益萊儲5G白皮書：未來已來，你準備好了嗎？

隨著5G標準和頻譜生態(tài)環(huán)境統(tǒng)一發(fā)展，各個國家也更加明確和加快了5G商用進程：美、日、韓在2017-2018年進行了5G試驗網(wǎng)部署，將在2019年部署符合5G國際統(tǒng)一標準的設(shè)備；歐洲在2018年開展5G技術(shù)試驗；中國在2016年開始5G技術(shù)研發(fā)試驗，預(yù)計在2020年啟動5G商用。中國5G發(fā)展已經(jīng)進入到全球5G商業(yè)應(yīng)用的第一陣營。

要在2020年實現(xiàn)5G的正式商用，這一目標對5G提出巨大挑戰(zhàn)。5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)需要聯(lián)合創(chuàng)新，探索新需求、新技術(shù)、新業(yè)務(wù)、新商業(yè)模式。工信部信息通信發(fā)展司司長聞庫近日稱，5G商用腳步越來越近，探索發(fā)掘、推廣普及5G典型應(yīng)用成為5G成功商用的關(guān)健。他提出三點建議，一是注重跨界融合，二是應(yīng)用帶動發(fā)展，三是加速孵化推廣。

跨界融合，一方面要加強技術(shù)融合創(chuàng)新，推動5G與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等ICT前沿科技的深度融合，不斷提升信息通信領(lǐng)域的智能化水平；另一方面要進一步深化應(yīng)用融合創(chuàng)新，培育5G與工業(yè)、交通、醫(yī)療、環(huán)境等各個領(lǐng)域的融合應(yīng)用，不斷探索新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù)、新模式，助力傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展。

當前面向5G商用，要著力發(fā)掘在技術(shù)和業(yè)務(wù)模式上可復(fù)制、可推廣、可快速投入市場的創(chuàng)新應(yīng)用，推動開放式、平臺型綜合應(yīng)用解決方案的涌現(xiàn)，通過發(fā)揮典型應(yīng)用的輻射和示范效應(yīng)，帶動5G業(yè)務(wù)和應(yīng)用的規(guī)?；?、多樣化的發(fā)展。

1. 5G覆蓋廣泛應(yīng)用

借助5G技術(shù)和應(yīng)用，我們正處于世界上有史以來最重要的科學(xué)和工業(yè)創(chuàng)新的新起點。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的發(fā)展以及萬物互聯(lián)（IoE）的無處不在將使數(shù)十億人、機器和設(shè)備共享大量數(shù)據(jù)、高分辨率圖像和實時高清視頻流。

5G技術(shù)將成為加速許多行業(yè)（包括汽車、交通運輸、制造和醫(yī)療保?。┮约罢麄€社會變化步伐的催化劑。這種模式轉(zhuǎn)變，加上人工智能、機器學(xué)習(xí)、增強和虛擬現(xiàn)實、3D打印、量子計算、生物技術(shù)、納米技術(shù)和基因組學(xué)方面的不斷發(fā)展，將帶來業(yè)務(wù)創(chuàng)新，效率和生產(chǎn)力方面的新科學(xué)發(fā)現(xiàn)和進步。

在所謂的第四次工業(yè)革命中，萬物互聯(lián)將連接設(shè)備、M2M通信、自動化和機器人技術(shù)與無限的處理能力、帶寬和存儲容量相結(jié)合，從而導(dǎo)致顛覆性創(chuàng)新，新的業(yè)務(wù)模式、創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)、制造技術(shù)以及新的交通解決方案。

雖然我們無法知道在5G應(yīng)用完全部署時可能會有什么可能，但我們已經(jīng)看到一些實際應(yīng)用，包括自動駕駛汽車、網(wǎng)聯(lián)無人機、商業(yè)車隊，自動化制造和供應(yīng)鏈管理，遠程手術(shù)和智能家居、建筑物、工廠和城市。

