全行业的参与和投资302国际标准化降低成本、加速应用603全球频谱协同，发放全国范围的连续频谱13045G的应用为经济与社会发展带来大量机遇25055G生态系统的健康、高产和相辅相成，有助于可持续创新2806词汇表1摘要101.15G不止于更快的速度，将创造一种新的范式1.2运营商在内的所有利益相关方参与投资，将推动5G增长，实现规模效应，惠及生态系统2.1标准化，有助于降低投资与部署的成本，提高互联与互操作性，便利消费者和企业2.2标准组织和利益相关方在5G领域开展合作3.1实现5G应用，需利用多个频段3.2监管框架应支持5G的部署和应用4.15G不仅关乎商业，还将带来社会经济影响4.25G推动商业模式的创新、创造更多行业价值4.3试点项目孵化新的商业模式，多方共同提供创新服务5.1政府与监管机构应制定5G规划和方案，提供透明的监管政策5.2完善对不同行业的监管，实现机构间的合作5.3利益相关方需互相协调，构筑5G潜在应用、商业模式和生态所需的能力摘要5G是一种新的范式5G可以提供增强移动宽带（eMBB）、高可靠低时延通讯（URLLC）与大规模机器类通讯（mMTC）服务，将为消费者、家庭、企业与社区带来大量机遇。•截至2035年，5G有望创造12万亿美元的收入•截至2035年，80%的电信收入（宽带、硬件与服务）将与5G相关5G有助于推广医疗、教育等基础服务、降低服务成本、促进平等；推广无线应用、提高设备自动化程度，从而减少碳排放并保护资源。最终，经济增长将促进各国的直接和间接就业。电信运营商、设备供应商与行业共同发展5G应用，推进产业转型5G率先应用于：•电信•媒体文娱家庭宽带（如：固定无线接入）与移动服务AR/VR游戏、广告、广播多播服务•制造涉及产品全生命周期的智能工厂与工业联接•交通自动驾驶、车载信息娱乐系统•公共服务远程医疗、远程教育愿景电信媒体文娱制造交通公共服务3GPP标准研发5G赋能的经济与社会国家与地区规划垂直行业举措基础设施监管频谱监管垂直行业监管技术使能环境应用用例试点商业模式12国际标准化降低成本、加速应用首个版本5G国际标准已经发布，支持5G非独立组网、独立组网和初始应用。下一步重点在于，未来几年内强化5G生态，扩大应用潜力，Release16和Release17两版标准将于2020年和2021年发布。•标准机构“第三代合作伙伴计划”（3GPP）引领5G的标准化进程。5G需要运营商、设备供应商和行业企业广泛合作，从而达成共识。频谱分配是关键的监管和技术问题5G需要多个频段来实现广泛的用例。•全球频谱协同，有助于降低供应商、运营商、行业伙伴乃至最终用户实现5G的复杂程度及成本。•发放全国范围的频谱，是各国监管机构首选和主推的模式。•应考虑网络同步，降低干扰。倡导稳定可靠、开放透明的5G生态除了技术的质量和成本，5G的长期成功有赖于良好的营商环境。•明确的国家规划路线图，能为相关方提供充分的指导，鼓励持续投资于基础设施。•5G汽车协会、5G产业自动化联盟、5G应用产业方阵等行业协会，联合相关企业开展合作。•为电信等行业提供监管政策支持，出台激励措施。5G广泛应用需要全行业的参与和投资不仅运营商投资，设备供应商与行业相关方的积极参与也将促进规模效应，惠及整个产业生态。•随着性能不断优化、规模效应显现，5G将逐步推广和应用。•新业务可利用现有的投资：全国范围的频谱已经发放给移动网络运营商，运营商利用网络切片技术，能够为垂直行业提供网络和技术方案。3随着性能不断优化、规模效应显现，5G将逐步推广和应用。实现规模效应是运营商、设备供应商和行业相关方追求的共同目标。运营商建设覆盖全国的5G网络，极大推进了规模实现。同时，通过运营商网络，各行各业能够投资5G应用。015G广泛应用，需要高性能低成本的技术，需要全行业的参与和投资图表1：5G的三大支柱与相关用例示例资料来源：国际电信联盟围绕三大方向，5G将带来大量机遇：•增强移动宽带（eMBB）为移动网络用户与行业用户提供更好的体验，推动B2C、文娱媒体和服务业发展。