IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 目录 IMT-2020 5G推进组 5G应用创新发展白皮书IMT-20205G推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架 构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力 量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。 1 5G融合应用发展态势 2 第二届“绽放杯“5G应用征集大赛项目洞察 3 十大重点应用领域分析 4 5G融合应用的挑战与发展建议 5 主要贡献单位 P1 P5 P15 P46 P48IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 1.1 全球多个国家加速推进5G应用 全球5G应用整体处于初期阶段。根据中国信息通信研究院监测，截至9月30日，全球135家运营商 共进行或即将进行的应用试验达到391项。AR/VR、超高清视频传输（4K或8K）、固定无线接入是试 验最多的三类应用。在行业应用中，车联网、物联网、工业互联网受到广泛关注。整体来看，全球5G 应用整体处于初期阶段，主要应用场景是增强型移动宽带业务，行业融合应用仍在验证和示范中。 美国家庭宽带成为最受关注的5G应用之一。美国四大移动运营商全部商用5G，在若干个重点城市 推出服务，覆盖城市重合度高，相继推出5G固定无线接入的服务；在工业互联网方面，ATT正在探 索基于4K视频的安全监测、AR/VR员工培训及定位服务；与此同时，美国也在尝试5G与VR/AR用于 医疗领域，帮助临终患者减少慢性疼痛和焦虑等。FCC通过采取一些举措促进5G技术向精准农业、远 程医疗、智能交通等方面的创新步伐，如设立204亿美元的“乡村数字机遇基金”等。 韩国出台5G战略，引领5G用户发展。韩国“5G”战略选定五项核心服务和十大 “5G”战略产 业，其中五项核心服务是沉浸式内容、智慧工厂、无人驾驶汽车、智慧城市、数字健康。在商用进 展方面，韩国运营商针对VR、AR、游戏推出基于5G的内容和平台活动。截至2019Q3，韩国5G用户数 超过300万，占据全球5G商用大部分市场份额。韩国用户发展速度快主要得益于运营商加速建网，手机 高额补贴，内容应用丰富，提速不提价。 欧盟5G应用涵盖工业互联网及其他多种应用场景。欧盟于2018年4月成立工业互联与自动化5G联 盟（5G-ACIA），旨在推动5G在工业生产领域的落地。欧盟5G应用试验涉及工业、农业、AR/VR、 高清视频、智慧城市、港口等多场景。英国伍斯特郡5G工厂探索使用5G进行预防性维护、远程维修指 导等应用；德国电信在汉堡港的船舶上安装了5G传感器以支持实时传输行驶轨迹和环境数据，还将交 通灯接入5G网络，远程控制交通流量；俄罗斯运营商MegaFon旨在开发智能城市、物联网、VR/AR 等5G应用试点项目。 1.2 我国搭建5G应用产业创新平台 我国举办5G应用大赛，培育5G应用生态。工业和信息化部连续两年举办“绽放杯”5G应用征集大 赛，孵化一批5G特色应用。2018年成功举办首届大赛，共收到参赛项目330多个，参与单位189家，涵 盖基础运营企业、互联网企业、科研院所等产业界各方力量，并发布了“绽放杯“5G应用征集大赛白 1 5G融合应用发展态势 1IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 2 皮书，得到了业界的广泛关注和支持；2019年1月启动了第二届“绽放杯”5G应用征集大赛，陆续举 办了浙江、上海、江苏、四川和广东等区域赛事，以及智慧城市、智慧生活、智慧工业、智慧医疗、 智媒技术、云应用、车联网和VR/AR八个专题赛，共收到参赛项目3731个，项目数量是2018年的10 倍，参与单位超过1000家，覆盖了26个省（区、市）。2019年6月21日，在工业和信息化部指导下，中 国信息通信研究院牵头成立了5G应用产业方阵，立足于搭建5G应用的融合创新平台，解决共性技术产 业问题，形成5G应用产业链协同，实现5G应用的孵化与推广，促进5G应用蓬勃发展。 全国各省市纷纷布局5G，5G应用成为关注重点。北京、浙江、重庆、江西等地方政府积极出台5G 指导文件，强化政策保障。据统计，截至2019年9月底，我国各省市共出台5G政策文件累计40余个。包 括发展规划、行动计划、实施方案、基站规划建设支持政策等，积极推进5G网络建设、应用示范和产 业发展。