在接下來的幾十年里，我們可能會看到在制造業(yè)、資源管理、節(jié)能、醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)、電信和交通運輸領(lǐng)域所取得的最重要進展 - 所有這些都可能為全球數(shù)十億人提高生活水平和生活質(zhì)量世界。

未來已來。你準備好了嗎？

2. 與5G同行

5G將改變我們?nèi)绾螠贤?、分享信息、生產(chǎn)產(chǎn)品和享受我們的空閑時間，從根本上改變我們的社會。通過實現(xiàn)數(shù)十億人，機器和設(shè)備之間的實時連接，在創(chuàng)新、自動化、效率、生產(chǎn)力和安全等方面取得進展。

為了適應(yīng)通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的預(yù)期爆炸式增長，需要大量增加帶寬。據(jù)GSMA移動智庫發(fā)布的最新數(shù)據(jù)預(yù)測，到2050年，全球物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場收入將達到1.1萬億美元，受工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和萬物互聯(lián)（IoE）市場增長的驅(qū)動，物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量（蜂窩和非蜂窩）將增加三倍，超過250億。

GSMA移動智庫物聯(lián)網(wǎng)首席分析師Sylwia Kechiche表示：“隨著互聯(lián)消費類設(shè)備和工業(yè)機器數(shù)量迅猛增長，物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)將在未來十年內(nèi)演變?yōu)閮r值上萬億美元的市場。但是，物聯(lián)網(wǎng)的收入機會將從簡單的連接設(shè)備轉(zhuǎn)向以定制解決方案滿足特定領(lǐng)域的需求，而且成功的生態(tài)系統(tǒng)參與主體需要根據(jù)這些市場趨勢調(diào)整他們的商業(yè)模式?！?/span>

5G的市場前景魅力在于其引人注目的優(yōu)勢，包括更高的速度、更大的容量、更低的延遲。5G低延遲 - 數(shù)據(jù)請求和傳輸之間的延遲預(yù)計在1毫秒到2毫秒的范圍內(nèi)，而4G網(wǎng)絡(luò)的延遲時間為50毫秒。這種難以察覺的延遲使得其能夠應(yīng)用于許多關(guān)鍵任務(wù)，如自動駕駛車輛、遠程控制商業(yè)運送車輛、自主公共運輸車隊、工業(yè)自動化、遠程機器人手術(shù)以及航空/軍事/國防應(yīng)用等，這些應(yīng)用對于延遲都是都不可接受。此外，5G將支持強大的虛擬和增強現(xiàn)實應(yīng)用程序，以及實時高清視頻共享和云游戲。

對于機器人遠程手術(shù)，外科醫(yī)生操縱一個遠程連接到執(zhí)行實際手術(shù)的機器人控制臺。 5G引入了創(chuàng)建外科醫(yī)生和患者之間距離的能力?；颊呖赡軙谕粭澖ㄖ?nèi)的潔凈室內(nèi)預(yù)防感染，或者在半個世界以外的戰(zhàn)場醫(yī)院中。遠程手術(shù)的潛在優(yōu)勢包括提高精確度，降低侵入性，減少創(chuàng)傷，縮短恢復(fù)時間，并且長期降低醫(yī)療保健成本。

相比之下，5G的速度預(yù)計會讓4G顯得緩慢。在2016年的測試中，AT＆T通過無線連接實現(xiàn)了14 Gbps的速度，延遲小于3 ms。同樣在2016年，Verizon實現(xiàn)了10 Gbps。 在現(xiàn)實世界的美國試驗中，AT＆T實現(xiàn)了1.2Gbps的5G速度，延遲時間低至9毫秒~12毫秒，支持數(shù)百個使用5G網(wǎng)絡(luò)的同時在線用戶。同樣，Verizon已經(jīng)實現(xiàn)了大約1Gbps的延遲，延遲小于10毫秒，計劃將在2018年下半年在3-5個城市推出家庭寬帶服務(wù)。

