无线电新技术应用

2020.01.01无线电新技术应用2移动互联向移动物联拓展工业互联网智慧城市大规模机器通信电力抄表车联网高可靠低时延通信移动物联网3D视频增强现实增强型移动宽带移动互联网大数据和各种应用除了要求人人的通信，还要求人和物、物和物的通信，即要提升移动互联网的用户体验，还要满足移动物联的应用需求，需要新的技术来实现。35G愿景5G三大应用场景5G八大关键能力指标明确未来业务趋势：在大幅提升“以人为中心”的移动互联网业务体验的同时，全面支持“以物为中心”的物联网业务。提出三类应用场景：支持增强移动宽带、海量机器类通信和超高可靠低时延通信三大类应用场景，在5G系统设计时需要充分考虑不同场景和业务的差异化需求。引入新型能力指标：除传统的峰值速率、移动性、时延和频谱效率外，还提出用户体验速率、连接数密度、流量密度和能效四个新增关键能力指标，以适应多样化5G场景及业务需求。ITU5G愿景为全球5G标准化工作奠定重要基础5G

4无线频谱是移动通信产业快速发展的基础IMT频段：1885-2025

MHz2110-2200

MHzIMT频段：806-960

MHz1710-1880

MHz2500-2690

MHzIMT频段：450-470

MHz698-862

MHz2300-2400

MHz3400-3600MHz19921997200020032007201519952012WRCIMT频段：470-698

MHz1427-1518

MHz3300-3400

MHz3600-3700MHz4800-4990MHz20191G2G3G4GGSM、cdmaOne(IS-95)WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000LTE/LTE-Advanced、802.16m2020：5G1980s1990s2010s2000sAMPS、TACS世界无线电通信大会（WRC）为IMT技术规划新频谱的时间间隔越来越短，频段越走越高，带宽越来越大，数量越来越多5G

IMT频段：24.25-27.5GHz31.8-33.4GHz37-43.5GHz45.5-50.2GHz50.4-52.6GHz66-76GHz81-86GHz55G频谱满足愿景需求03GHz6GHz86GHz低频段中频段高频段中、低频段为5G基础频段高频段为5G提速频段广域和深度覆盖低频段大规模机器通信可靠连接中、低频段高可靠低时延通信极高传输速率无处不在用户体验高、中、低频段增强型移动宽带5G

65G

全球高度重视5G发展来源：易观梅森分析，2019全球“5G准备情况”最新格局第一梯队：中美得分并列第一，韩日紧随其后第二梯队：部分欧洲国家、中国香港、澳大利亚第三梯队：法国、加拿大等截止2019年2月，全球有83个国家/地区的201家运营商积极投资5G，开展了论证、测试和试验、取得5G技术试验许可、在网络上部署5G新无线电（NR）技术以及宣布启动全面服务等活动来源：GSA75G

5G发展概况及频率管理欧盟韩国日本美国发布5G高频频谱，布局5G试验与研究计划启动5GPPP等项目，发布5G行动计划和频率规划发布5G中高频频谱，2019年初商用2017年启动5G试验，发布5G中高频频谱2017年3月发布“下一代移动技术：英国5G战略”，2020年商用英国2017年10月发布”5G-使能未来经济“，成立5G工作组澳大利亚2017年7月发布5G战略，2020年商用，2025年实现5G全连接德国中国将5G纳入国家信息化战略，发布频谱规划，推进5G试验第一梯队第二梯队政府：构建5G发展有利环境积极推动科研专项规划、频谱规划、国际合作、跨产业合作马凯副总理2015年9月28日出席中欧5G联合声明签字仪式，并宣布中国力争2020年实现5G商用2016年，工信部成立5G推进领导小组，制定《5G推进工作行动方案》2015年9月起，开始5G系统技术研发试验，目前已进入第三阶段。IMT-2020(5G)推进组：打造5G实施平台科研专项：发挥科研规划及项目资金牵引作用企业：发挥创新主体作用85G

部分国家（地区）5G中频段频谱情况来源：易观梅森分析，20192019年4月，美国国防部发布《5G生态系统：对美国国防部的风险与机遇》报告，强调5G中频段在5G先期发展上有至关重要的作用，并指出中国在5G中频段上已经取得了先机，建议美国调整频谱策略。频谱问题是5G竞争的核心95G

