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中国移动研究院:5G持续演进助力5G应用新发展(2023)(26页).pdf

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中国移动研究院:5G持续演进助力5G应用新发展(2023)(26页).pdf

1、5G持续演进,助力5G应用新发展 丁海煜 中国移动研究院 2 规模最大、用户最多的移动网络 灵活定制、融入生产的5G专网 优享 专享 尊享 170万+355万 10亿+2B2C双域融合 随心互访 双发选收、多路备份 安全可靠 700M+2.6G+4.9G 多频协同 五连冠 20000+6.89亿累计开通5G基站超过170万个,实现全国市县城区、乡镇5G连续覆盖,重点区域、发达农村有效覆盖 中国移动5G新基建成效显著,为数字经济发展铸牢基础 建成全球最大5G精品网络,提供优质、泛在、安全、可定制的公网和专网连接服务 传统产业数字再造 重塑生产组织方式和运营模式助力降本增效 提升社会管理水平和服务

2、手段践行为民服务 社会民生普惠升级 新型信息服务体系逐步应用到企业生产,5G商用案例连年翻番,加速数智化应用场景向更多领域渗透 创新产业技术应用及商业模式培育增长动能 新兴业态发展壮大“连接+算力+能力”新服务,助力千行百业新发展 实现行业1N的规模发展 智慧电力 智慧矿山 智慧港口 智慧冶金 智慧工厂 智慧医疗 实现行业 01的突破 全国最深矿井919米5G网络安徽 全球首创5G多模节点仪江苏 全球首个智能电网实现8项全球首例广东 全球首个5G高铁广东 全国首张石化行业5G防爆专网广东 福田医联体落地首个商用5G医疗推车广东 深职院全国首个职业教育5G+智慧校园广东 全国首个5G超声虚拟教学

3、项目落地广东 覆盖27省 落地410+座 发电、电网企业深度合作 签约项目480+19家A+钢铁企业 已落地16家 全国前十 集装箱港口全落地 医疗机构2200+家 TOP100医院合作63家 覆盖31省 落地项目近3000个 5G应用发展进入深水区,需进一步做大规模、做精体验、做深融合、做广领域 创新作为第一动力,5G-A新技术将起到核心推动作用 5G-A持续演进,推动5G应用高质量发展再上新台阶 做精 无源物联 eIOT 拓展物流、仓储等无源物联市场(取代RFID)做广 内生确定+集中控制新架构 从管理辅助深入核心生产控制 中高速物联 双域专网 灵活分流 实现校园、政务、警务等内外网灵活访

4、问业务规模发展 RedCap 加速视频监控、可穿戴、数采等规模上量 工业互联网 做深 通感算一体全Uu新架构 从车载娱乐深入辅助/自动驾驶 车联网 云网业端协同 新通话、云XR、裸眼3D等沉浸式新体验 焕新视听 通感一体 拓展无人机监管、入侵检测等泛在感知市场(取代雷达)通感一体 做大 4G中高速物联升级需求+5G物联降本需求,业界对低成本5G中高速物联需求迫切,急需引入R17 RedCap等新技术补齐5G物联技术体系 5G中高速物联需求:市场前景广阔,但面临终端成本高痛点 5G模组价格是4G模组的510倍,降成本需求迫切 5G中高速物联前景广阔 超高速(100Mbps+)中速率(100kbp

5、s-10Mbps)高速率(10Mbps-100Mbps)低速率(0-100kbps)智能电力 车联网 可穿戴 视频监控 智能制造 450+元 5G eMBB 1240元 NB-IoT 价格 4G升级,容量、时延等代际跃迁 5G刚需,降成本需求场景 60100元 4G Cat 4 预计200300元 5G R17 RedCap 1545元 4G Cat 1 5G R18 RedCap 4G物联网 5G物联网 降低约50%做大 做精 做深 做广 5G中高速物联技术:终端轻量化,相较4/5G具备七大优势 更低成本 更大容量 更低时延 更低功耗 更强隔离 更优覆盖 更优适配 复杂度降低60%相同规模堪

