5G产业生态的总体架构是什么?有哪些机构和企业组成?
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发布时间：2022-04-23 18:43
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时间：2022-05-07 16:15
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、*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*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(2500–2545/25–2690MHz)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
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时间：2022-05-07 17:33
关于5G理论峰值速率的粗略计算有很多思路，各有千秋，本文以某些配置下的case为例，抛砖引玉，帮助大家理解5G理论峰值速率及其相应的计算。
在计算理论峰值速率之前，需要确定以下参数的数值。
（1）资源块PRB数目
以目前5G sub-6GHz频段为例，最多传输的PRB数目如下表Table 5.3.2-1所示，摘选自3GPP TS 38.101-1协议。
其中，系统带宽100M，子载波间隔30KHz的5G系统，最多传输的PRB数目为273。
（2）符号Symbol数目
以30KHz的子载波间隔为例，下表Table 4.2-1摘选自3GPP TS 38.211协议。
查表可知，循环前缀的类型是Nomal CP，查找Nomal CP对应的表格Table 4.3.2-1
查表可知，每个slot的OFDM符号是14，以30KHz的子载波为例，则每个slot占用的时间是0.5ms。
