5G應用場景的研究

付鑫輝

摘要：與前幾代移動網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡的能力將有飛躍發(fā)展。那么5G給我們帶來的是超越光纖的傳輸速度（MobileBeyondGiga），超越工業(yè)總線的實時能力（Real-TimeWorld）以及全空間的連接（All-OnlineEverywhere），5G將開啟充滿機會的時代。另外5G為移動運營商及其客戶提供了極具吸引力的商業(yè)模式。為了支撐這些商業(yè)模式，未來網(wǎng)絡必須能夠針對不同服務等級和性能要求，高效地提供各種新服務。

關(guān)鍵詞：5G;網(wǎng)絡能力;VR/AR

引言

網(wǎng)絡能力長足發(fā)展才能支撐更多樣的業(yè)務存在。從人們的日常應用看，它們正在悄然的發(fā)生變化。首先是視頻體驗的提升：據(jù)華為WirelessXLabs通過人因工程的研究發(fā)現(xiàn)，從人眼可視角度、手臂長度、舒適性來看，手持移動設(shè)備最大視頻顯示極限是5K分辨率，那么只能帶來20Mbps+流量。但是5G的WTTx業(yè)務可以輕松把8K的片源帶入客廳的電視大屏，提升6倍帶寬需求。

云業(yè)務發(fā)展迅速，其存儲、計算、渲染能力逐步提升，很多業(yè)務可以在云端完成處理，以降低終端成本和實現(xiàn)復雜的跨平臺協(xié)作。因此我們認為，VR云的結(jié)合能夠大大推進業(yè)務的普及——不論是VR游戲還是工程建模，都在云端進行渲染，通過可靠的高速網(wǎng)絡實時返回給終端，使得業(yè)務獲取性提升，體驗提升。

5G視頻業(yè)務還有另一個很大變化，即觀看者不僅是人，還有機器。如人工智能機器視覺在云端的應用，使得無人機可以實時識別車牌、油氣泄漏。無線工業(yè)相機實時識別位置、產(chǎn)品檢錯。機器看視頻，7×24h不停歇。

1、云VR/AR——云虛擬現(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）

VR/AR需要大量的數(shù)據(jù)傳輸、存儲和計算功能，這些數(shù)據(jù)和計算密集型任務如果轉(zhuǎn)移到云端，就能利用云端服務器的數(shù)據(jù)存儲和高速計算能力。

云虛擬現(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）

VR和AR是能夠徹底顛覆傳統(tǒng)人機交互內(nèi)容的變革性技術(shù)。變革不僅體現(xiàn)在消費領(lǐng)域，更體現(xiàn)在許多商業(yè)和企業(yè)市場中。

云VR/AR將大大降低設(shè)備成本——提供人人都能負擔得起的價格。云市場以18%的速度快速增長。在未來的10年中，家庭和辦公室對桌面主機和筆記本電腦的需求將越來越小，轉(zhuǎn)而使用連接到云端的各種人機界面，并引入語音和觸摸等多種交互方式。5G將顯著改善這些云服務的訪問速度。

商業(yè)模式和應用案例

移動運營商越是廣泛地參與云VR/AR生態(tài)系統(tǒng)，可獲得的收益就越多。在B2B市場中，優(yōu)先目標細分市場是廣播公司、社交網(wǎng)絡公司和中小內(nèi)容開發(fā)商，其中一些公司已經(jīng)對VR平臺表現(xiàn)出濃厚的興趣。

VR生態(tài)系統(tǒng)中的三種主要收費模式將是廣告模式、訂閱模式和按使用付費模式。

除了高階的云渲染CGVR外，目前VR市場在游戲和視頻、廣告領(lǐng)域也舉足輕重。體育賽事（例如：英特爾TrueVR）和現(xiàn)場活動（例如：NextVR）的VR已經(jīng)突破了一般體驗。優(yōu)質(zhì)內(nèi)容、事件的VR已經(jīng)主導了視頻市場。

Orange發(fā)布了Android和IOS智能手機的HMD（定價50歐元），以支持其OrangeVR360應用。SKTelecom于2017年MWC上發(fā)布“360自適應VR直播平臺”，并計劃在2018年冬運會上提供360°全景直播。SKTelecom在與手機游戲開發(fā)商UnityKorea合作舉辦了“5G現(xiàn)實媒體與融合服務展”的同時，還選定了LooxidLabs，RedBird和ELROIS三家公司，共同開發(fā)5GVR/AR服務。

市場展望

ABIResearch估計，到2025年AR和VR市場總額將達到2920億美元（AR為1510億美元，VR為1410億美元）。

⑴移動運營商需要調(diào)整其業(yè)務模式和產(chǎn)品，成為全面的云服務提供商，從而更好地提供云VR/AR服務。

⑵移動運營商在VR/AR中的可參與空間十分可觀，到2025年將超過930億美元，約占VR/AR總市場規(guī)模的30%。

2、車聯(lián)網(wǎng)——遠控駕駛、編隊行駛、自動駕駛

傳統(tǒng)汽車市場將徹底變革，因為聯(lián)網(wǎng)的作用超越了傳統(tǒng)的娛樂和輔助功能，成為道路安全和汽車革新的關(guān)鍵推動力。