相比于2018年5G政策侧重产业发展和网络建设，2019年出台的政策将5G应用发展作为重点。 此外，各地纷纷成立5G有关产业联盟和研究机构，为5G发展搭建合作平台和创新平台，截至2019年9 月底，我国共成立省市级5G联盟累计50余个。 我国电信运营企业在重点城市、典型领域开展应用示范。中国移动成立了5G联合创新中心，汇聚 400余家成员单位，其“5G”计划提出面向工业、农业等14个重点行业进行5G应用开发，面向大众重 点开发5G超高清视频、5G快游戏等应用；中国联通网络研究院设立了5G创新中心，下设新媒体、智 能制造、智能网联、智慧医疗、智慧教育、智慧城市等10个行业中心，并编制六大行业5G工作指引。 中国电信积极开展5G云创新业务、5G行业应用和5G工业互联网三方面5G示范应用，包括智慧警 务、智慧交通、智慧生态、智慧党建、媒体直播、智慧医疗等共10大行业。 1.3 5G融合应用为经济发展注入新活力 作为通用网络技术，5G将全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施， 5G与垂直行业的融合 应用将孕育新兴信息产品和服务，改变人们的生活方式，促进信息消费，并逐步渗透到经济社会各行 业各领域，重塑传统产业发展模式，并拓展创新创业空间。 一是5G应用能够显著促进信息消费。5G将实现人与人、人与物、物与物的广泛连接，不仅直接 推动5G手机、智能家居、可穿戴设备等产品消费，还可培育诸如超高清视频、下一代社交网络、VR/ AR浸入式游戏等新型服务消费。根据中国信息通信研究院测算，预计2020到2025年，带动新型信息产 品和服务消费超过8万亿元。 二是5G应用能够有效带动产业发展。5G与云计算、大数据、人工智能等技术深度融合，将支撑传IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 3 统产业研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的全面深刻变革，助力传统产业优化结构、提质增 效。通过产业间的关联效应和波及效应，将放大5G对经济社会发展的贡献，带动国民经济各行业、各 领域实现高质量发展。预计2020-2025年期间，我国5G商用间接拉动的经济总产出约24.8万亿元，间 接带动的经济增加值达8.4万亿元。 三是5G应用将拓展创新创业新空间。5G促进应用场景从个人消费领域拓展至行业生产服务领域， 除带动信息产业就业机会以外，还将创造大量具有高知识含量的就业机会，比如，5G将催生工业数 据分析、智能算法开发、行业应用解决方案等新型信息服务岗位，并培育基于在线平台的灵活就业模 式。据测算，到2025年，5G将直接创造就业岗位超过300万个。 1.4 5G融合应用逐渐构建“3＋4＋X”体系 5G融合应用体系包括3大应用方向、4大通用应用和X类行业应用。随着商用进程全面开启和网络 建设加速推进，5G与垂直行业的融合应用成为未来发展的关键所在。2019年我国5G应用在广度、深 度、技术的创新性等方面都有一定的进步。各地方各行业5G创新应用百花齐放，一些应用逐渐从单一 化业务探索、试点示范阶段进入体系化应用场景、复制推广阶段。从应用方向上看，5G应用包括产业 数字化、智慧化生活、数字化治理三大方向；5G通用应用（即未来可能应用于各行业各种5G场景的 应用）包括4K/8K超高清视频、VR/AR、无人机/车/船、机器人四大类；5G应用到工业、医疗、教 育、安防等领域，还将产生X类创新型行业应用。 图1-1 5G融合应用体系图IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 4 5G融合应用体系包括产业数字化、智慧化生活、数字化治理三大方向。一是智慧化生活方面，5G 不仅支持4K/8K超高清视频、VR/AR、云游戏等文体娱乐业务，提供“不卡不顿不转圈”的观影体验 和“身临其境”的沉浸式体验，还带来智能家居、云桌面等新的生活工作方式；二是在数字化治理方 面，5G通过给城市管理、照明、抄表、停车、公共安全与应急处置等行业带来新型智慧应用，提升社 会治理能力和效率；三是在产业数字化方面，5G与工业、医疗、交通、金融、教育等行业融合发展， 融入到研发、生产、管理、服务等环节，可满足人、物、机器等各要素之间全连接，实现泛在深度互 联和个性化定制，通过重塑传统产业发展模式，使行业变得更加数字化、网络化、智能化。 5G融合应用体系包括4K/8K超高清视频、VR/AR、无人机/车/船、机器人四大类通用应用。