AIOT星图研究院-蜂窝物联网系列之5G市场跟踪调研报告

本报告是AIoT星图研究院和深圳市物联传媒有限公司的调研与研究成果。本报告 天、专媒ulinkmada天、专媒ulinkmadaAmT库研究院 都说，5G被视为是引领性的新一代信息技术和新型基础设施的核心内容，也是数字经济发展的重要增长引擎，推动5G网络规模建设以及应用规模化发展有利于推动数字产业高质量发展、加速传统产业转型升级。根据《中国5相比5G发展初期，无论是线上还是线下对于5G的宣传近乎铺天盖地，5G承载着产业发展极高的期待。2023年是在基础建设方面，中国5G网络覆盖先从城市扩展到县城及乡镇，已基本实现城乡室外连续覆盖，再从乡镇拓展到部在5G进入规模化应用、在业界声量逐渐减少、正负面消息此起彼伏的背景下，AIoT星图研究院依然关注着发展情况。AIoT星图研究院正针对蜂窝物联网通信技术打造一个系列报告，因此AIoT星图研究院在经过几个月的筹备及 ..................................................................................................................................................................................结束语............................................................56 在万物互联基础不断夯实的背景下，此后蜂窝物联网用户与移动电话用户的规模开始不断拉大距离。根据工信部数据电话用户和蜂窝物联网终端用户）的比重达55.9%。其中，应用于公共服务、车联网、智慧零售、智慧家居的物联网终端5G在个人、家庭、行业的应用全面提速。在个人市场，根据工信部数据显示，截至2023年8月末，移动电话用户流量大幅增长，5G智能手机用户消耗的流量是4G用户的2.7倍，5G流量的增长带来了移动ARPU的回升。在家庭市场，5G使FWA应用市场更具有竞争力，大大缩小了与光纤接入等其他高速接入技术的速度差距，根据中移智库、GSMAIntelligence和GTI联合 4G时代，可以说微信、抖音等和4G互相成就，最终发展成为杀手级应用。而在5G时代，随着大语言模型、但是针对5G杀手级应用、如何定义5G杀手级应用等问题，在本报告看来，至少具备以下两大因素，一是产品有足推动嵌入式SIM（eSIM）可穿戴设备服务纵深发展，研究进一步拓展应用场景。推动虚拟现实/XR、数字人、元宇宙等新兴应用也日益崛起。直播、短视频、5G新通话等新业务异军突起，5当前，5G新业务生态正在蓬勃发展，许多待探索的新应用和新商业模式也正在走向成熟阶段，如元宇宙、AIGC、自不过，尽管我国5G消费级终端发展基础较好，发展前景广阔，但仍处在探索期，不管是在终端形态多样化还是出货第二，XR终端产业生态还不完善，需要产业界协同共建。XR终端碎片化严重，无论是操作系统还是软硬件接口方面国内都还没有统一的可实施的标准，应用和终端之间的接口不兼容，直接限制了XR产业的发展。仍然较高，阻碍了消费级应用的创新，很难形成优质应用带动终端出货量增加，终端出货量增加带动应用开发者获利，反向促进应用蓬勃发展的良性循环。为了促进XR终端产业高效快速发展，需要应用开发者、终端厂商、网络运营商等产业在5G正式商用四年后，中国已建成全球规模最大、技术最先进的5G网络，且中国作为制造业大国，拥有最广阔的 基于以上的阐述，5G赋能行业也是必然，5G行业应用在中国早已经该大规模爆发，但是5G与各行业应用的结合经二是，在创新场景和方案孵化出之后，可复制、可推广成为5G行业应用亟待解决的难题。