6、比4G价格 连接态:预计 降低10%20%最大可达18倍(多BWP、MU-MIMO)2.6GHz Massive MIMO 700MHz广深覆盖 可降低约70%(URLLC)支持切片、MEC、UPF下沉、CAG等 支持5G LAN、空口授时、高精定位等 对标5G eMBB 对标4G RedCap轻量化终端技术通过缩减终端带宽,减少天线数,降低调制阶数,能够有效降低终端复杂度及成本 对标5G eMBB,RedCap具有更低成本、更低功耗等优势;对标4G,RedCap可复用5G百兆带宽及原生能力,具有更大容量、更优覆盖、更低时延、更强隔离、更优适配等优势 做大 做精 做深 做广 5G中高速物联进展

7、:RedCap技术及行业测试验证 中国移动率先完成RedCap测试验证,性能符合预期,并积极推进产业成熟,实现多行业、多场景首商用试点 性能符合预期 兼容性 RedCap、eMBB终端 均能正常接入 峰值速率 外场好点上下行峰值速率 可达理论峰值90%以上 Ping时延 端到端平均时延 在30ms以内 移动性 同频、异频及异系统 移动性均支持 组建两批六支“RedCap作战编队”积极推进产业 摄像头 电力CPE DTU 率先推出RedCap终端样机 推出基于RedCap的电力CPE、摄像头、DTU等终端产品 电力秒级负控 工厂园区监控 物流AGV 打造行业标杆首商用 打造电力、医院、工厂、钢铁

8、等多行业、多场景首商用试点 中国移动与产业界紧密协作,力争2023年底RedCap商用 做大 做精 做深 做广 教育-随时随地访问 师生访问校园系统,内外网自动切换 政务-安全高效接入 员工出差、居家办公,内网数据保障安全 警务-内外网同时接入 警员外出办公警务终端和执法仪二合一 文旅-区域内特色业务 游客在景区内可享受沉浸式的观览业务 行业客户“不换卡、不换号”使用单一终端可访问互联网及内网,需求广泛 双域专网:业务场景 行业场景 业务要求 使用灵活 免认证登录 自由切换 性能稳定 无缝覆盖 QoS保障 数据安全 私网保护 网络隔离 做大 做精 做深 做广 无感漫游方案 构建无感漫游、本地分

9、流、定向分流三大系列解决方案,满足行业客户多样化需求场景 双域专网:关键技术方案 本地分流方案 定向分流方案 网络侧建立专用DNN会话完成专网流量疏导,终端0依赖,形成“人无我有”的技术排他性优势 基于ULCL架构实现对同一个会话的分流 基于DNN对用户的多个会话进行定向流量疏导 做大 做精 做深 做广 双域专网业务现已进入规模拓展阶段,签约落地超1000个项目,服务用户超200万,在教育、政务、警务、文旅等行业广泛应用 双域专网:已在典型行业规模商用 教育行业 北京大学 复旦大学 浙江大学 上海交通大学 广东深圳坪山政务 河南省自然资源厅 浙江省公安厅 江门公安警务 北京国家大剧院 国家图书

10、馆 政务行业 警务行业 文旅行业 深圳坪山政务、浙江省公安厅、郑州师范学院等项目受到业界高度认可,荣获绽放杯等多项大奖,发挥标杆示范作用 做大 做精 做深 做广 XR新业务 带来虚实融合新体验 裸眼3D 拓展视觉体验新领域 焕新视听体验需求:5G新视听应用蓬勃发展 5G新通话 开启智慧通话新“视界”短视频 网业协同提升用户体验 多承载 全高清 可视化 可交互 可视交互 智能翻译 远程指导 趣味通话 高清视频:提供超高清短视频 低卡顿:播放过程卡顿少 低时延:低首帧时延 39%0 0 3%15%43%随着网络技术、视听技术、内容生态等的持续发展,AR/VR/MR/裸眼3D等新业务有望成为5G杀手

11、级应用 做大 做精 做深 做广 跨层信息共享,实现全局最优;确定性连接保障,提供极致化业务体验 CCSA XR网络性能指标及评估方法行标立项 总体思路 关键技术 焕新视听体验技术:云网业端协同,带来沉浸式新体验 智能识别 业务特征学习 确定时延 帧时延调度 网业融合 多流协同,网络信息开放 云端协同 协同渲染,实时转换 流畅体验 业务体验评价及网络KPI指标体系 中国移动牵头完成CCSA XR网络性能指标及评估方法行业标准立项、CCSA推委会5G XR关键能力研究项目立项 内容源 重要帧 重点保障 非关键帧 尽力而为保障 面向新业务增长带来的大带宽、高实时以及不同业务间差异化的保障需求,打造“