在 能力增强方面，5G可支持未来视频图像分辨率向4K/8K演进，推动视频采编传播等多环节变革；5G云 VR/AR借助云端渲染能力，在降低对终端硬件要求的同时提升沉浸体验；5G为网联无人机/车/船赋予 实时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力，提升运行效率；5G＋机器人云端大脑通过 共享计算、存储、数据和智能，可降低成本，助力机器人规模化部署。从应用范围来看，该四类应用正 逐步成为各个行业应用的重要组件，如4K/8K超高清视频广泛应用于赛事直播、工业检测、远程医疗会 诊、安防等领域，VR/AR支持游戏、教育、培训、影视、金融、医疗等领域创新型应用，无人机/车/ 船、机器人扩大了工业、交通、医疗、环保、安防、物流等行业的服务范围，提高了智能化水平。 5G融合应用体系包括工业互联网、医疗健康、智能电网、智慧金融、智慧城市等X类创新型应 用。一是5G应用与各个领域融合都将产生新的应用场景，包括支持5G远程工业控制、质量监测、环境 监测等业务，渗透到输电线路巡检、变电设备及环境监测、用电信息采集等电力各个环节，支持远程 手术、移动查房、应急救援等医疗应用，优化和创新现有的金融服务模式及体验，实现精细化城市管 理和移动安防巡检、生态环境监测等。二是5G将与其他新一代信息技术深度融合，创造并发挥巨大的 价值，由于5G大带宽和低时延特性，很多业务场景将由本地转向云端，数据采集量急剧增长，基于大 数据分析和机器学习，将促进人工智能加速发展，给新产品、新业务、新模式带来无限想象空间。IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 5 2第二届“绽放杯“5G应用征集大赛项目洞察 2.1 第二届“绽放杯“5G应用征集大赛主要成果 2019年第二届“绽放杯“5G应用征集大赛（以下简称“第二届‘绽放杯’大赛”）共收到参赛项目 3731个，涌现出大量新产品、新业态和新模式。经过网络投票、区域赛、专题赛、初审、复赛、决赛 等环节层层选拔，最终评选出一等奖10名、二等奖20名、三等奖30名、优秀奖60名，以及最佳人气奖 30名。IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 6 表2-1 “绽放杯”决赛项目情况表IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 7 表2-1 “绽放杯”决赛项目情况表续1IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 8 IMT-2020 5G推进组 基于AI的智能切片管理和协同白皮书 表2-1 “绽放杯”决赛项目情况表续2IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 9 IMT-2020 5G推进组 基于AI的智能切片管理和协同白皮书 2.2 行业应用围绕三大方向进行创新发展 5G与各行业广泛融合，行业应用新模式不断涌现。随着我国正式发放5G商用牌照，5G与工业、交 通、医疗、文娱、教育等各行业进一步融合赋能。第二届“绽放杯“大赛的参赛项目中，产业数字化、 智慧化生活、数字化治理三大应用方向占比分别为46、35、19。行业应用方面，医疗健康、公 共安全与应急处置、智慧交通、工业互联网、文体娱乐等领域的项目数量位居前列。行业应用的新产 品、新业态和新模式不断涌现，促进传统产业转型升级。 图 2-1 第二届“绽放杯“大赛三大应用方向占比情况 图 2-2 第二届“绽放杯“大赛行业应用占比情况IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 10 2.3 医疗健康、工业互联网等将成5G先锋应用领域 医疗健康、工业互联网等将成5G应用先锋行业。2018年第一届“绽放杯“大赛中，智慧交通、医 疗健康、公共安全与应急处置领域参赛项目位列前三。今年的“绽放杯“大赛中，医疗健康、工业互联 网、文体娱乐、公共安全与应急处置等领域项目数量占比明显提升，反映这些领域有望成为5G先锋应 用领域。 2.4 粤浙京沪川苏呈现5G行业应用引领态势 第二届“绽放杯“大赛共收集到26个省（区、市）的参赛项目。第二届“绽放杯“大赛得到全国广泛 响应，广东、浙江、北京、上海、四川、江苏等省（市）参赛项目居多，约占全部参赛项目的77，呈 现5G行业应用引领性态势。这些区域是目前我国5G产业基础好、创新热情高、发展前景优、政府支持 力度大的区域，正从应用试点向产业生态稳步迈进。 