盡管5G的變革性質(zhì)使其成為一種潛在的顛覆性技術(shù)，但從其推出的早期階段就可以清楚地看出，從今天的4G/LTE基礎(chǔ)設(shè)施遷移將是漸進(jìn)式的，而不是革命性的。5G的承諾是實(shí)實(shí)在在的，但5G生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)行業(yè)參與者要實(shí)現(xiàn)這一承諾還有大量工作要做，分析人士預(yù)測，到2025年，5G的采用率將達(dá)到4G的一半左右。

5G推出可以被認(rèn)為是在其第一階段，全球運(yùn)營商開始推出基于第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）15版，5G基礎(chǔ)級(jí)的規(guī)范的服務(wù)。盡管這些服務(wù)將為運(yùn)營商帶來增量收入，但只有在部署了第16版中規(guī)定的、第17版中正在開發(fā)的功能時(shí)，5G在垂直領(lǐng)域的實(shí)際價(jià)值才能得到釋放。

到目前為止，5G的加速發(fā)展在很大程度上是通過強(qiáng)大的5G生態(tài)系統(tǒng)的努力實(shí)現(xiàn)的，特別是在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，關(guān)鍵行業(yè)參與者都參與其中，確保了實(shí)用和一致的功能優(yōu)先順序。隨著政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界對新技術(shù)的開發(fā)、驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)，未來的5G路線圖將更加重視這一生態(tài)系統(tǒng)。

作為這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵參與者，u-blox研究了影響5G推廣的一些經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管和技術(shù)因素，這些因素告訴我們以及其他主要生態(tài)系統(tǒng)參與者，這種進(jìn)化的新網(wǎng)絡(luò)將補(bǔ)充而不是破壞現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

國際電聯(lián)定義的三個(gè)廣泛的用例涵蓋了需求高度多樣化的現(xiàn)有和新興應(yīng)用。事實(shí)上，沒有一種5G技術(shù)能夠滿足所有這些要求，在決定如何使用5G進(jìn)入市場時(shí)，運(yùn)營商必須解決以下因素。

商業(yè)案例的優(yōu)勢

由于大多數(shù)運(yùn)營商仍致力于持續(xù)的4G/LTE投資策略，而且許多運(yùn)營商的收入正在趨于平緩甚至下降，因此5G商業(yè)案例需要一種有針對性的方法。人們對5G技術(shù)的信心很高，但目前尚不清楚如何以及何時(shí)將一些更具革命性的使用案例轉(zhuǎn)化為創(chuàng)收產(chǎn)品和服務(wù)。因此，大多數(shù)運(yùn)營商將重點(diǎn)放在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）上，這兩種技術(shù)都可以很容易地利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。

雖然重點(diǎn)可能是物聯(lián)網(wǎng)和電子寬帶，但有針對性地部署毫米波基礎(chǔ)設(shè)施也能夠解決高利潤的細(xì)分市場，例如使用固定無線接入（FWA）在城市地區(qū)提供高速寬帶。

標(biāo)準(zhǔn)制定

標(biāo)準(zhǔn)的可用性和穩(wěn)定性是任何新技術(shù)推出的關(guān)鍵，使硬件制造商、芯片制造商等能夠構(gòu)建和設(shè)計(jì)全球可互操作和兼容的組件。ITU將5G NR要求指定為IMT2020目標(biāo)，3GPP是領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織，在第15版中開發(fā)了最初的5G標(biāo)準(zhǔn)。非獨(dú)立5G新無線電規(guī)范（NSA 5G NR）于2017年12月獲得批準(zhǔn)，獨(dú)立（SA）版本于2018年6月獲得批準(zhǔn)。第15版可以被認(rèn)為是5G NR的基礎(chǔ)，它已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的無線電技術(shù)的規(guī)范，為2018年底的初始服務(wù)鋪平了道路。

5G第2階段和下一階段的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)

隨著全球運(yùn)營商為推出基于Release15規(guī)范的服務(wù)而努力克服上述挑戰(zhàn)，5G生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)開始關(guān)注未來。我們現(xiàn)在展望下一步的發(fā)展，隨著5G的不斷推出，這一點(diǎn)可以預(yù)期。

Release 15被認(rèn)為是5G NR第1階段，Release 16是第2階段，Release 16于2020年7月完成，Release 17的開發(fā)工作將于2021年末完成，目前正在進(jìn)行中。

第15版?zhèn)戎赜谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的定義，而第16版和第17版則專注于添加所需的功能，以支持蜂窩行業(yè)以外的各種垂直行業(yè)所需的用例。

