5G移动与物联网的发展

物联网典型业务需求
典型应用
应用描述
安装传感器，对温度、湿度等指标进
环境监测 行监控
传统 蜂窝 应用
视频监控
在不易安装线缆的区域，通过无线方 式实现监控
移动支付 通过无线方式支付
远程遥控 通过无线方式实现远程操作
移动急救车 智能医疗 健康检测设备，比如心脏、血压检测
覆盖 连接密度
森林、平原、 低
山区、水域，
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交互类业务趋势及挑战
增强现实
交互类挑战业务
在线游戏
云桌面
虚拟现实
• Juniper：2018年将拥有2亿增强现实用户，2020年超过1亿部汽车具备增强现实功能
主要挑战
快速响应
大量数据交互
达到用户对时延基本无感知
增强现实、在线游戏等需要
的使用体验（5-10ms）
进行实时高清视频交互，对
上下行用户传输速率提出挑
视频监控
•传输速率
移动金融
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•更多层次的 安全机制
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物联网业务特征分析
• 连接数极大
– 2020年，总连接数将达到500亿 [1]
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未来移动通信主要业务
5G主要来自百度文库务
移动互联网
物联网
流类
会话类 交互类 传输类 消息类 采集类 控制类
音频播放
语音类
浏览类
邮件类
SMS类
低速采集 时延敏感
视频播放
视频通话 虚拟现实
位置类 交易类
下载类 上传类
MMS类 OTT消息
高速采集
时延非敏 感
搜索类
游戏类 增强现实
基于3GPP业务分类，将背景类扩 展成为传输类和消息类，并增加 物联网业务（含采集类和控制类）
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未来移动通信市场趋势预测
预测 目标
• 预测2010-2030年中国和全球用户/终端及业务增长情况 • 预测的终端渗透率和业务占比等为后续能力测算提供支撑 • 为5G频谱需求预测提供数据支撑
市场预测方法
获取历史数据
选择预测算法
预测增长趋势
运营商调研
幂函数拟合
移动终端数
联合国报告
多项式拟合
移动数据流量
地域广
偏僻的厂房、 低
楼道角落等
无特殊要求
低
无特殊要求
低
无特殊要求
低
吞吐率
小
高 小 小 高 低
各种家电、传感器通过蓝牙/Zigbee等 家庭网关通
低
小
智能家居 方式连接到家庭网关中，家庭网关直 常放置在室
接接入到移动蜂窝网
内墙角
可 渗透
智能电网
对使用电量进行实时统计，以便控制 生产电量
无特殊要求
低
低
• Machina 预测[1]，到2022年，中国将成为最大的M2M市场，其中20%的连接数和17% 的收入来自中国。
全球物联网 连接预测[2]
[1] Machina Research. “The Global M2M Market in 2013.” Jan. 2013.
5G[2推] AL进U, E组ricsson, Huawei, etc. A Choice of Future m2m Access Technologies for Mobile Network Operators, Mar. 2014. COPY5RGIGHPTr©o2m01o4tIMioTn-20G20r(5oGu) pPROMOTION GROUP. ALL RIGHTS RESERVED.
insights. Market in
2013.”
Jan.
2013.
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物联网产业收入增长预测[2]
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物联网市场分析
• 据Machina Research预测[1]，到2020年，全球M2M总连接数将达到150亿。其中， ① 可通过蜂窝网连接：20亿 ② 蜂窝网可渗透的本来通过LAN/PAN接入的M2M连接：55亿 ③ [2] 预测，如果蜂窝网能够提供更加低廉可靠的连接，则可开发57亿新的市场空间： 57亿 ④ 通过LAN/PAN连接（不适合蜂窝网接入）：74亿
5G移动与物联网的发展
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全球5G研发节奏不断加快，标准化已经开始
国际 组织
行业、国 家组织
5GPPP/ METIS
WWRF
NGMN IEEE？
韩国5G forum
5G愿景,指标需求 和标准征集
中国IMT2020推进
组
5G需求和技术 研究，产业共识
日本20B Adhoc
企业/研
究机构 爱立信
诺西
DCM
三星
华为
CATR
中国移动
企业白皮书/ 技术研究
• ITU-R：15年6月将发布愿景建议书，是定义5G愿景和关键能力的官方文件，是5G研究的基础性文档 • 3GPP：SA1于2015.02立项研究5G业务需求，RAN与SA1于2015.09召开研讨会，16年3月开始标准化 • NGMN：15年3月完成并发布5G白皮书，阐明运营商的5G需求；后续将细化需求与网络架构
• IMT-2020(5G)推进组：已发布5G需求白皮书和概念白皮书，计划15年5月底发布技术白皮书
5G推进组
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ITU 5G时间表
5G推进组
✓ 到2020年，全球移动终端（不含物联网设备）数量将超过100亿，其中中国超过20亿。 ✓ 全球物联网设备连接数也将快速增长，到2020年将接近70亿，中国接近15亿。
✓ 到2030年，全球物联网设备连接数将接近1千亿，中国超过200亿。
移动终端连接数（亿部）
物联网连接数（亿个）
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时延