2.5 运营商和设备商仍是推动5G应用发展主体 运营商和设备商成为推进5G融合应用的领军者。第二届“绽放杯“大赛中90.6的应用项目来自企 事业单位及政府部门，9.4的应用项目来自团队和个人。企事业单位及政府部门项目数量占比较去年 大幅提升，涵盖电信运营企业、通信设备企业、终端设备企业、科研院所、行业应用企业及第三方企 业。据统计，中国移动、中国电信、中国联通、上海诺基亚贝尔、华为、中兴等电信运营商和主设备 图 2-3 两届“绽放杯“大赛行业应用占比情况分析IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 11 厂商仍是目前推动5G应用发展的主体。此外，民营企业参与度进一步提升，为下一步5G应用市场化奠 定良好基础。 2.6 5G推动ICT关键技术加速融合 人工智能、大数据、云计算、边缘计算成为重点应用的ICT技术。第二届“绽放杯“大赛中，参赛项 目应用人工智能、大数据、云计算、边缘计算技术的占比分别达55、44、38和33。相比第一届“ 绽放杯“大赛，5G与人工智能等ICT关键技术融合水平显著提升，催生孵化了更加智能的应用场景，将 创造更加智慧的生活和工作方式，加速推进经济社会数字化转型。 图2-4 第二届“绽放杯“大赛项目参与主体统计 图2-5 第二届“绽放杯“大赛ICT关键技术占比情况IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 人工智能加速5G各类应用场景落地。人工智能涉及计算机视觉、机器学习、自然语言处理、机器 人技术、语音识别等多方面，广泛应用于第二届“绽放杯“大赛中公共安全与应急处置、工业互联网、 医疗健康等领域，成为占比最高的ICT技术。利用人工智能的自主学习、数据处理等能力，5G在各行 业应用的深度和广度都得到有效提升，形成持续的创新态势。人工智能正在加速5G各类应用场景落 地，并与5G相互赋能，成为实现万物智联的助推器。 MEC成为低时延场景中的关键使能技术。MEC（移动边缘计算）通过将部分核心网功能下沉到接 入网边缘，减少移动业务交付的端到端时延，从而提升用户体验。第二届“绽放杯“大赛应用MEC技术 的参赛项目约占全部项目的33，较去年的20显著提升。其中，工业互联网领域中应用MEC的项目达 60，领先于其他行业应用，MEC或将成为5G在工业领域应用的“杀手锏”技术。此外，仓储物流、 智慧交通、文体娱乐等应用领域中对时延敏感的场景同样依赖MEC技术，反映MEC将成为这些低时延 应用场景中的关键使能技术。 图2-6 第二届“绽放杯“大赛各行业应用人工智能占比情况 图2-7 第二届“绽放杯“大赛各行业应用MEC占比情况IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 13 2.7 5G融合应用加速落地，商业模式逐渐显现 参赛项目的成熟度和完整度更高。与第一届“绽放杯“大赛大部分项目处于起步阶段相比，第二届“ 绽放杯“大赛参赛项目的成熟度和完整度更高。纯创意阶段和需求调研阶段占比大幅降低，已完成原型 设计或第一版解决方案和正在进行试用的项目占比明显提升，反映出5G融合应用加速落地，市场前景 更加明朗。 以ToB为主导的商业模式成为业界共识。参赛项目商业模式以面向行业用户（To B）为主,占比高 达78.1，盈利模式主要包括平台建设、运维以及解决方案收入等。针对个人消费者（To C）占比约 为5.2，商业模式主要包括终端销售和通讯服务。同时，有16.7的参赛项目同时面向行业用户和个 人消费者。 图2-8 两届“绽放杯“大赛项目发展阶段对比 图2-9 第二届“绽放杯“大赛服务对象总体情况 IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 14 不同垂直行业服务对象有所差异。其中，仓储物流、工业互联网、智慧电网等领域To B市场占据 绝对优势，企业市场将成为5G商业良性发展的压舱石和推进器。而智慧家庭、文体娱乐、智慧教育等 领域To C市场占比相对更高，个人消费仍将在初期成为推动这些领域发展的重要部分。 图2-10 第二届“绽放杯“大赛各领域应用服务对象情况IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 15 3 十大重点应用领域分析 3.1 5G应用评估体系 2019年，我国5G创新应用层出不穷，各行各业都在寻找与5G的结合点，5G应用广度和深度相比 2018年都有显著增加。与此同时，也存在5G应用产业各方对5G应用理解不统一，对未来发展路径不明 确，缺乏一致的工具来评判具体实践的问题。