降低5G行业应用门槛，此外，5G行业应用面临的规模化复制还有很大的挑战，比在同样时段内5G均更加快速。根据中国信通院《5G应用创新发展白皮书》显示，截至2023年2月底，全球已有92个 从5G商用地域来看，这几年，商用范围从主流发达地区向欠发达地区不断拓展，欧洲、亚太、北美是5G网络建设5G网络基础设施投资也放缓了，美国三大电信巨头同时表示将会砍缩2023年在5G领域的资本开支；中国方面，根据GSA统计数据显示，全球53个国家和地区的116家运营商一直在以试验、计划或实际部署的形式投资于公共 不过，5GSA市场仍然不够理想，其原 于6G的前期研究工作也在开展，目前还主要处于需求阶段。按照以往一年半一个标准版本、10年一代标准的速度，预计带来了性能显著增强、网络管理效率显著提升、能源消耗显著下降等积极的方面。5G也不会例外，5G-A将会起到相同的作用。如今，5G发展已基本完成规模化建设，即将进入下半场。5G-A在5G性能提升、进一步演进的网络拓扑、多样化下行峰值上比现有能效提升10倍。可以覆盖更广的应用场景，适应新技术对移动通信网络的是迈向6G技术的关 目前，从产业上来看，芯片厂商、模组厂商、运营商等通信产业链上下游的企业都在为5.5G商用做准备。在全产业将会助力人联产业从2D走向3D、物联产业覆盖全场景、行新发展机遇。据公开资料显示，目前5.5G应用示范区已经在杭州落地，建成全球首个5.5G基站。这些5.5G基站无线网 要求有所放松。在FDD频段中，传统NR设备需要支持FDD频波器的需要。但在实际应用场景中，主流的做法还是以TDD和更低的市场，并支持更丰富的物联网终端类型。终端设计复杂度与成本直接相关，从技术实现上降低5GRedCap复杂度，可直接降低终端设备的成本。产业界开发 无源物联网市场需求旺盛：一方面，在多个行业应用实践中，以电源供电的高速物联、中速物联和低速物联有源感知终端尺寸较大等，制约了运营商移动物联网向着更广阔场景的扩展。另一方面，诸多广泛应用RFID的领域由于该技术存在干扰大、通信距离受限、不支持连续组网、不支持定位等痛点，对于摆脱读写器、提升传输距离的新型无源物联网系统充满期待。5G-A的无源物联能力，首次将无源标签引入蜂窝网络。据悉，经过测试，无源物联室外覆盖已大幅度领先当前的RFID，同时标签识别的准确率可达99%。该技术在仓储盘点、物流、生产数字化以及各种消费品领域，可带来百亿无源物联网全产业链正在加速，终端Tag样机已经就绪，频谱、产品形态及商业模式正在加速定义。目前，5G-A无从诸多行业于感知方面存在的痛点看，移动通信和感知两者通过站点融合、设备融合、频谱融合和空口融合建立技术优势，将在诸多行业产生明确的社会价值和经济利益。感知服务将是实现5G-A智能网络升级、扩展行业应用的一个重要存在较大的监控盲区，而实现全路段感知覆盖将导致基建成本大幅增加，所以还存在很大的提升空间。据了解华为5G-A通信感知一体基站已实现超出业界两倍的感知距离，降低了路网部署成本。目前车路云协同已实现多种交通场景，例如拥此外，车载感知系统同样受到探测距离、周边车辆遮挡等限制，且感知器件性能受成本约束。而依托移动通信与感知的融合，辅助自动驾驶的效率大幅提升。这意味着业界在不断探索对5G-A通-感一体于交通领域的商业场景的扩展。而北京、深圳等地分别作了针对地面交通和低空无人机的测试，可以实现高精度的车辆、行人和空中无人机的识别。该技术可以提供道路态势感知信息，在发电站、化工厂5G基站主要分为宏基站和小基站。宏基站通常架设在铁塔上，体型大、承载用户数量多、覆盖面极，目前实现室外宏基站一直作为移动通信的主力来使用。比如在4G时代，4G宏基站就可以承载70%以上的流量，为用户带来连续不断比如穿透性差、信号覆盖范围有限等问题，因此仅靠5G宏基站实现全面、深度的网络覆盖已是远远不够，尤其是面对室内移动流量需求的暴增，因此还需要大量的小基站协同宏基站进行连续覆盖和室内浅层覆盖。