12、网随业动、业由网生、网端协同”的技术创新体系,为用户提供极致业务体验 做大 做精 做深 做广 中国移动联合中赫、高通等合作伙伴发布基于5G网络的端边协同无界XR工体元宇宙新应用,携手打造虚实融合的沉浸式赛事新体验 CCSA XR网络性能指标及评估方法行标立项 焕新视听体验实践:5G XR赋能工体无界赛事新体验 结合工人体育场特色场景,基于5G网络实际足球、篮球、拳击等XR体育游戏沉浸式体验,提供下行百兆速率及20ms内传输时延连接保障,保障流畅的沉浸式业务体验 XR头显头显 支持终端侧处理方案 5G网络网络 面向面向XR业务的连接保障业务的连接保障 边缘云边缘云 支持协同渲染 5GC 做大 做

13、精 做深 做广 挑战一:5G具备高确定性是进入工业核心生产控制环节的“敲门砖”挑战二:5G深入工业现场变革控制网络架构是提升投入回报的“必由之路”工业互联网需求:5G已满足辅助生产环节需求,进入核心生产控制仍面临两大挑战 5G已满足辅助生产环节的网络需求,进入由1到N的规模复制阶段 5G进入核心生产控制仍面临确定性能力欠缺、投入回报不明显的问题 处于由0到1的破局阶段 园区级应用 车间级应用 现场级应用 智慧园区 PLC减辫子 机器视觉 视频监控 AGV智慧物流 差动保护 数据采集 天车远控 拖链/滑环控制 时延:100ms 可靠性:99.9%抖动要求:s级 时延:20ms 可靠性:99.99

14、%抖动要求:ms级 时延:10ms 可靠性:99.999%抖动要求:us级 做大 做精 做深 做广 工业互联网技术:内生确定+5G工业融合新架构,助力5G深入核心生产控制环节 空口增强提升性能+网业协同精准匹配需求,使5G内生确定,让客户“敢用”基于智简5G行业网理念实现云网业一体,创新集中式控制新架构,降本增效,让客户“愿用”5G工业融合新架构 CT增强,拓展性能极限 降时延:预调度、mini-slot、DS帧结构、跨层QoS穿透等 增可靠:低码率MCS、双发选收、冗余备份、slot重复等 消抖动:高精度时间同步、TSN内化等 促连接:5G LAN层二通信等 强监控:精细化QoS Monit

15、or、创新异常问题溯源指标体系 网业协同,精准匹配需求 网络适配业务:智能感知业务特征,内生流量编排及精准门控 业务适配网络:网络状态/能力开放,业务实时调整发包节奏,全局最优 内生确定 云网业一体集成 统一云底座:基站集成算力、高实时操作系统 丰富应用:电子围栏、数智通等IT类应用、云化PLC、HMI等OT类应用 集中式控制新架构 规划协同的离散分布式控制-全局集中式协同控制 做大 做精 做深 做广 工业互联网实践:5G融入工业生产控制势头强劲,产业变革价值逐步凸显 基于5G工业融合新架构,高确定性5G融入工业生产网,多场景落地;打造一体化集成IT/OT应用的5G工业云基站,内生工控能力,敏

16、捷部署,多点开花,降本增效显著 宁波某工厂,5G工业云基站实现低时延连接+电子围栏IT应用一体交付 专网开通时长从月级降低为小时级,生产成本下降20%获2023 GSMA HUB大奖 重庆某工厂,5G工业云基站实现变频器控制PLC集成部署,实现PLC南向的无线化 端到端时延稳定小于20ms;HMI无线化改造周期大幅缩短,改善工人作业环境,提升效率 内生工控能力的5G工业云基站多点开花 青岛某工厂,引入双发选收、mini-slot、5G LAN等增强技术,实现PLC主站和传输臂阀岛从站连接无线化,替代拖链电缆 端到端时延16ms99.99%缩短设备维护时间,提升效能 高确定性5G深入工业控制环节

17、 宁 波 某 工 厂,引 入 5G LAN,实现MES数采终端等OT设备的5G便捷接入 企业网络设备免配置便捷组网,改造周期大幅缩短 中国移动联合98家5G数字工厂上下游伙伴,发布5G工业融合组网架构中国产业倡议书,明确融合方向 做大 做精 做深 做广 2019年 2021年 2025年 2030年 5G商用 2022年 2016年 2026年 5G与交通行业深度融合,推动车联网向“智能网联+车路协同”升级,包含辅助驾驶和自动驾驶在内的车路协同成为智慧交通下阶段的发展重点 车联网需求:5G助力智能网联迈向车路协同逐步升级 车载信息娱乐 视频 游戏(V2N)交通效率类(如红绿灯提醒、路线引导)交