本白皮书通过建立5G应用评估指标体系，助力5G应用相 关企业了解自身应用水平，发现存在的问题，更好的推进5G应用发展。 5G应用评估体系（CMM模型）通过5G能力要求（Capability）、成熟度（Maturity）、市场前景 （Market）三个方面对具体应用进行评估，一方面分析不同应用的5G相关性，另一方面评价发展进度 和判断未来发展空间。 表3-1 5G应用评估指标体系IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 16 根据5G应用评估体系（CMM模型），本白皮书筛选出5G十大先锋应用领域VR/AR、超高清视 频、无人机、车联网、工业互联网、智能电网、智慧医疗、智慧教育、智慧金融、智慧城市。针对每 个领域，将从5G对行业服务促进作用、5G的应用现状、面临的挑战、未来的发展节奏等四个方面进行 描述。 为了直观表示当前阶段5G各类应用的发展现状及前景，本白皮书将通过5G应用成熟度曲线对各行 业的5G应用情况进行展示。5G应用成熟度曲线基于发展现状对子业务成熟度进行判断，分为探索期、 市场启动期、高速发展期和应用成熟期共四个阶段，并预测其市场前景，通过圆的大小表示市场空间 的大小。 图3-2 5G应用成熟度曲线示意图 图3-1 5G十大先锋应用领域评估情况IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 17 3.2 超高清视频 1．5G的价值 4G技术无法支撑超高清视频传输。超高清视频分辨率要达到4K甚至8K，而且帧率要达到50帧以 上，图像采样比特数提升到10比特，同时图像增加HDR标准，对带宽的需求在几十兆到上百兆，而多 屏同传等创新应用的带宽需求再增加数倍，当前4G网络的平均用户体验速率仅为20-30Mbps，已无法 满足要求。在4G通信时期，超高清视频、VR全景视频等大数据量视频主要以硬件存储本地播放的形式 存在，传播不便捷，用户数量较少，难以形成大规模产业。5G的大带宽、低时延特性解决了超高清视 频等大带宽业务传播的技术问题，推动了行业的发展。超高清视频应用正成为现阶段运营商及5G商用 相关方探索的最大亮点，有望成为5G前期部署的主要应用场景和业务拉动的重要驱动力。 5G将全方位赋能超高清产业。5G将在视频采集回传、视频素材云端制作以及超高清视频节目播出 三个环节助力超高清产业。4K/8K摄像机通过编码推流设备，将原始视频流转换成IP数据流，通过5G CPE或集成5G模组的编码推流设备将视频数据转发给5G基站。在大型活动举行期间，会产生数以万计 的连接需求，大量的高清摄像头或者终端录屏的视频传输需求，5G网络超高网速、超低时延、超大连 接三大特点可以较好承载需求。基于5G模组的编码推流设备和摄像机背包设备可以为各种视频设备提 供稳定的实时传输，同时相比传统的线缆传输更加灵活，不受空间的限制，能满足更灵活的超高清视 频回传需求。5G基站通过核心网，把视频数据传送到视频播放、存储及分发端，并通过多种方式发给 视频显示终端。在5G超高清视频直播的基础上，在超高清视频素材到达云端之后，在云端部署相应 的视频制作软件，通过桌面应用、H5页面等方式对视频素材进行云端的制作，然后再通过5G网络进行 内容分发，实现基于5G网络的超高清视频制播。 2．应用现状 2018年5G的R15版本标准已经冻结，奠定了面向以超高清视频为主的eMBB业务的5G网络商用 基础。在美国，Verizon发布5G内容运营策略，成为电视及视频内容聚合方，为用户提供YouTube和 Apple TV 4K服务。韩国SKT、KT等运营商基于在平昌冬奥会上的5G试商用，在2018年底正式为用 户提供5G视频类应用，包括同步观看、交互时间片段、360度虚拟现实直播、全方位视觉等服务。超高 清视频已成为全球主流电信运营商5G网络商用后的首批目标业务。IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 18 目前5G超高清已有部分成功行业应用，正加速逼近规模化应用临界点。随着5G网络的发展，5G技 术下的4K/8K视频正成为未来的广播电视、大型赛事、演唱会、远程医疗、安防监控等领域的视频直 播标准，已产生部分标杆型案例。 3．面临挑战 5G超高清产业链标准尚未打通。超高清视频产业的国内外标准尚未形成完整体系，现有标准主 要集中在信源编解码、显示终端等领域，信道、接口、安全、应用等相关标准仍处于探讨阶段。 5G超高清产业发展不均衡。