一文了解5G市场的发展与前景

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作为一家致力于为当前及未来5G射频设备打造经济高效测试解决方案的供应商,泰瑞达正携手集成设备制造商(IDM)、无晶圆半导体设计商(fabless)和半导体封测外包商(OSAT),共同搭建5G发展新生态。

5G,一项被描述为“与印刷机、电报、蒸汽机、电力、互联网同等重要的通用技术”,其带来的变革将重新定义工作流程并重塑竞争规则。

根据2020年11月IHS Markit发布的《后疫情时代的5G经济》报告,到2035年,5G创造的经济产出将达13.1万亿美元。未来十五年,全球5G资本支出和研发投入将增长10.8%,年均投入高达2650亿美元,并创造2280万个工作岗位。IHS Markit将这一增长归因于对5G网络基础设施和终端前所未有的需求,以及对5G将变革广泛行业的共识。

作为当前无论是部署速度,还是基站数量、整体规模来看都位列全球第一的中国,更是5G市场的中坚力量。2019年6月6日,工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电正式发放5G商用牌照,这是全球5G发展的标志性事件,宣布中国5G时代正式开启。据全球移动通信协会(GSMA)预测,到2025年全球5G连接数为14亿,其中中国占4.6亿,超过北美和欧洲的总和,位列全球第一。

5G服务的“铁三角”

众所周知,移动技术大约每十年完成一次代际演进,每一代移动技术的标准都建立在前瞻性基础科技研发的基础之上,5G也不例外。3GPP在2017年发布的5G标准的第一个版本Rel-15中,定义了三大应用场景:增强型移动宽带(eMBB)、超高可靠低延迟通信(URLLC)和海量物联网(mMTC),这也常常被业界称之为5G服务的“铁三角”,具体包括:

数据整理来自ITU

增强型移动宽带

集中表现为超高的传输数据速率,广覆盖下的移动性保证等,将是5G发展初期面向个人消费市场的核心应用场景。

超高可靠低延迟通信

该类型应用对可靠性、超低时延和普及易用性要求极高,更多面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用,是未来社会走向智能化的网络基础。

海量物联网

该场景数据速率较低,但覆盖面广,电池寿命更长。主要包括智慧城市、智能家居、环境监测等应用场景,5G强大的连接能力可以快速促进这些垂直行业深度融合。

从泰瑞达(Teradyne)的角度来看,上述这些趋势正在从三方面影响5G测试需求:首先,在毫米波频率下,天线阵列的应用使得测试仪器上必须增加更多端口;其次,信号波束成形需要在接触和空气传导(OTA)下进行测试的技术创新。此外,增长率和需求的快速上升,正在以创纪录的速度推动测试工位数和产出率不断提高。

标准制定,从来不会“一蹴而就”

下图是5G技术演进的时间轴。

数据整理来自泰瑞达

可以看出,尽管Rel-15中囊括了基于OFDM的可拓展空口、基于时隙的灵活框架、先进的信道编码(包括多边缘LDPC和CRC辅助极化码)、massiveMIMO天线应用以及移动毫米波在内的多项技术,各项参数指标也都比较激进,例如与4G相比,时延降低100倍、速率最多增加1000倍、网络容量增加100倍等,但不难看出,其主要目标还是要能够实现5G智能手机的应用。

数据整理来自FCC

Rel-16是于2020年7月发布的5G标准的第二个版本,持续增强6GHz以下和毫米波频段通信能力,降低功耗,增加更多对于毫米波波束的增强功能,引入集成接入回传(IAB)节点。在此基础上,Rel-16版本还引入了全新的5G免许可频谱设计、增强毫米波与中频段的载波聚合和移动性、支持精准的5G定位、更强的URLLC功能以支持5G车联网、工业物联网和5G广播等应用;

Rel-R17则会在上述功能基础上再进一步增强,主要是支持eMBB之外的全新场景,将毫米波支持扩展至直连通信、URLLC和工业物联网领域;持续增强定位技术,实现厘米级精度,更低时延和更高的容量。不过由于受到新冠肺炎疫情的影响,Rel-17工作进度较之原计划会推迟大概一个季度,但全新NR-Light技术的引入将不会改变。

5G频谱分配

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