5G产业概述
一、5G概述
5G,即第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术。目前5G技术正在落地中,下载速度预计可达1.25GB/S。与2G、3G、4G不同的是,5G是对现有无线接入技术(包括2G、3G、4G和WiFi)的演进,以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。5G三大应用场景有eMBB、uRLLC、mMTC。
二、5G产业发展历程与宏观环境分析
(一)1G-5G产业发展历程
1980S,1G网络诞生于美国芝加哥。1G网络只能用于语音传输,不仅速度慢,信号也不稳定。1990S,人们进入2G时代,速率快了很多,可以上网发短信。到了2000S,3G开始盛行,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps,支持视频电话等移动多媒体业务。进入2010S,就是现在依然很流行的4G网络,峰值速率可达100Mbps至1Gbps。相对于4G技术,5G将以一种全新的网络构架,提供峰值10Gbps以上的宽带、毫秒级时延和超高密度连接,实现网络性能新的跃升,开启万物互联的新时代。
(二)5G产业宏观环境分析
1、政策支持分析
资料来源:中创产业研究院整理
2、技术推动分析
国内外在5G技术方面均实现了突破,如毫米波、无人车以及无人机的自动驾驶、关键的应用芯片、接入单元等。与国外相比,中国在5G布局上更成熟。
中国方案入选5G标准
2016年11月17日,3GPP(第三代合作伙伴计划,类似于国际通信标准化机构)第87次会议就5G短码方案进行讨论,最终华为方案胜出,中国方案入选5G标准。
5G编码技术
5G三大编码候选技术的背后是真正的三国之战:美国以高通为领队主推LDPC;法国主推Turbo2.0;以及中国的Polar code。其中,Polar Code拿下5G控制信道eMBB场景编码方案,LDPC成为数据信道的上行和下行短码方案。
Polar码技术
Polar码则是编码界新星,中国公司对Polar码的潜力有共识,并投入了大量研发力量对其在5G应用方案进行深入研究、评估和优化,在传输性能上取得突破。华为在Polar码技术研究上投入巨大,中国移动及中国信息通信研究院在Polar码技术的评估、国际标准化方面做了大量工作。
三、5G产业对经济社会发展预计贡献
(一)5G对经济产出的贡献
2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元。在直接产出方面,按照2020年5G正式商用算起,预计当年将带动约4840亿元的直接产出。在间接产出方面,2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿。
5G的直接和间接经济产出(亿元),数据来源:中国通信院
(二)5G对经济增加值的贡献
2030年,预计5G对经济增加值的直接贡献将超过2.9万亿元,对当年GDP增长的贡献率将达到5.8%,这主要来自于用户购买移动互联网信息服务的支出、各垂直行业的网络设备投资和流量消费支出等。2030年,5G间接拉动的GDP将进一步增长到3.6万亿元。
5G的直接和间接经济增加值贡献(万亿元),数据来源:中国通信院
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5G产业发展现状
一、国际5G产业发展现状
(一)主要国家5G专利占比情况
根据Netscribes的统计,2015年后中国凭借华为和中兴的高频研发投入,在5G专利库中的专利占比一举成为全球首位,占比达到32%,主导5G技术与专利。各主要国家5G专利占比情况如下图所示:
数据来源:Netscribes,安信证券,中创产业研究院
(二)全球5G布局
目前,全世界已经有56个国家开始布局5G网络建设,其中有25个国家选择与华为合作,远远领先竞争对手爱立信和诺基亚,华为凭借强大的专利技术和优质的服务占据了全球近一半的市场。
在亚洲地区,除了日本和韩国之外,中东地区基本上都与华为进行合作。东南亚的国家,也在紧锣密鼓的进行招标;而欧洲市场,华为已经与许多国家签订了合作协议。与很多国家的运营商在4g网络建设方面用的就是华为的设备有关。在美洲市场,可以说是爱立信以及诺基亚的天下。毕竟美国,澳大利亚,以及新西兰都已经明确地拒绝了华为。只有加拿大方面,还没有给出明确的答复。
资料来源:中创产业研究院整理
(三)各主要国家5G频谱计划
目前,各主要国家已经完成低频段频谱的分配,正致力于中频段、高频段频谱的规划、建设与拍卖。未来几年,由于5G技术的全面覆盖和应用场景的丰富,高频谱研发以及中频段、高频段频谱分配问题将成为5G产业关注的焦点领域之一。
1.美国
1)频谱分配现状
2)5G频谱计划
高频段
2016年7月,FCC公布将24GHz以上频段用于5G的新规则;2017年11月,FCC又新增了共1700MHz带宽用于促进5G网络部署,包括24GHz频段上的700MHz带宽和47GHz频段上的1GHz带宽;2018年3月,FCC决定于2018年11月14日拍卖28GHz频段,随后进行24GHz频段拍卖。
中频段
FCC正释放3550–3700MHz频段的CBRS(citizens broadband radio service,市民宽带无线服务)为共享移动宽带使用。2017年8月,FCC发布扩展灵活使用3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz和6.425-7.125GHz三大中频段的咨询。2018年2月,FCC表示将在几个月内制定3.7-4.2GHz频段用于商用地面移动网络的措施。
2.日本
1)频谱分配现状
2)5G频谱计划
日本计划在2020年东京奥运会期间商用5G,其5G频谱计划如下:
计划对1.7GHz(1710–1750/1810–1850MHz)、2.3GHz(2300–2330/2370–2400MHz)、2.6GHz(2500–2545/2645–2690MHz)和3.4–3.48GHz频段进行重新分配。2018年3月,发布了1.7GHz和3.4-3.48GHz频段的规则草案。
计划于2019年3月分配3.6-4.2GHz和4.4-4.9GHz频段。
计划于2019年3月分配27.5-29.5GHz的5G毫米波频段,提出该毫米波频段要与美国和韩国保持一致。
3.韩国
1)频谱分配现状
2)5G频谱计划
韩国科学技术信息通信部(MSIT)于2017年初发布国家宽带/频谱计划(K-ICT),提出到2018年至少为5G分配1300MHz带宽的频段,包括3.4-3.7GHz频段和27.5-28.5GHz频段,并计划于2018年6月至10月期间拍卖这两大频段,同时计划于2019年3月开始5G商用。
(四)全球运营商5G建设规划
全球运营商5G建设规划,基本集中在2019年底至2020年,大多数国家都预计在2020年左右实现5G服务的全面使用。中国、美国、日本、英国、韩国等5G相关技术研发的重要国家有望走在最前端,从而能最早实现5G技术的全面覆盖。各运营商建设规划的具体情况如下表所示:
资料来源:各国运营商官网、安信证券,中创产业研究院整理