小基站根据覆盖范围大小分为微基站、皮基站和飞基站。所谓小基站，是相较宏基站而言的一种低功耗、低成本、小覆盖的基站设备，主要用于流量 按照3GPP的规范定义，将5G基站的类型按照功率划分为了三类，即广域基站、中等覆盖范围基站和局域基站，其 5G网络加快向集约高效、绿色低碳发展。同时，我国不断创新共增量数据可以发现，尽管现在还在进一步扩大覆盖范围，中国5G基础设施部署的总体趋势也在放缓，因此要在未来几年注：自今年3月起，将现有5G基站中的室内基站数统计口径由按基带处理单元统计调整为按射频单元折算，由于具备使用条件的基站数据是动态更新的， 中游设备商和集成商以及下游的运营商。目前，从事5G小基站设备研发的企业已达5G小基站虽然在发射功率、覆盖面积、传输容量等方面，均与宏基站存在一定的差距，但却可以凭借部署灵活、频育馆、商场、机场、火车站、地铁、学校、办公楼等人员密集的场所，通过部署5G小基站可以有效且低成本地实现室内相比传统宏站，小基站具有四大优势：一是低CAPEX。相对于传统主设备基站形态，5G小基站能以低成本方案快速满足运营商各类场景覆盖需求；二是自带容量。相对于传统无源室分方案，能提供5G多小区以及5G、4G双模同时部署的能力，能满足大部分场景使用需求，提供更好的业务体验；三是建网便部署灵活、形态多变等特点，能适应集中部署、站点下沉等部署方式，有效解决各种室内建筑布局的覆盖难题；四是易于管控。5G小基站在设计上就考虑了完善的监控管理和网络维护功能，针对5G室分网技术方面：在网络的安全性、稳定性上，相同的网络架构设计让小基站与宏基站本质没有区别，然而因为小基站的精场景方面：千行百业的需求将呈现差异化、复杂化、定制化、碎片化的特点，很难用统一的网络部署方式满足所有的尤其是面对室内多样化且复杂的环境，致使5G网络覆盖进能够灵活部署在室内，提供室内室外连续网络覆盖的能力，为产业用户提供业务所需的不间断网络，对完善5G网络和深以工业互联网中工厂内联网的情景为例，厂房中需要连接的设备数量、传感器数量基本固定，每一设备需要传输的数据包大小、频次均是根据业务需求有明确的标准，下行控制需求也相对明确固定。在这样的情况下，对工厂内进行5G室内网络覆盖就有了比较确定的业务模型，在业务模型基础上可以精细化地规划室内覆盖方案，此时就是一种以需求导向的 5G产业链的上、中、下游分别为基础设施、运营商服务、终端及应用场景，基础设施包括基站系统、网络架构，终端及应用场景则包括终端设备和应用场景，每部分对应各自不5G通信技术整个产业体系为从前期的规划设计，到组建器件材料、搭建设备网络，再通过运营商或终端投放应用到各个领域。不同时期，通信产业链的主角会发生变化。在5G商用初期，运营商会大规模开展网络建设，通信设备商会成为主角，运营商则会成为主要消费主体；在5G商用中期，随着终端技术的成熟，用户会更多的购买电信套餐和智能终端，运营商和终端厂商会成为主角，而用户则会成为消费主体；在5G商用后期，互联网企业与5G相关的信息服由于5G产业链下游的市场属性最强，是一个高度市场化的产业环节，本章节重点将放在下游环节，上游与中游仅做需求，天线射频模块集成、大规模天线技术、小微基站和室内分布是基站系统演进的主要方向，同时也是5G发展的基本 件定义网络）/NFV（网络功能虚拟化）技术，形成包括基础设施、管道能力、增值服务、数据信息等不同的能力在5GeMBB端到端产业链中，成熟的5GeMBB终端芯片是其中重要一环。