18、通安全类(如行人预警、碰撞提醒)辅助驾驶 (V2N、V2I、V2V、V2P)L2/L3 时延100ms级 带宽:10Mbps;时延:秒级/分钟级 车辆编队行驶(V2N、V2I、V2V、V2P)L4/L5 时延10ms 自动驾驶 远程操控驾驶 车辆自动驾驶 语音 音乐 APP 车路协同 做大 做精 做深 做广 连接统一化 PC5迁移到Uu,节省RSU投资 路侧RSG(5G网关)通过无线空口实现数据回传 感知集成化 通感一体,替代路侧毫米波雷达部署 一网多能,频谱共享 算力集中化 BBU集成算力,节省路侧RCU投资 V2X业务下沉部署,低时延响应 车联网技术:面向车路协同的5G通感算一体化新型解决

19、方案 云 网 边 端 无线边缘计算+通感一体 RSU V2X 云控基础平台 摄像头 5G OBU 传输专网 MEC RCU 光纤专网/LTE/5G 雷达 红绿灯 红绿灯 RSG Uu 5G OBU Uu 通感算一体基站 5G BBU PC5PC5传统组网架构 通感算一体化组网架构 连接 感知 计算 摄像头 为解决传统PC5方案建设成本高、性能受限、覆盖不连续等问题,通过连接统一化、感知集成化、算力集中化,打造5G通感算一体新型车联网解决方案,更低成本、更低时延、更高可靠、更快部署 做大 做精 做深 做广 车联网实践:基于5G全Uu的通感算融合验证 中国移动(研究院&广东公司)+中兴【基于通算一

20、体的鬼探头端到端业务试点验证】连接:视频监控、感知提醒等全Uu 计算:算力集成到基站,更低成本、更优性能 效果:空口RTT20ms,端到端时延 5G传输,边缘清洗标注,云端AI算法训练 实时视频看不清、看不远,刹不急,不敢提速 -上行15Mbps+&50ms稳定网络传输 自动驾驶处理数据多,模型重,算力均衡到边侧,降低单车算力成本-云边端算力协同的车辆感知强化 车路协同自动驾驶 单车算力成本 30%AI开发效率 周 天 无人车运行速度 15km/h 25km/h 摄像头拍摄画面 测试获取的分段时延 做大 做精 做深 做广 连接:数据采集和远程控制全Uu 计算:端边协同,边缘处理、云端训练,单车

21、算力成本下降30%效果:城市级无人智慧物流,商业化应用 无源物联需求:eIoT新型无源物联网,开启千亿连接新空间 基于eIOT新型无源物联网低成本、易部署、免维护等优势,构建万物互联的数字化底座,实现实物信息实时感知,贯通物理世界、数字世界和商业世界,为toC/toB/toG产业应用带来革命性变化 一物一码,自动盘存,自动拣选,对仓储物资进行在库、出入库、定位管理 生产数据实时采集、跟踪,工序实时透明化及管理,工时统计等 极小体积、灵活便捷的无源标签,贴附在家庭和个人物品上,实现快速定位查找 对物流过程中的车辆、容器、物品进行全程跟踪,保障物流运输的可靠性 利用传感器和蜂窝无源标签感测并整合城

22、市基础设施信息,实现资源精细化管理及智能响应 蜂窝无源标签融合温度传感器对电力设备进行状态监测,提高效率,节约人工成本 仓储管理 泛在感知 定位追踪 市政管理 全域物流 产线孪生 典型局域场景 典型广域场景 做大 做精 做深 做广 无源物联技术:eIoT分阶段演进,构建数字化基座 无源物联网根据其应用需求及技术演进,可分为单点式无源1.0,组网式无源2.0,蜂窝式无源3.0三个阶段,随着架构和能力升级,eIOT将大幅扩展超低速物联网应用领域,打造全程全网的连接服务能力 组网式eIOT 蜂窝式eIOT 单点式RFID 点随物移 一体式架构 点对点近距离读写 局域覆盖 组网式架构,实现区域部署 接