我国产业各环节的发展相对不均衡，终端呈现领域实力较强，显示 面板具备多家全球领先企业，网络传输能力也已初步具备，三大运营商相继推进5G网络建设，但内容 制作及部分前端制作环节面临挑战较大，国内4K节目储备较少，且超高清摄录设备及关键元器件由国 外厂商主导。虽然重点行业应用已经初现亮点，但各方投入意愿有差异，缺乏协同合作，推进步调不IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 19 一致，放大了产业链短板效应。 5G超高清内容供给不足。超高清内容制作成本高、设备投资大、投入产出比不高，且面临版权 保护的风险，内容厂商生产意愿不强。且由于厂商在前期推广8K超高清视频时无法从用户侧收取更多 超高清内容费用，导致在内容制作方面承担较大资金压力。 4．发展节奏 4K将首先进入成熟期，5G模组、部分行业应用及8K还需产业链持续协同发展。目前，5G超高清 应用更多集中在现场直播背包、5G4K转播车等节目回传应用中，现场直播回传的成熟为用户提供具 有更强烈的震撼感和更深层次沉浸感的观看体验。5G4K终端、云采编、4K转播车等技术迎来高速发 展期，在未来1-2年将实现规模化应用。超高清医疗、安防等由于受限于设备技术融合和行业内部规 范等限制，4K内窥镜、4K手术室显示器、4K监控器等产品仍需等待2-10年的成熟期。5G8K终端、 8K转播车等尚处于探索期，产业链完善及应用普及还有较长时间。 3.3 VR/AR 1．5G的价值 5G支持更具沉浸感的虚拟现实用户体验。参考中国信通院虚拟（增强）现实白皮书2018中的 分级界定，虚拟现实发展可划分为初级沉浸、部分沉浸、深度沉浸、完全沉浸阶段，更高的发展阶段 对传输带宽与时延要求更高，既要画质好，又要交互快，沉浸体验层次也更高。在画面质量方面，部 分沉浸阶段带宽需求达百兆，而4G用户速率难以满足，5G用户速率是4G十倍以上，能够支持百兆甚至 图3-3 超高清视频应用成熟度曲线IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 20 千兆传输。在交互响应方面，用户头动到相应画面完成显示的时间应控制在20ms以内，以避免因此产 生的眩晕感。如果仅依靠终端的本地处理，将导致终端复杂、价格昂贵。相比之下，若将视觉计算放 在云端，能够显著降低终端复杂度，但会引入额外的网络传输时延。目前4G空口时延在几十毫秒，难 以满足要求，而5G空口时延仅为1ms，能够满足交互响应时延要求。 5G降低虚拟现实终端的使用门槛。用户体验与终端成本的平衡是现阶段影响VR产业发展的关键问 题。当前以HTC VIVE等为代表的高品质PC VR设备，基于本地处理，其配置套装价格高达数千乃至 万元，制约了VR的普及。5G云VR通过将VR应用所需的内容处理与计算能力置于云端，可有效大幅降 低终端购置成本与配置使用的繁复程度，保障VR业务的流畅性、沉浸感、无绳化，有望加速推动VR 规模化应用。 5G优化虚拟现实内容生产环境。内容匮乏是虚拟现实产业发展初期的主要问题，如何尽快缩短这 一“有车没油”的发展阶段成为当前要务。在终端本地处理情况下，VR内容需要不断适配各类不同规 格的硬件设备，而在5G云VR的架构下，VR内容处理与计算能力驻留在云端，更易于便捷适配各类差 异化的VR硬件设备。同时，针对高昂的虚拟现实内容制作成本，5G云VR有助于实施更严格的内容版 权保护措施，遏制内容盗版，保护VR产业的可持续发展。 2．应用现状 随着5G时代到来，我国电信运营商积极开发提升用户体验的新型业务应用，5G虚拟现实是主要 切入点。中国移动2017年开展了基于边缘计算和蜂窝网络的云VR系统研发，中国移动福建公司在2018 年开启全球首个电信运营商云VR业务“和云VR”的试商用，大众可体验巨幕影院、VR现场、VR 趣播、VR教育、VR游戏等特色应用。中国联通将虚拟现实作为5G视频战略核心之一，在2019年推 出了VR制播产品服务，为全国两会、江西春晚等一系列重要活动赛事提供VR直播，并正式发布了中 国联通Cloud VR融合平台，在山东成立了中国联通5G VR基地。中国电信立足电信1.5亿宽带用户基 础，力争在未来5年将云VR打造成智慧家庭下一个千万级业务，在2019年上半年以广东为试点区域推 动云VR业务落地应用，并在下半年于全国主要城市全面加载VR业务。 5G虚拟现实应用加速向生产与生活领域渗透，涌现出一批新应用与新业态，典型应用有（1） 在文娱赛事方面5GVR技术扩展了观众的观演空间，实现了与舞台零距离、360度全景、舞美细节 尽收眼底的沉浸体验。此外，新的技术也丰富了日后艺术创作维度；（2）在教育培训方面5G云化虚 拟现实技术构建异地、多人、多端的全息教学场。