比賽已開始，預(yù)計美國、中國、韓國、日本等將成為首批推出5G商業(yè)服務(wù)的國家。從2018年底開始到2019年，美國服務(wù)提供商將開始有限推出5G住宅固定無線服務(wù)。具備5G功能的手機將在2019年推出，預(yù)計將有18家全球設(shè)備制造商。初期階段，4G和5G網(wǎng)絡(luò)將同時存在，其中全面過渡到5G，并為創(chuàng)新，經(jīng)濟增長和顛覆性變革帶來機遇。5G網(wǎng)絡(luò)將用于需要高可靠性和低延遲的任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用，而4G網(wǎng)絡(luò)將支持非關(guān)鍵角色，直到5G網(wǎng)絡(luò)全面實施。

3. 物聯(lián)網(wǎng)

麥肯錫估計，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的潛在經(jīng)濟價值總量將達到11.1萬億美元。物聯(lián)網(wǎng)將是所有顛覆性技術(shù)的最大價值源泉，排名在移動互聯(lián)網(wǎng)、自動化、云計算和先進機器人之前。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的影響程度將隨其環(huán)境變化而不同，例如工廠和城市受益最多。最具潛力價值的九個領(lǐng)域是健康、家居、消費、辦公室、工廠、工地、汽車、城市和郊外。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是指與消費者無關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。它包括使用機器學(xué)習(xí)、人工智能、機器人、連接傳感器以及實時數(shù)據(jù)和分析來改進制造過程的智能工廠。

M2M通信將使工廠系統(tǒng)彼此“交談”，共享大量的實時數(shù)據(jù)流，主要依靠自己進行決策并做出調(diào)整。隨后，人們可以對數(shù)據(jù)進行分析，以獲取更多的洞察力，并辨別如何進一步改進操作，提高質(zhì)量，縮短生產(chǎn)時間或降低成本。

在智能工廠中，相機和傳感器將用于實時監(jiān)控和調(diào)整制造。通過降低錯誤率和減少返工可以降低成本。通過提高吞吐量和減少人為干預(yù)，可以提高效率，從而提高一致性和質(zhì)量。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，多個系統(tǒng)、工廠和物流提供商將連接到一個集中式IT系統(tǒng)，為所有制造和供應(yīng)鏈事件提供全面可視性。射頻識別（RFID）標簽可以跟蹤產(chǎn)品移動，提高準確性和質(zhì)量，并向管理人員通報需要調(diào)整或解決的問題。

今天，公司主要將IIoT用于預(yù)測性維護以提高安全性。例如，如果人類不經(jīng)意地穿過預(yù)定的安全區(qū)域，則使用傳感器來停用機器。雖然IIoT今天還處于初級階段，但GSMA移動智庫預(yù)計到2023年將成為增長最大的類別，屆時它將超過消費者物聯(lián)網(wǎng)。

4. 智慧城市

我們的城市中心是否已經(jīng)變得過于龐大，復(fù)雜和快節(jié)奏，無法有效管理人類？未來的智慧城市將使用各種物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備和傳感器，以更好地將資源與需求相匹配，監(jiān)控車隊的可靠性，改善基礎(chǔ)設(shè)施和運營，減少人為干預(yù)，提高安全性、服務(wù)質(zhì)量和效率。這方面的例子包括智能交通管理系統(tǒng)、智能停車場、照明、水和公共交通系統(tǒng)，以及自動化廢物管理系統(tǒng)。通過利用傳感器數(shù)據(jù)以及來自車輛的實時信息，行人和基礎(chǔ)設(shè)施城市管理者將能夠更好地減少擁堵，改善資源并提高能源節(jié)約。

領(lǐng)先的城市已經(jīng)在試驗智能系統(tǒng)。東京正在測試預(yù)計將在2020年東京奧運會期間首次亮相的自動機器人出租車，借此為人們提供更經(jīng)濟安全的出行方式。