•高可靠低时延通讯（URLLC）将支持自动驾驶、远程手术、工业自动化等新用例的实现。•大规模机器类通讯（mMTC）按照特定的网络要求，连接制造、设施、物流等行业场景下的大量设备。与此前的技术相比，5G带来技术和商业上的新机遇，将运营商、供应商与行业相关方联合起来。•运营商部署和运营5G网络，发挥重要作用，因此承担必要的资本与运营支出。•供应商开发5G技术、定义和生产5G设备（无线网络、核心网、服务、手机等）。•新机遇促使行业相关方参与其中，涉及产品方面（如：网联汽车）和生产力方面（如：工业互联网）的规模创新。云工作与云娱乐增强现实工业自动化智慧建筑语音1.15G不止于更快的速度，将创造一种新的范式增强移动宽带千兆比特速度3D视频、超高清屏幕智慧家庭/城市大规模机器类通讯关键任务自动驾驶汽车高可靠低时延通讯4网络运营商设备供应商123行业利益相关方新范式23资料来源：罗兰贝格11.2运营商在内的所有利益相关方参与投资，将推动5G增长，实现规模效应，惠及生态系统5G投资规模预计将在2018年至2025年间1达到1万亿美元：•对内发展看，运营商的商业模式受数据的指数型增长（2017年至2024年间2增长6倍）驱动，面临网络管理成本与风险增加的压力。•用户对优质服务与新应用的需求、国际竞争格局的变化和国家基础设施的需求等，成为运营商发展5G的外部推动力。对5G日益增长的需求，也推动了行业相关方的投资。规模投资将触发规模效应。随着5G网络的生产和维护成本下降，对用户而言，网络的相对价值将提高。由网络外部性理论（卡茨与夏皮罗3）或梅特卡夫定律可知：•随着越来越多5G产品遵循统一的技术标准，用户将从负担得起的终端、高质量服务中获益。•技术的广泛使用将提高行业的互操作性与合作潜力，促进新业务的开发；因此，当更多的垂直行业采用5G技术，最终用户将收获更大价值。所有利益相关方的投资和参与将降低5G的部署成本，有助于发挥这项新技术的潜力。这将推动规模经济和5G产业链的价值创造，而规模效应和价值创造又将进一步撬动5G的推广。15G投资，GSMA智库，2019年6月2BuddComm、罗兰贝格分析3《网络外部性、竞争与兼容性》，《美国经济评论》，第75卷，第3期。（1985年6月），第424-440页5602国际标准化降低成本、加速应用图表2：2G到5G标准资料来源：罗兰贝格如同3G、4G，持续标准化如同3G、4G，持续标准化从NB-IoT与增强机器类通讯（eMTC）向大规模机器类通讯（mMTC）转变，随着先进技术引入新用例，标准化不断扩展5G带来了新的用例，标准化开始5G4G3G2G用例价值链标准范围5G标准语音手机移动宽带手机物联网芯片、终端和模组芯片、终端和模组高可靠低时延通讯无线网核心网服务2.1标准化，有助于降低投资与部署的成本，提高互联与互操作性，便利消费者和企业5G标准化，涉及微处理器、终端、终端模组、以及网络基础设施：•核心网是网络交换的骨干，负责收集与分发数据包•无线接入网络连接核心网与用户终端•服务与系统，关乎整体架构与业务能力不同类型的网络基础设施，需要供应商对多项硬件与软件进行协同。异厂商的设备具有互操作性，是为了确保网络的良好性能和生产的经济效益。技术的标准化，就为了实现互操作性。由于涉及其它行业相关方，因此，5G标准化比4G的波及范围更广，包括终端接口的标准化。基于通用标准进行硬件的整体设计、同时具备灵活的网络能力，对于5G成功是至关重要的。如果模组和用户终端采用标准化的接口和规范，那么全行业都将受益于规模经济，加速5G应用。