➢ 8K(3D)无压缩视频传 输速率达96Gbps
➢ 极高的流量密度
➢ 时延要求50100ms
➢ 经过百倍压缩后，其
传输速率也需要
5G推进组
960Mbps
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战
5G推进组
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传输类和消息类业务趋势及挑战
传输类
消息类
云存储将成为主流应用之一
• IDC：2020年全球30%数字信 息将存储在云端；
• Markets and Markets：2018 年云存储市场将达到468亿美元；
(2) 5G关键能力指标
5G业务分类和挑战 4G能力范围界定 5G典型场景筛选 关键能力指标测算
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移动互联网和物联网是5G发展的主要驱动力
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北京热点区域（如西单）的增长率可达1000倍，十年千倍。
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移动用户数和物联网连接数增长趋势
• 未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模。
很低 很低
低
一般
需降低
物联网业务总结
• 物联网业务存在三个主要特征：
– 连接数极大，约15%通过非蜂窝网连接 – 流量占比极少 – 单设备ARPU值极小
主要挑战
高速数据传输
高流量密度
达到媲美光纤的速率体 验（~1Gbps）
密集场景中所产生的流 量极大，对网络容量提 出极高要求
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OTT消息将成为主流应用之一
小 小 无大挑战
时延
<100ms
<100ms 一般
<100ms <100ms <100ms <100ms
<5ms 一般 <100ms
<5ms
需降低
可靠性
高
高 高 高 极高 极高 高
高 高 高
极高
需提升
功耗
很低
一般 较低 较低 一般 很低 一般
一般 很低
低
一般
需降低
成本
很低
一般 较低 较低 一般 很低 一般
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移动数据流量增长趋势
• 面向2020年及未来，移动数据流量将出现爆炸式增长。
✓ 2010年到2020年全球增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍； ✓ 中国增速高于全球，2010年到2020年将增长300倍以上，2010年到2030年将
增长超4万倍。 ✓ 发达城市及热点地区增速更快，2010年到2020年上海的增长率可达600倍；
技术趋势 频谱情况
5G总体定位和社会角色
(3) 5G工作布局建议
5G目标和能力
我国5G工作布局建议
技术、频谱、标准、产业链需求、 时间计划、与其他接入系统关系
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5G推进组
虚拟现实
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流类和会话类业务趋势及挑战
流类与会话类业务将不断向超高清、3D、身临其境显示方向发展 3D
身 临 其 境
用户体验速率
业务特性及挑战 流量密度
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5G需求研究整体思路
(1) 5G需求总体趋势
面向2020及未来的发展驱动力
市场 趋势
用户 业务与 运营 需求 应用 需求
技术组/频谱 组输入
• RADICATI GROUP预测，到 2017年即时通信市场用户数量将 达44亿
主要挑战
信令开销
大量数据包频发消耗信令 资源
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智能家居 智能交通
物联网业务与用户需求
智能农业 智能电网
环境监测 工业控制
•海量设备连接 •大量小数据包频发 •覆盖 •低成本 •电池寿命
•毫秒级的时延 •接近100%的可靠性
– 相当比例通过非蜂窝网连接
• 2017年，直接接入蜂窝网的设备 仅占15% [2]
• 流量占比极少
– 大多业务传输信息量极少，视频类物联 网业务占比很少
– Machina预测，2022年，M2M业务流 量仅占蜂窝网总流量的 1% [3]
M2M不同连接方式和业务比例的预测[2]
• 单设备ARPU值极低
ITU报告
S曲线
用户月均流量
统计年鉴 咨询报告
Gompertz曲线
物联网连接数 终端流量占比
发展规划
业务流量占比
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结果比对
ITU 爱立信 诺西 Machina
应用 物流监控 通过无线方式对货物行踪进行监控 无特殊要求
较高
小
可穿戴 设备
通过蓝牙等方式连接到手机上，再通 过手机接入到蜂窝中，少数设备需要 直接接入蜂窝网
和手机一致
低
未来 新增 应用
智能交通 车与车、车与路边设施进行通信
其他 新应用？
近距离通信 在拥堵区域 较高
总结
5G推进组
需增强
无大挑战
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– 对每个连接设备而言，运营商可获得的 收费非常低
– 2022年，M2M网络连接的收入约占 M2M市场总额的20% [2]
[1] Ericsson white paper: more than 50 billion connected devices. Feb. 2011.
5G[[32推]] EMr进iaccshsoi组nnarReepsoerat.rcMh2. “MThaendGlIoobTaMl Mar2kMet