23、收灵敏度提升,实现百米级上行通信 全程全网 引入蜂窝广域组网,扩展系统能力,新协议、新架构、新标签 以覆盖服务全要素管理,结合标识体系,实现资产的全生命周期管理 无源1.0 无源2.0 无源3.0 网络 传统RFID标签 射频能量供电 单一资产标识 能力升级 天线阻抗自匹配,适应环境变化 引入敏感单元构建简单温湿度感知能力 通信&感知能力双重增强 新型低功耗协议增强通信性能 复合环境能量采集扩展能量源 多维度感知功能扩展应用场景 终端 做大 做精 做深 做广 无源物联实践:eIoT商用落地和持续突破 蜂窝式eIOT 组网式eIOT 中国移动联合行业积极推动eIoT新型无源物联网国内外标准的制定

24、,并开展技术试验和产品研发 完成组网式产品研发,多地试点效果良好;完成业界首次蜂窝式外场试验,覆盖距离首次突破200米 研发组网式eIoT无源物联系统,已在北京、佛山、苏州多地试点落地,实现对仓储、工厂、楼宇内资产/物料/人员的全自动管理 佛山某大型工厂仓储区面积达2万平方米,存储原材料、半成品、成品、标准件等,之前主要管理方式为普通纸质单据,人工盘点费时费力,遮挡货物难以定位,对自动化盘点和定位需求强烈。通过部署组网式eIOT无源物联系统,实现仓储全面自动化盘点及出入库,识别准确率100%,全仓库盘点时间从原来的月级别缩短99%至分钟级,并可准确定位货物位置,实现资产自动化高效管理。佛山工厂

25、典型案例 通信距离相比传统RFID提升数十倍,采用半有源标签(太阳能供电)室外LOS径环境覆盖距离超过200米 做大 做精 做深 做广 通感一体:催生一网多能新业态 无人机(监管、轨迹跟踪)、车联网(道路监管、自动驾驶等)、智慧海洋、智慧生活、智慧工厂等行业场景,实时感知无人机、车辆、人员等需求,存在巨大的经济和产业价值 智慧海洋 智能低空经济 智慧道路交通 海域监管 船只识别 无人机监管 低空物流配送 车路、车车协同(+感知)交通拥堵和事故避障 智慧生活 入侵、跌倒检测 呼吸、健身监测 需求与价值 做大 做精 做深 做广 通感一体:一体化空口及网络架构设计,构建一数多用新能力 面向泛在的感知

26、需求,通过通信和感知技术一体化设计,构建低成本、性能优、无缝泛在的全域感知新能力,助力车联网、无人机监管等丰富业务 关键技术 一体化感知信号设计 提出灵活的感知信号及帧结构设计,降低感知资源开销,满足高精度感知需求 多样化感知工作模式 通过自发自收和节点间协作感知多种手段,匹配不同应用场景 灵活化感知网络架构 本地化、可独立部署、轻量化的网络架构,避免数据迂回,降低感知时延 演进节奏 3GPP SA1场景需求SI将于2023 Q2结项,后续推动3GPP RAN空口和SA2网络架构R19立项 总体思路 通过一体化空口信号和多样化感知模式设计,在通信的同时使能距离、速度、角度等感知新能力,支撑拓展

27、新业务 做大 做精 做深 做广 通感一体:高低频样机稳步推进,完成无人机和交通场景初步验证实践 高中频样机均可实现约1km探测距离,数倍于传统雷达;完成业界首个5G无线算网一体车联网架构验证,性能成本等优势显著 感知范围可达1000m,亚米级距离精度,0.05m/s速度精度;实现鬼探头场景行人入侵检测;满足辅助自动驾驶、道路监管等业务需求。信息港高频交通场景测试验证助力智慧交通 高低频无人机场景测试验证助力低空经济 感知范围可达2000m,感知资源开销10%,目标识别率达到100%;满足无人机监管等业务需求。做大 做精 做深 做广 中国移动建设协同创新基地,推动5G持续创新演进 中国移动积极建设协同创新基地,针对5G-A、5G+行业等领域建设专业实验室,打造开放、共享的新技术/新产品/新应用研发、测试、演示环境 诚邀各位产业合作伙伴,共同参与协同创新基地建设,共同开展联合攻关,共同推动5G创新演进 从基础能力增强、拓展新场景、使能新业务三方面14个细分领域开展攻关,打造全球领先的5G-A试验平台 5G-A实验室 从专网通用技术、行业解决方案、专网运维技术三方面7个细分领域开展攻关,打造工业互联网等样板间 5G+行业实验室

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