驅(qū)動汽車變革的關(guān)鍵技術(shù)——自動駕駛、編隊行駛、車輛生命周期維護、傳感器數(shù)據(jù)眾包等都需要安全、可靠、低延遲和高帶寬的連接，這些連接特性在高速公路和密集城市中至關(guān)重要，只有5G可以同時滿足這樣嚴格的要求。

商業(yè)模式和應用案例

在車聯(lián)時代，全面的無線連接可以將諸如導航系統(tǒng)等附加服務集成到車輛中，以支持車輛控制系統(tǒng)與云端系統(tǒng)之間頻繁的信息交換，減少人為干預。

5G有可能成為統(tǒng)一的連接技術(shù)，滿足未來共享汽車、遠程操作、自動和協(xié)作駕駛等連接要求，替代或者補充現(xiàn)有連接技術(shù)（例如：目前正在美國被授權(quán)使用V2V技術(shù)的5.9GHzDSRC）。在車輛實現(xiàn)完全自動駕駛之前，5G將支持以下應用案例：

⑴編隊行駛。卡車或貨車的自動編隊行駛比人類駕駛員更加安全。車輛之間靠得更近，從而節(jié)省燃油，提高貨物運輸?shù)男?。編隊具有靈活性——車輛在駛?cè)敫咚俟窌r自動編隊，離開高速公路時自動解散。

2～3輛車即可組成編隊，相鄰車輛之間進行直接或車路通訊。對于較長的編隊，消息的傳播需要更長的時間。制動和同步要求低時延的網(wǎng)絡通訊，對于3輛以上的編隊，需要5G網(wǎng)絡。

⑵遠程/遙控駕駛。車輛由遠程控制中心的司機，而不是車輛中的人駕駛。遠控駕駛可以用來提供高級禮賓服務，使乘客可以在途中工作或參加會議;可提供出租車服務，也適用于無駕照人員，或者生病、醉酒等不適合開車的情況。RTT時延需要小于10毫秒，使系統(tǒng)接收和執(zhí)行指令的速度達到人感知的速度，需要5G網(wǎng)絡。

⑶市場展望。

通過為汽車和道路基礎(chǔ)設(shè)施提供大帶寬和低時延的網(wǎng)絡，5G能夠提供高階道路感知和精確導航服務。根據(jù)ABIResearch預測，到2025年5G連接的汽車將達到5030萬輛。汽車的典型換代周期是7到10年，因此聯(lián)網(wǎng)汽車將在2025～2030年之間大幅增長。

3、智能制造——無線機器人云端控制

創(chuàng)新是制造業(yè)的核心，其主要發(fā)展方向有精益生產(chǎn)、數(shù)字化、工作流程以及生產(chǎn)柔性化。傳統(tǒng)模式下，制造商依靠有線技術(shù)來連接應用。近些年Wi-Fi、藍牙和WirelessHART等無線解決方案也已經(jīng)在制造車間立足，但這些無線解決方案在帶寬、可靠性和安全性等方面都存在局限性。

對于最新最尖端的智慧制造應用，靈活、可移動、高帶寬、低時延和高可靠的通信（uRLLC）是基本的要求。

商業(yè)模式和應用案例

智能制造的基本商業(yè)理念是通過更靈活高效的生產(chǎn)系統(tǒng)，更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場，其主要優(yōu)點包括：

⑴通過協(xié)作機器人和AR智能眼鏡提高工作效率，幫助整個裝配流程中的工作人員。協(xié)作機器人需要不斷交換分析數(shù)據(jù)以同步和協(xié)作自動化流程，智能眼鏡使員工能夠更快、更準確地完成工作。

⑵通過基于狀態(tài)的監(jiān)控、機器學習、基于物理的數(shù)字仿真和數(shù)字孿生手段，準確預測未來的性能變化，從而優(yōu)化維護計劃并自動訂購零件，減少停機時間和維護成本。

⑶通過優(yōu)化供應商內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)的可訪問性和透明度，降低物流和庫存成本?；谠频木W(wǎng)絡管理解決方案確保了智能制造在安全的環(huán)境中共享數(shù)據(jù)。

市場展望

⑴如果制造企業(yè)要充分利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的機會，就需要實施涵蓋供應鏈、生產(chǎn)車間和整個產(chǎn)品生命周期的端到端解決方案。

⑵到2017年底，全球有1800萬個狀態(tài)監(jiān)測連接，到2025年，這一數(shù)字將上升到8800萬。全球工業(yè)機器人的出貨量也將從36萬臺增加到105萬臺。

⑶目前，固定線路在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量方面占主導地位。但預測顯示，從2022年到2026年，5GIIoT的平均年復合增長率（CAGR）將達到464%。

（作者單位：河北科技學院）