Robot Taxi是日本移動互聯(lián)網(wǎng)提供商DeNA與無人駕駛技術(shù)開發(fā)商ZMP的合資企業(yè)。根據(jù)Robot Taxi首席執(zhí)行官Hiroshi Nakajima表示，“當你看有人乘坐出租車時，70％的成本實際上與勞動力成本有關(guān)。如果我們可以用人工智能取代它，我認為我們將能夠提供一個非常有吸引力的價格點。“

另外，日產(chǎn)和DeNa將于2018年合作試駕自動駕駛的出租車服務(wù)，并在2020年實現(xiàn)商業(yè)化。最初，日產(chǎn)Leaf自動駕駛汽車將在日產(chǎn)全球總部和當?shù)刭徫镏行闹車?span>4.5公里長的地理柵欄內(nèi)提供。在發(fā)生異常情況或緊急情況時，安全駕駛員將在方向盤后方。

東京也在羽田機場測試松下自主輪椅，使用傳感器在行人，行李和其他障礙物周圍導(dǎo)航。殘疾人士使用智能手機安排接送和下車，并在完成旅程后，輪椅自動返回到其對接站或繼續(xù)到下一個目的地。參加殘運會的運動員將在2020年奧運會上亮相，可能會運送殘奧會。

自2013年以來，新加坡無人駕駛汽車和公交車一直在進行測試。最近，自主出租車也進行了測試。通過使用各種傳感器跟蹤巴士車隊，新加坡能夠發(fā)現(xiàn)需要更多巴士來減少擁堵和等待時間的問題。由于島上只有30英里，因此它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理想測試平臺。其智能國家計劃旨在推動其在智能城市中處于領(lǐng)導(dǎo)地位。

到2020年，新加坡將通過一個用于監(jiān)測所有車輛的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，優(yōu)化車輛流量，評估道路稅，并告知更好的道路設(shè)計。利用來自建筑物、道路、公共汽車、出租車、私人車輛和基礎(chǔ)設(shè)施的城市周圍的傳感器數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建高度精確的計算機模型以實現(xiàn)虛擬仿真和建模。新加坡人已經(jīng)可以在線訪問交通和停車數(shù)據(jù)，安全攝像頭以及其他公共數(shù)據(jù)。

2017年9月，迪拜開始測試無人駕駛的空中雙座無人機或飛行空中出租車。為了成為世界上第一輛自動駕駛的出租車服務(wù)，18轉(zhuǎn)子Volocopter可以飛行30分鐘，航程17英里。被迪拜政府稱為“自動空中出租車”（AAT），其理想目標是到2030年將有25％的乘客由AAT服務(wù)。盡管是實驗性的，但自主的飛行空中出租車很吸引人?；旧希@是一款高度復(fù)雜的雙座無人駕駛飛機，Volocopter將在十年后立志成為未來城市不可分割的一部分。 2017年，該公司與迪拜交通管理局合作，在五年的時間內(nèi)測試空中出租車，目標是在2020年左右實施商業(yè)試點計劃。

智能交通管理

美國聯(lián)邦航空局估計，超過10％的延誤和擁堵與低效的信號定時有關(guān)，從而導(dǎo)致燃油消耗和車輛排放量增加，燃油和人力成本增加以及生產(chǎn)率和效率降低。因此，實時智能交通管理系統(tǒng)正在用于優(yōu)化全國城市的信號時序和交通流量。

像洛杉磯這樣的城市在接近4600個信號交叉點處使用實時監(jiān)控，以減少12％的行程時間，并將車輛速度提高16％。安阿伯市的一個新的先進的交通管理系統(tǒng)可以測量有多少輛汽車在一個燈光下等候，他們在哪一條車道上行駛，有多少輛汽車預(yù)計到達十字路口。