来源：易观梅森分析，2019频谱问题是5G竞争的核心目前毫米波主要聚焦：24.25-27.5GHz频段（26GHz）WRC-191.13议题焦点频段欧洲、日韩、美国已规划/分配全部或部分用于5G27.5-29.5GHz频段（28GHz）非议题频段美、日、韩已规划/分配其中的一部分用于5G37-52.6GHz频段（40/50GHz）议题热点频段，美国已规划其下段用于5G欧洲也初步明确了上段用于5G105G发展概况及频率管理

我国5G频率管理5G

2018年12月，批复三家运营商2.6GHz、3.5GHz频段5G试验许可规模试验许可

2017年11月，我国在国际上率先规划3300-3600MHz和4800-5000MHz频段作为5G系统的工作频段，其中，3300-3400MHz频段原则上限室内使用。频率规划

2017年，已批准4900MHz及部分毫米波频段开展技术试验。2018年2月-3月，批准2100MHz和3500MHz部分频段进行5G技术试验。批复试验频率11使用情况3400-3600MHz频段：主要用于卫星固定业务和地面固定无线接入系统；截止2017年6月，我国向国际电联申报含扩展C频段（3400-3700MHz）的卫星网络资料47份，批准在我国境内使用3400-3700MHz频段开展业务的空间电台共11座，使用3400-3600MHz频段为中星6B和中星10号，根据全国无线电台数据库登记情况，我国目前在用扩展C频段地球站共144座，根据2016年全国频率评估结论，3400-3600MHz频段卫星通信网已逐步停止使用，仅有个别通信网仍在使用；关于地面固定无线接入系统，中电华通和三大运营商在部分省会或地市部署用于有线通信网的延伸和补充，频率使用期限最长至2016年12月。目前，全国共部署了190个台站，正逐步退出。3400-3600MHz频段5G

12使用情况主要用于大容量微波接力干线网络、无人机系统、射电天文业务等；有效期内微波系统台站仅有10个，用于水利、电力、海洋等；无人机系统主要用于偏远地区；通过《划分规定》修订，将北京、上海、南京、昆明等大城市的保护条款已删除；。4500-4800MHz频段作为规划C的下行频段，目前在我国境内无使用4500-4800MHz频段开展业务的空间电台、卫星通信网和地球站4800-5000MHz频段5G

13物联网

物联网（IOT）在建议书ITU-TY.2060(06/2012)中的定义如下：“物”指物理世界（物理装置）或信息世界（虚拟事物）中的对象，可以被标识并整合入通信网。物存在静态和动态信息。物理装置存在于物理世界中，能够被感测、激励和连接。虚拟事物亦存在于信息世界，能够被存储、处理和访问。通过识别、数据捕获、处理和通信能力，物联网可充分利用“物”为各种应用提供服务，同时确保安全和隐私方面的要求。物联网可视为是全球信息社会的基础设施，以物质互连（物理和虚拟）方式，在现有和新兴互操作信息通信技术的基础上提供先进的业务。为ICT增加一个“任何物”通信的维度14物联网

未来全球物联网设备连接数将达到千亿规模物联网连接数（亿个）全球中国到2020年，全球物联网设备连接数将接近全球人口规模，达到70亿；其中，中国将接近15亿。到2030年，全球物联网设备连接数将接近1千亿，其中，中国超过200亿。物联网终端数量虽多，但流量占比较低。来源：IMT-2020推进组15专属频率共享频率使用频率公网专网SRD、WLAN等按照公网频率管理免执照管理采用干扰消除技术（DFS、室内使用、LBT）不得干扰其它设备不受干扰保护按照专网频率管理一般参考3GPP、3GPP2等国际标准化组织规范，并结合本国需求和现状制定频率规划。考虑本国行业实际需求，不同国家地区的频率使用区别较大典型频段800MHz900MHz1.8/1.9/2.1GHz2.6GHz典型频段230MHz150&400MHz800MHz1.4GHz1.8GHz既可使用无线电规则中ISM频段，也可使用其它非ISM频段典型频段13.56MHz433MHz800MHz2.4GHz5.1GHz5.8GHz管理模式物联网频谱规划物联网

16物联网

物联网频谱规划第一轮：2017年12月第二轮：2018年11月微功率短距离无线电发射设备技术要求征求意见公开征求对《关于增强机器类通信（eMTC）系统频率使用有关事宜的通知（征求意见稿）》的意见eMTC系统应在已许可使用LTE技术体制的800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz和2100MHz等公众移动通信频段，以及1447-1467MHz和1785-1805MHz等专用通信频段进行部署。应向作出相应频率使用许可的无线电管理机构提出申请，经批准后方可投入使用。应向国家无线电管理机构申请无线电发射设备型号核准eMTC系统基站的台站设置和干扰协调，应符合移动通信基站设置的有关规定，并向所在地的省、自治区、直辖市无线电管理机构申请取得无线电台执照eMTC系统宏基站每端口发射功率不小于37dBm且总功率不小于43dBm17物联网