7图表3：5G标准时间表资料来源：3GPP网站、2018年10月23日至24日3GPP研讨会、罗兰贝格TSG#3GPPR153GPPR16Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q2Q3Q4Q1Q275767778798081828384858687883GPPR142.2标准组织和利益相关方在5G领域开展合作标准机构“第三代合作伙伴计划”（3GPP）由地区性标准组织于1988年建立，以技术报告与技术规范定义3GPP技术：•组织性质：聚焦技术，决策方式“非政治性”，由标准开发组织（SDO）相互合作，以共识来形成决策•架构程序：按无线接入网络、服务与系统、核心网与终端设置技术规范组（TSG），通过任务和事项组织活动；制定清晰的议程、截止日期与规则5G将被纳入3GPP多个版本的标准。2017年发布了Release15版本，2020年将发布Release16版本，2021年则是Release17版本，包含行业应用的技术规范。Release15是首个版本5G标准，包括独立组网（5G无线网络与5G核心网）与非独立组网（帮助移动网络运营商从LTE向5G系统转变的架构）。独立组网方案于2018年6月冻结，而非独立组网标准于2017年12月冻结。2017201820192020Rel.14扩展Rel.15第一阶段Rel.15第二阶段Rel.15第三阶段Rel.15ASN15G非独立组网5G独立组网Rel.16第一阶段5G车联网V2X5G工业物联网5G高可靠低时延通讯增强Rel.16ASN.1技术增强8Rel.16第二阶段Rel.16第三阶段3GPP三阶段方法论•第一阶段：从用户角度提出业务需求•第二阶段：提出满足业务要求的架构•第三阶段：具体落实技术能力和协议Release16标准预计将于2020年中发布，包含：5G技术规范的增强、行业相关技术规范。Release16标准涉及两大重要的垂直行业：汽车与工业自动化。•汽车：Release16包括基于低时延的车联网技术特性，服务于编队行驶等用例•工业自动化：Release16通过定义时间敏感网络和高可靠性，支持工厂自动化。3GPP旨在用5GNR来补充工厂中的有线以太网。完善高可靠低时延通讯的技术规范，将是Release16标准取得的重要进展。Release16还将为交通（如：轨道交通的未来移动通信系统）和媒体（如：5G增强移动宽带媒体分配）等其它垂直行业提供支持，并带来多个行业受益的通用改进技术，例如定位、MIMO与能耗优化等。对于5G的整体改进，Release16将进一步规范5G系统，包括：无线有线集成、网络自动化、接入流量切换与分流管理、增强基于服务的架构等。此后，Release17将增强Release15和Release16标准中定义的功能，并增加新特性，服务于更多的行业及业务。相关工作范围将于2019年末确定，这些工作可能包括：•跨域技术特性：MIMO增强、覆盖增强、数据传输优化等•行业相关技术特性：物流、电子医疗、互联工厂等91003全球频谱协同，发放全国范围的连续频谱113.1实现5G应用，需利用多个频段各国监管机构进行频谱协同，从而实现规模效应、跨境协作与最终用户漫游，有助于5G的发展和应用。为了满足范围广泛的5G用例，需利用多个频段的频谱：•满足“覆盖”需求的频段，即低于2GHz（如700MHz）的频谱，满足广域和深度室内覆盖。当低频段与3300-3800MHz共同使用时，打破了上下行绑定于同一频段的传统限制，运营商将受益于频谱组合，最大化频谱资源利用率、大幅提升网络覆盖。•满足“覆盖与容量”需求的频段，即2–6GHz之间的频谱（如C波段），能够在网络容量和覆盖范围之间取得最佳平衡。•满足“超大容量”需求的频段，即6GHz以上频谱（如24.25-29.5和37-43.5GHz），用于满足大容量、高速率的业务需求（如固定无线接入、热点）。政府监管机构应考虑规划和发放上述频段的连续频谱（覆盖与容量频段，建议实现每张网络拥有80-100MHz，超大容量频段则需要800MHz连续），反之，碎片化将影响频谱的利用效率、推升建网成本。未来5到10年，发展5G仍需要更多的中频频段，满足覆盖与容量需求。5925-7125MHz能较好地平衡覆盖范围和网络容量，是理想的备选频段