通过传统教育中的“教学练”与全息的“人物场” 深度结合，打破时空限制，营造虚实相融的教学环境，衍生出丰富多元的教学应用；（3）在医疗健IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 21 康方面基于5G的VR/AR可以实现远程协同手术、高清沉浸式手术直播等；（4）在工业制造领域， 5GAR可实现远程专家操作指导、协同设计等功能，提升生产效率。 3．面临挑战 一是有待跨越由“展厅观摩”向“产业落地”演进过程中的发展裂谷。虚拟现实产业链条长，涉 及技术领域多，部分5G虚拟现实从业者存在以技术方案作为产业趋势的问题，片面追求单一性能参 数，缺少对跨产业链条、面向特定场景的虚拟现实应用性技术断点的识别、拉通，而在当前技术体系 初步成形的情况下，虚拟现实单点突破所带来的研发效能相对有限，面临可持续发展挑战。 二是有待打造串联“端、管、云”协同集约的产业生态。国外基于谷歌、苹果、微软、Facebook 等ICT巨头平台，众多中小企业围绕特定重点领域进行软硬适配的内容生产，研发并利用各类平台化 开发工具，加速制作流程，提高内容质量，降低开发门槛。我国产业生态处于各自为战、小而散的发 展态势，存在彼此封闭、烟囱式的发展框架，协同化的产业雁阵尚待成型，集约化的平台能力尚待提 高，差异化、特色化的发展定位尚须明确。 4．发展节奏 预计未来五年，5G云VR将变得更轻便、更沉浸、更智能。VR终端将摆脱线缆束缚，同时在重IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 量、外形上会愈发接近人们日常生活所佩戴的眼镜，未来有望做到100g以下。借助5G高带宽、低时延 的通信特性，内容与特定终端解耦加速生态成形，规模化应用试点开始落地。一些依赖硬件性能的视 觉计算任务将由用户侧转移至处理能力更强的云端完成，进而推动视频画质与互动性的持续进阶，给 人们带来身临其境的沉浸体验。此外，虚拟现实将成为智能化的人机交互界面，通过加载图像识别、 语音识别与追踪定位等人工智能技术，为人们生产生活中带来巨大助力。 结合潜在价值、现有体验以及技术发展趋势，5G Cloud VR应用场景将先后成熟。在应用节奏 方面，基于5G的Cloud VR 巨幕影院、Cloud VR 直播、Cloud VR 360视频已处于应用成熟期， 等5G普及后即可规模化应用；基于5G的Cloud VR游戏、Cloud VR教育、Cloud VR电竞馆、Cloud VR营销正处于高速发展期，其市场价值逐渐扩大，未来1-2年将成为主流；处于市场启动期的Cloud VR K歌、音乐、Cloud VR健身由于产品起步较晚，应用场景尚不成熟，在未来2-3年将有较快的增 长预期；VR/AR垂直行业应用以及Cloud VR社交目前处于探索期，有巨大的市场潜力，将随着5G 覆盖的完善而逐渐成熟。 3.4 无人机 1．5G的价值 4G技术无法满足高级别无人机应用。无人机应用可以分为个人应用和行业应用。目前部分无人 机已经装载了无线通信模块，对于个人用户，基于3G/4G用户网络的无人机直播带来了用户全新的体 验，对于行业用户，基于无线通信的无人机使数据实时传输成为迫切需求，使得许多新的无人机应用 图3-4 VR/AR应用成熟度曲线 22IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 模式涌现出来，比如在管道、输电线路、公路等基础设施的监测方面，无人机可以替代人工成为新的 巡检方式，再结合通信网络，实现自动巡检并处理事故。同时，由于数据量的不断增长，时延要求的 不断提高，4G网络已经无法满足这些新的应用模式对于带宽、时延、可靠性的要求。 5G将为无人机应用打开新的空间。基于5G技术为网联无人机赋予的实时超高清图传、远程低时延 控制等重要能力，以及处理海量数据的能力，使得无人机载荷的形式不断演进，无人机的应用形式将变 得更加丰富。目前，实时高清图传技术有着最为广泛的应用，在农林植保、电力及石油管线巡查、应急 通信、气象监视、农林作业、环境监测、娱乐直播等领域应用的技术效果和经济效益非常显著。远程低 时延控制是未来AI自主飞行的技术雏形，结合5G网络的大带宽低时延能够实现无人机实时实景导航， 网络辅助的环境感知智能避障。无人机回传感知传感器信息由云端AI判断周围的障碍物、多机协同避 让，相比在无人机本地判断将节约成本和功耗，云端获取到的信息更加全面，算法统一易于升级。 2．应用现状 典型5G网联无人机应用有物流运送、娱乐直播、基础设施巡检、农林植保、地理测绘等。