盡管第16版和第17版中正在開發(fā)或考慮的功能與許多垂直領(lǐng)域相關(guān)，但3GPP工作的重點(diǎn)是至少三個(gè)新興應(yīng)用對5G能力有潛在需求的特定行業(yè)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）、汽車行業(yè)和衛(wèi)星行業(yè)。

工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)指數(shù)級(jí)增長的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)因素以及當(dāng)前對實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0愿景的關(guān)注，IIoT技術(shù)在第16版和第17版下作為重要的工作主體也就不足為奇了。

IIoT在第16版和第17版中開發(fā)的特定功能包括：

超可靠低延遲通信（URLLC）：Rel-16工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工作項(xiàng)預(yù)計(jì)將提供IIoT應(yīng)用所需的“六個(gè)9”級(jí)別的可靠性，例如智能工廠裝配和控制操作。

時(shí)間敏感通信（TSC）：Rel-16引入了基于與IEEE時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）集成的TSC支持，TSN是目前工廠自動(dòng)化的主要協(xié)議。Rel-17將開發(fā)本地TSC支持，即獨(dú)立于IEEE TSN，支持廣泛的用例，包括物流、航運(yùn)港口、程序制定和特殊事件。

支持非公用網(wǎng)絡(luò)和中性主機(jī)：3GPP Rel-16既支持獨(dú)立的NPN，也支持公網(wǎng)集成的NPN，兩者都有身份驗(yàn)證方法。Rel-17通過使用第三方服務(wù)提供商（包括公共網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商）的憑據(jù)訪問獨(dú)立的專用網(wǎng)絡(luò)，引入了對中性主機(jī)的支持。Rel-17還將為接入專用網(wǎng)絡(luò)的用戶接入提供支持。

NR-unlicensed：與上述相關(guān)，Rel-16引入了對NR在未授權(quán)頻譜中運(yùn)行的支持，為服務(wù)提供商和專用網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)增加容量的重要工具。Rel-16最初關(guān)注的NR-U是在5ghz和6ghz頻段上的eMBB服務(wù)。Rel-17將包括增強(qiáng)功能，允許在未經(jīng)許可的頻譜中使用urlc特性。

NR-Light:Rel-17將引入對“低性能NR設(shè)備”的支持，也稱為“NR-Light”，如監(jiān)控?cái)z像機(jī)、工業(yè)傳感器、可穿戴設(shè)備和消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。NR-Light打算降低5G-NR設(shè)備的成本和復(fù)雜性，同時(shí)仍然支持5G-NR連接。

高精度定位：Rel-16擴(kuò)展了Rel-15的定位支持，引入了利用5G無線電信號(hào)本身定位設(shè)備的能力，提供了幾米的潛在精度。Rel-17下的進(jìn)一步增強(qiáng)可以提供厘米以下的精度水平，這是許多室內(nèi)工業(yè)過程應(yīng)用所要求的。

LPWA技術(shù)——NB-IoT和LTE-M:3GPP于2015年作為第13版的一部分引入，NB-IoT和LTE-M認(rèn)識(shí)到構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)市場主體的基本物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的簡化要求。Rel-16規(guī)定了如何將NB-IoT和LTE-M傳輸直接并入5G-NR部署，鞏固其作為5G標(biāo)準(zhǔn)的未來地位，并確保與現(xiàn)有NB-IoT和LTE-M部署兼容。Rel-17中LPWA將進(jìn)一步發(fā)展包括延遲和功率效率的增強(qiáng)以及峰值傳輸速率的提高。

衛(wèi)星通信的復(fù)蘇

空間接入成本的下降推動(dòng)了小型低地球軌道（LEO）衛(wèi)星數(shù)量的大幅增長，使衛(wèi)星通信在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可用于遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。在Rel-17中，3GPP將開始5G NR增強(qiáng)工作，以支持非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN），并研究基于衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)利用NB-IoT和eMTC連接的可行性。

5G生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)作用

5G推廣的一個(gè)關(guān)鍵因素是行業(yè)、政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)界之間的密切合作。許多此類合作伙伴正在全球范圍內(nèi)進(jìn)行一系列試驗(yàn)和試驗(yàn)，以證明、驗(yàn)證和評(píng)估5G在各個(gè)垂直領(lǐng)域的潛力，從而確定未來5G路線圖。在歐洲內(nèi)部，5G基礎(chǔ)設(shè)施公私伙伴關(guān)系（5G PPP）是一項(xiàng)關(guān)鍵舉措，由歐盟委員會(huì)設(shè)立，旨在資助和協(xié)調(diào)相關(guān)項(xiàng)目，以建立歐洲在5G領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，重點(diǎn)關(guān)注提高工業(yè)效率和生產(chǎn)率。
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