未來，智能停車系統(tǒng)將被用于實時提醒用戶空間可用性，從而節(jié)省燃氣并減少排放。智能公共交通將為地鐵線路，公共汽車和火車系統(tǒng)提供實時跟蹤和交通預(yù)測。

智能資源管理

智能電網(wǎng)管理將改善城市內(nèi)的運營、維護、規(guī)劃和資源分配。例如，與互聯(lián)網(wǎng)連接的垃圾桶可以通過自動收集車隊收集和清除垃圾時發(fā)出信號，從而改善衛(wèi)生設(shè)施并降低成本。同樣，石油和天然氣交付或公用事業(yè)服務(wù)和維修也可以自動化。智能水溫傳感器可以監(jiān)測和調(diào)節(jié)飲用水的質(zhì)量，而智能照明傳感器可以在沒有行人或交通存在時使路燈昏暗。

隨著城市系統(tǒng)的發(fā)展，車輛、人員和基礎(chǔ)設(shè)施之間的實時連接可以減少擁堵，改善交通流量并減少排放。將連接車輛與車輛，車輛與基礎(chǔ)設(shè)施，以及最終實現(xiàn)與任何人或物的連接，將使安全性、便利性和效率進一步提高。在車輛與其他設(shè)備、行人或傳感器連接的情況下，可以共享有關(guān)道路狀況的信息。

智能建筑

通過匹配資源分配和占用模式，智能建筑使用物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備來優(yōu)化能源使用。這樣的系統(tǒng)可以提高乘員的舒適性和便利性，在設(shè)備問題發(fā)生之前預(yù)測設(shè)備問題并監(jiān)視建筑安全。

5. 智能家居

智能家居是使用IoT連接的設(shè)備和網(wǎng)關(guān)/路由器，通過智能手機監(jiān)控和訪問家庭控制設(shè)備。GSMA移動智庫預(yù)計到2025年，智能家庭連接數(shù)量將增長三倍，達到50億以上。IoT Analytics GmbH 數(shù)據(jù)顯示，2016年第二季度至2017年第二季度，全球范圍內(nèi)該市場增長95％至33億美元，其中美國總計16億美元。

最大的智能家居類別包括網(wǎng)關(guān)、揚聲器、安全系統(tǒng)和電器，還包括恒溫器、照明、開關(guān)和探測器。例如，不斷在效率和舒適度之間進行調(diào)整的溫度傳感器，可以關(guān)閉空閑房間中的燈光的傳感器以及可以感應(yīng)窗戶或門打開時的窗戶傳感器，以減少HVAC的使用。

此外，其他應(yīng)用包括家電控制（即洗衣機、烘干機、冰箱/冷凍機、烤箱/微波爐），安全系統(tǒng)（即運動傳感器、攝像機、鎖控制）和娛樂設(shè)備（即用于音樂的藍牙揚聲器、智能揚聲器/ 語音控制助理）。

在家庭娛樂領(lǐng)域，5G帶寬的增加將使得4K、8K、3D視頻和360度視頻的廣泛共享成為可能，預(yù)計到2023年，全球移動數(shù)據(jù)流量將占全球移動數(shù)據(jù)流量的75％。5G還將帶來云游戲以及用于培訓(xùn)、教育、營銷、銷售和娛樂的增強虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序的改進。

6. 自動駕駛汽車

互聯(lián)汽車是一種可以上網(wǎng)的車輛，今天許多人已經(jīng)上路了，可實現(xiàn)更多安全、便利和娛樂功能。安全和安全選項包括自動碰撞通知、道路危險警告、緊急故障通知和車輛恢復(fù)服務(wù)。 實時交通和導(dǎo)航、遠程車輛診斷、服務(wù)提醒以及遠程鎖定和解鎖等功能，為駕駛者增添了諸多便利。在車載工作和娛樂領(lǐng)域，連接帶來流媒體音樂和視頻、車內(nèi)熱點和移動設(shè)備辦公室功能。