面向5G商用，从2017年至今，5GeMBB终端芯片研发先后经历了终端原型机、基带芯片、SoC芯片三个发展阶段，产品成熟度不断提升，满足5GeMBB），在5GeMBB芯片这方面，除了高通、联发科、紫光展锐这三家企业能够对外提供芯片产品以外，全球就没有其他厂注：2019年4月，苹果和高通宣布撤销两家公司在全球范围内的所有诉讼，并达成了一项为期六年的芯片供应协议。此次，双方和解并非终点，创造过A系列和M系列芯片的苹果决定自研基带芯片。同年7月，苹果收购了英特尔的手机基带业务，包括知识产权、设备和租约，以及2200名英特尔员工，透露出明确的自研信号。伴随着高通对于订单减少 数据，应对更多差异化的复杂环境。智能模组集成了丰富的多媒体摄像头外设、多路PCIE及UART外设接口，可以灵活除此之外，智能AI模组可被广泛应用于工业质检、智能相机、户外机器人、边缘计算 5GRedCap是目前解决5G终端高成本问题的有效途径，产业界本章节先对整个终端产业发展情况做了介绍，继而对当下市场上比较典型的终端进行分类介绍，最后挑选出部分市场 国内5G终端市场方面，截至2023年Q2，我国共有278家终端厂端的外衍持续扩大，其中手机占比过半约为62.8%。除手机外，5G模组、车载终端、5GCPE、执法 5G行业终端包括基础连接类、通用类和行业定制类三种类型。和消费类终端不同，行业终端用户专业化程度更高，对终端性能的稳定性、可靠性等要求更高，因此其定制化程度夜更高。基础连接类与通用类终端在标准化的前提下有望优在5G的行业应用中，终端作为连接5G网络与垂直行业的关键，只有各行各业的终端都能通过5G进行互相连接，5G才能真正赋能千行百业。当前，垂直行业对定制终端需求迫切，并且定制类5G行业终端逐渐出现在市场上。例如 首先是政策环境：目前，中央及各省市地区陆续出台相关政策，将5G行业终端的发展列为重点任务，不断细化相关其次是技术土壤：随着人工智能、云计算、大数据、物联网等众多新兴技术的发展，5G与新兴技术的结合驱动行业本和低功耗，再结合后台相互传递信息形成群体智能，从而使得行业终端更5G与云计算、大数据结合方面，使终端的本地部署更加灵活。5G时代，数据呈现爆发式增长。终端可将数据实时回传到云端，由云端进行更为复杂的计算和分析处理，并将处理结果下发给终端。本地终端只负责收集5G与物联网的融合方面，将加速实现万物互联，推动终端应用规模化、泛在化。5G与物联网技术的融合将直接或间挥其网络性能的关键利器，使终端全方位协同5G网络，从而发挥巨大效力。以时延要求极高的工业控制场景为例，工厂可在产线车间和内部署边缘云，在边缘侧对业务数据进行实时处理、智能运算，并将结果迅速反馈给终端设备实现超低时即便当前5G行业终端市场已得到了相关政策的支持及业界的关注，但是仍然存在着较多的问题，主要涉及以下几个第一、行业终端测试与验收标准不统一，终端可靠性难以保障。首先，行业终端与模组缺乏统一的验收标准，前5G网终拥有全球统一的技术规范和相关建设标准，但针对5G模组和终端还未形成统一的验收标准企业在采购5G行业终端模组时基于不同的测试材准、测试流程等，导致验收的终端质量参差不产，不司厂商的终端设备与应用之间的连接稳定性 第二，不同于消费端的设备所处环境较温和，行业终端所处环境更加复杂多变，对5G终端的要求更高，如工业领域的智能巡检机器人需要在高温、粉尘等环境中运行，相关终端设备需要进行可靠性测试以确保在使用过程中的稳定性。目第四，目前5G在垂直行业的应用正从试点探索走向推广阶段但不论是应用厂商还是终端厂商，对行业需求的挖掘都不够深入，行业对于终端的投资较为谨慎。同时由于5G行业应用正处于导入期，行业终端在垂直行业的渗透率不高，行业客户对5G技术的运用理解有限企业看不清应用带来的效益，采购意愿不强，在一定程度上阻碍了5G行业终端在垂直第五，垂直行业是一个高度碎片化的市场，不同行业、不同场景对终端的需求不同，且垂直行业对5G行业终端的可应用场景是5G发展的最终目标5G移动通信技术旨在满足用户在居住、工作、休闲和交通等各种不同场景的多样化业务需求，同时5G还将渗透到各种行业领域，与工业设备、医疗仪器、交通工具等深度融合。