5G和网 联无人机的融合发展处于初期探索阶段，主要的应用有（1）物流运送通过利用远程控制和自动飞 行两种方式实现无人驾驶的低空飞行器运载包裹，自动送达目的地，通过规避拥堵，摆脱地形干扰来提 高配送效率。（2）娱乐直播通过无人机挂载360度全景镜头进行视频拍摄，全景相机完成视频采集、 拼接处理与视频流处理，再通过5G网络下行链路传输到用户，用户可以通过终端，随时随地无延迟地体 验激动人心的现场。（3）基础设施巡检无人机以成本低、灵活性强、安全性高、受自然环境及地形 影响较小、视角更优等特点，越来越广泛地应用于基础设施巡检领域。主要包括建筑外墙巡检、电力 巡检、基站巡检、石油管线巡检以及河道巡检等。（4）农林植保通过无人机搭载定制负荷实现植保 机械化，结合5G网络实现无人机和数据中心进行数据交换，通过云平台分析载荷收集的实时数据辅助数 据中心实现远程操作。（5）地理测绘作为传统航空摄影测量手段的有力补充，通过5G网联无人机采 集环境数据制作实时实景地图模型的技术方案，可以实现在不同的应用场景基于地图的数据挖掘，在抢 险、科研、教育、智慧农业、城市规划、勘察、场景巡检等领域，提供强大的扩展空间。 目前5G网联无人机应用多数处于小范围试用阶段，距离成熟和商用还需时日。近一年来，基于5G 网联无人机的应用不断出现，在高清直播、物流配送、农业植保、地理测绘、巡检、安防等领域，针 对一些业务进行功能验证，但总体来看，5G网联无人机应用绝大部分仍处于探索阶段，仅限于应用示 范，距离真正成熟和大范围商用还需要一段时间。 23IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 3．面临挑战 一是技术问题仍需进一步改进。多旋翼无人机不稳定，欠驱动的系统技术特性决定了其抗风能力 差，容易坠机。5G时代，利用5G实现无人机自主飞行的大规模商用将面临技术上的安全挑战，国外利 用无人机进行快递业务试点也出现了坠机事件。 二是监管政策和措施仍需进一步落实。随着无人机大规模的商用，行业标准制定、无人机设备制 造和认证、实名登记、飞行培训等各项监管政策仍需进一步细化和落地，同时无人机的监管技术手段 仍需要进一步的建设和改善，实现无人机从生产、销售到飞行全流程的监管。 三是应用和产业仍需进一步推广和孵化。行业无人机载荷一般较为贵重，即使技术角度可以实现 5G无人机自重飞行，如何在行业中进行推广也是一大挑战，同时与各行业深度融合，低空通信网络建 设，人员培训，充电桩建设，保险等全产业都需要进行发展培育。 24IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 4．发展节奏 行业应用是5G网联无人机的重点领域，物流配送、管线巡检、农林植保、应急安防等领域已经进 行了广泛的5G应用探索，是5G网联无人机的重点领域。针对具体行业应用需求，5G网络要按需部署空 中覆盖，预计未来将按照重点区域、重点航线、全面覆盖的节奏进行网络部署。 从业务成熟度来看，5G网联无人机结合4K/8K/VR的超高清直播应用发展相对成熟。随着成本降 低，基于5G网络的编队飞行、安防、巡检、救援等应用场景将进入高速发展期。以远程控制、AI飞行 等技术为基础的物流配送、农林植保等综合性应用仍有较长的路要走。总体来说，无人机大规模、高 精度、稳定应用还需要一定的发展时间。 3.5 工业互联网 1．5G的价值 5G与工业互联网融合推进行业应用落地。5G工业互联网的行业应用主要包括5G在电力、制造 （电子制造、汽车制造、家电制造等）、港口、油田等垂直行业的应用。国内主要在电力、工厂制造 等行业取得了一定的应用示范成果，涉及的业务种类主要包括工业控制类业务（如系统自动控制和 远程控制等）、质量监测类业务和环境监测类业务（如物联网、大数据业务等）。 5G与工业互联网融合促进通用型应用发展。通用型应用主要包括5G与工业AR/VR、超高清视 图3-5 无人机应用成熟度曲线 25IMT-2020 5G 推进组 5G应用创新发展白皮书 频、无人机、机器人等领域的结合。国内已取得的示范性应用成果包括信息监测、视频回传类业务 （如工业AR/VR巡检、无人机巡检、机器人巡检、超高清视频监控等）和物流类业务（如采用AGV 完成的物料配送、仓储物流业务等）。 2．应用现状 5G与工业互联网融合促进通用型应用发展。通用型应用主要包括5G与工业VR /AR、超高清视 频、无人机、机器人等领域的结合。国内已取得的示范性应用成果包括信息监测、视频回传类业务 （如工业VR/AR巡检、无人机巡检、机器人巡检、超高清视频监控等）和物流类业务（如采