Waymo自駕車隊在亞利桑那州錢德勒的一個地理圍欄地區(qū)進行測試，該車隊是第4等級自動駕駛水平，與其他真實世界的車輛，行人和道路使用者進行互動。 Waymo在自動駕駛技術(shù)方面積累了大量經(jīng)驗，積累了遠超所有其他汽車制造商或供應(yīng)商的總和，為他們提供了先發(fā)優(yōu)勢。

在加州，汽車制造商必須向DMV提交報告以測試自動駕駛車輛（www.dmv.ca.gov）。 Waymo在2016年自動駕駛車輛報告了635,868英里（2015年為424,331英里）。第二高的是通用汽車，它記錄了10,015英里（2015年6月至2016年11月）。

除了自動駕駛里程記錄之外，向加利福尼亞州報告的另一個重要指標是系統(tǒng)脫離自主模式的次數(shù)，這表明需要多長時間進行人為干預(yù)。出于各種原因可能發(fā)生脫離，有些與軟件相關(guān)，如相機或感官知覺問題，無法正確預(yù)測交通模式或不需要的車輛操縱。其他還包括外部條件，如天氣、不適當駕駛其他車輛、道路施工或道路垃圾。

Waymo表明，無人駕駛汽車可以在真實道路上的理想條件下工作。 他們還在加利福尼亞州的死谷進行了高溫天氣測試，并計劃在密歇根州進行額外的冬季測試，以獲得在雪、冰雪和冰路面上的自動駕駛經(jīng)驗。他們正在努力證明，他們的車輛可以在任何情況下在任何環(huán)境下行駛并達到5級自主權(quán)。

然而，只有Waymo（谷歌自駕車項目）等實驗車輛已經(jīng)取得了4級的自主權(quán)。雖然該技術(shù)現(xiàn)在可用于支持完全自動駕駛車輛，但其價格昂貴。然而隨著時間的推移和規(guī)模應(yīng)用，硬件、軟件以及相關(guān)系統(tǒng)和傳感器的全部成本都將下降。即便如此，市場接受度和推出可能至少是十年之遙。

消費者的接受度只是其中一個問題，此外還有責(zé)任和國家規(guī)定等其他方面。 2017年3月，美國汽車協(xié)會（AAA）表示，75％的美國民眾害怕乘坐自動駕駛汽車，有趣的是59％的美國人有興趣在他們的下一輛車上擁有一些自主駕駛特征。最近，一項埃森哲在線調(diào)查顯示，54％的在線消費者愿意成為自動駕駛汽車的乘客。因此，消費者似乎對自駕車技術(shù)的某些方面感到滿意，但他們似乎并未準備好充分自治。

法律責(zé)任問題也依然存在。好消息是，雖然法規(guī)往往落后于技術(shù)發(fā)展的步伐，但美國的州和地方政府普遍歡迎他們認為會帶來總體經(jīng)濟效益的技術(shù)，包括自動駕駛車輛。

借助5G，汽車制造商將能夠從實驗車隊收集無線數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建更強大的模擬試驗，然后進而可以成為車輛參考數(shù)據(jù)庫的一部分。 由于5級自主必須在所有情況下都不需要駕駛員幫助，所以汽車制造商現(xiàn)在可能將重點放在4級自主權(quán)上，多家汽車制造商打算在2020/2021年前推出4級車。

7. 結(jié)論

從自動化制造和自動駕駛汽車到智能家居、建筑和工廠，隨著5G技術(shù)的引入，社會的相互關(guān)聯(lián)性將呈指數(shù)增長。近乎無限的帶寬、超快的速度和接近實時的連接將變得司空見慣。目前的關(guān)鍵應(yīng)用有新媒體、網(wǎng)聯(lián)無人機、智能電網(wǎng)、公共安全；未來將擴展的應(yīng)用有智能制造、智慧交通、移動遠程醫(yī)療、無線機器人。

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