产业链环节主要是系统集成与应用服务，主要包括系统集成与行业解决方案、大数据 有所增长，预计5GeMBB模组全球总出货量可达到1300w。2023年之后，由于技术更成熟、应用市场挖掘更充分，加从5GeMBB终端模组出货领域的角度来看，针对全球市场，物联网应用出货占比最大的是FWA应用市场，包含 33 当前，芯片厂商、模组厂商、运营商及终端企业纷纷发力，逐步推进5GRedCap端到端测试、技术验证及产品、解 11大力支持及通信企业的共同努力，尤其在5G行业模组分级下游厂商及行业用户的连接成本随之降低，从而促进行业繁荣，加速提升5GeMBB行业终端在垂直领域的渗透率。但是 通常，非手机5G终端大致可以划分成FWA应用市场、eMBB设备市场以及工业自动化设备市场三大类。当前，端设备(CPE)来提供主要宽带接入的连接技术。FWA并不是一项全新的技术，早在3G和4G时代就得到一定的 5GFWA市场则相反，自消费端5G手机价格持续下探成长性最高的应用市场。该应用市场自2020年之后快速成长起来，且增速非常可观。根据爱立信预测，到2028年5G于建筑物的穿透性更差，也仅需要额外加设一个室外天线设备以减轻信号衰减。相较于物理线路的光纤而言，该方式的便从市场需求角度来看，近年来人们对于高速宽带连接的需求猛增，居家办公、学习成为常态，用户高频使用的视频通从投入产出比角度来看，在地广人稀的部分海外市场，受制于成本、路由规划、土地私有化等诸多因素，光纤覆盖率5G加持下的工业互联网，其体系架构可划分为终端层、网和高速率的能力等，让终端层得以实现快速、持续和全面的信息在工业自动化设备市场上，5G终端设备类型较多，各行业主要接入设备各不相同。总体而言，主要5G工业终端类型包括5G工业路由器、5G工业网关、5G工卡、5G工业传感器、5G 5G+工业互联网带动了研发一批新型工业融合终端，根据前文的内容，截至2023年Q2，全球工业网关生态系统中，5G根据BGD咨询指出，从2022年国内已监测到的车载市场来看，5G车机和智慧座舱的出货量不到40万的规模，在 通院数据显示，5G应用已覆盖国民经济97个大类中的67个，应用案例累计特点二：我国5G与不同行业应用呈梯次渗透特征。首先是在制造业、矿山、医疗、能源、港口等5G应用的先导行发挥中国超大规模市场优势，提升技术产业供给能力，构筑跨领域跨行业、协同创新、互利共赢的产业生态，推动5G应技术已经成熟，需要应用牵引，但这其中具有很大的不确定性，不确定何时会爆发，不确定在哪个领域爆发，不确定爆发由于行业的多样性以及需求的碎片化，导致每类行业终端的规模仍较小。不过，随着5G终端模组标准趋于统一、终端成特点五：不同速率应用场景发展方向千差万别。高速率应用场景方面，5GeMBB将提供更高的上、下行速率，使得慧农业、智能物流、智能健康等领域的发展，实现物联网在星通信网络与地面5G网络的融合，发挥各自的技术优势，从而可以不受地形地貌的限制提供无处不在的覆盖能力以及全 市场一个里程碑事件。自此以后，相关产业各芯片、终端和卫星网络运营商不断的发布卫星通信相关的进展，卫星通信的 以及作为蜂窝物联网的冗余系统。它可以解决蜂窝网络覆盖不到的区域的设备监控和管理问题，同时也可以在蜂窝网络断其次是地面5G网络方面：移动运营商已经与卫星运营商开展合作，可提供卫星和蜂窝网络混合服务，如已经在智能手机上实现的紧急情况下短信服务和一键通服务。卫星连接成本的持续下降，蜂窝通信和卫星通信两大产业链的深度融合业务能力方面，5GNTN可以提供多种不同类型的业务以满足不同的需求，比如短消息、电话和宽带业务；各种各样的宽带或窄带物联网业务；以及监管、公共安全、灾害救援等紧急业务。