物联网市场需求巨大，业务需求种类多高中低档业务速率、功耗和覆盖需求不同物联网行业跨度大：工业、农业、服务业、家居、医疗……典型业务视频监控车联网

机器人智慧医疗可穿戴车辆调度物流跟踪电子广告无线ATM无线抄表环境监测智能家居业务特点速率>1Mbps，流量高功耗不敏感低时延、高可靠100kbps~1Mbps速率有语音要求有移动性要求速率<100kbps,文本为主流量不高功耗较敏感覆盖要求高中档类业务低档类业务：LPWA（低功耗、广覆盖）低时延高可靠18物联网

LTE-V,5G主要面向低时延、高可靠的业务辅助驾驶应用，强调安全多种技术解决物联网丰富的业务需求面向中低需求，存在蜂窝类和非蜂窝类两大类的多种技术蜂窝类技术中eMTC和NB-IoT在应用场景上既有重叠也有区分蜂窝技术：eMTC适配中档类和LPWA类业务深度覆盖、低功耗兼顾移动性和速率蜂窝技术：NB-IoT主要面向LPWA类业务极致深度覆盖

非蜂窝：LORA,SIGFOX主要面向LPWA类业务

中档类业务低档类业务：LPWA（低功耗、广覆盖）低时延高可靠19NB-IoT系统特点物联网

1独立部署23保护带部署带内部署部署模式基本特性263541低速率<62.5Kbps数以万计的链接10万

每小区低成本集成于蜂窝系统易于部署20dB以上链路余量深度覆盖

室内和地下低功耗十年以上电池寿命20eMTC系统特点物联网

一种模式:基于LTE的部署支持FDD,TDD支持跳频eMTC6PRB1.08MHzLTE网络5MHzNB-IoT1PRB共180KHz频率数以万计的链接10万每小区11dB链路余量深度覆盖

室内和地下低功耗五至十年电池寿命低成本中低速率FDD<1MbpsTDD<200Kbps集成于蜂窝系统易于部署21物联网

LoRaLoRa联盟是一个开放，非营利的会员协会。更大的覆盖范围深度室内覆盖覆盖能力比蜂窝网好星型拓扑结构多用途大容量多用户公共网络低功耗运行5-10年

10-20年寿命>10xvs蜂窝M2M22物联网无线技术覆盖范围及带宽物联网

传输距离：短距离一般在百米范围内、长距离在几公里范围;

传输距离vs带宽：一般通信距离越远，采用的带宽越窄。235G/物联网的行业应用—车联网第二阶段2G/3G/4G蜂窝网与路侧单元的有线或无线通信LTE-V

VS.

IEEE802.11p未来技术5G-NR

1990s’2000s’2010s’2020s’2030s’智能交通系统—车联网（安全辅助，预警）收集、监控并公布交通信息第一阶段车载智能通信(信息娱乐，在线导航和远程故障诊断)智能交通系统—自动驾驶（无人驾驶）第三阶段第四阶段V2X辅助驾驶将使减少80％的交通事故，减少交通堵塞和污染，大幅提高交通效率智能交通的四个阶段车联网

24智能交通（ITS）和车联网发展智能交通（ITS）车联网交通管理系统智能道路设施自动驾驶智能网联汽车（ICV）网联自动驾驶汽车（CAV）车安全(2025)：交通事故减少80%能耗(2025)：中国3亿+辆汽车智能化、网联化油耗与排放均降低20%注：中国汽车耗油超8千万吨，排放达10亿吨，能耗效率不到日本一半人路注：全国每年拥堵时间达12亿小时，损失达1700亿￥注：中国交通事故超20万起，死亡人数超6万，超过90%的事故为人为因素效率(2025)：交通效率提升30%中国智能网联汽车目标V2X(车车/车路/车人/车云)Telematics/MBB(信息娱乐，面向人)ADAS高级驾驶辅助系统ETSIBSA定义54个V2X应用，11个关键驾驶辅助功能只能由V2X技术提供摄像头、传感器等无法构建全天候、全路况环境感知能力，无法实现协同交通雨雪、雾等天气，摄像头、传感器性能受限非视距、遮挡物限制摄像头、传感器作用需要车联网才能实现协同交通、智能交通管理V2X在交通安全中存在独特价值，一些功能特