市场收入方面，据AIoT星图研究院预测，5G 垂直领域5G应用加速推广，行业需求迫切“5G智慧医疗、智慧能源、智慧农业等细分领域均有不同程度的落地，为5G行业应用规模商用打造了样板。本章节将选取部泛连接，并结合人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术，实现对工业数据的全面动态感知、海量高速传输、实时精业等先导领域的应用规模，深挖医疗、教育、文旅等试点领域典型应用场景；要打造“5G+工业互联网”发展升级版，在助力企业实现从制造、管理到销售的全流程数字化、协同化、智能化 5G赋能智慧交通/车联网，为车路协同技术提供网络保障，提升车辆行驶智能化水平和道路通行能力。随着智能汽随着智能驾驶的普及，车载无线通信模组搭载量将进一步提升，据佐思汽研数据预测，预计2025年全球汽车无线通据高工智能汽车研究院监测数据显示，2022年中国市场（不含进出口）乘用车前装标配车联网功能交付1338.46万辆，的持续优化以及车企/车主对于车载通信高带宽、高速率的新需求，预计5G在车联网搭载率将在2025年超过25%，即 届时，在重点高速公路、城市道路将实现蜂窝车联网（C-V2X）规模覆盖。在C-V2X到来之前，那些对低延时、广农业是支撑国民经济建设与发展的基础，推动5G等数字技术与农业深度融合，探索5G在种植、养殖、生产加工、销售等环节的融合应用场景，助力农业现代化发展、加快建设农业强国。但是，目前智慧农业运用不足、效果不佳等问题尤为突出，一方面是数据采集的力度、广度不足，无法发挥数据信息对智慧农业应用的支撑作用；另一方面是设备联动水平较低，无法切实开展稳定、连续的自动化农业生产。而具有高带宽、低时延和高可靠特性的5G技术，将助力解决智慧用仍存在较大探索空间。5G技术与智慧农业的融合应用场景可以简单划分成基于5G技术的智慧农业感知网络、基于5G的传感器、高清摄像头对农作物种植环境、生长状态进行实时监测，精准获取农作物长势和种植环境的实时信息，结合大数据人工智能等技术进行分析、预测，实现对农状况实时监控和疾病预防排查、养殖场远程管理等，提升养殖精细化水平和出产率。如水产基地基于5G网络搭载监测设备对水温、水质溶解氧、光照度等数据进行采集、传输，利用监测数据搭建水质预测模型，根据水质预测调整养殖塘氧气 康复、支付、卫生管理等各环节的高度信息化、自动化、移动化和智能化，为人们提供高质量的医疗服务。以5G在智慧重点优化覆盖全国三甲医院、疾病预防控制中心、便民医疗点、医养控制技术的利用率，来实现前端设备监控和数据收集，衍生出新型产能方式和用能模式。随着各类能源业务的快速增长， 在智能制造时代，大型的仓储、物流系统中，数以百计的AGV小车、堆垛机蕴藏着巨大的智慧化升级的潜力，伴随的物流应用创新，推动5G在无人车快递运输、智能分拣、无人仓储、智能佩戴、智能识别等场景应用落地。加速基于5G的物流物联网数据接入、计算和应用平台建设，推进端边云协同的物流自动化智能装备和5G+智慧教育是指将5G技术应用于教育领域，通过网络技术、物联网技术、人工智能技术等手段，为教新的活力和动力，构建数字化、网络化、智能化的智慧校园。5G在教育行业在此新生态下，学生和教师可以更加高效、便数字化校园建设。数字化校园建设包括构建数字化校园基础设施、整合教育信息化资源等方面。5G技术可以为数字化校园建设提供更加高速、稳定的网络基础设施，支持数字化设备和设施的建设和应用，如智能教室、数字图书馆、智能智能教育推广。智能教育推广包括网络课程、在线学习平台、智能化学习资源等方面。5G技术可以为智能教育推广 管理服务优化。管理服务优化包括学校的信息化管理、资源共享、物流配送等方面。5G技术可以为管理服务优化提