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研报:国信证券:5G等核心技术问题调研纪要
发布时间:2017年07月25日 11:05:03

(电子商务研究中心讯)  事项:

  近期,国信通信团队对主流设备商相关部门的专家进行调研,并就投资者关心的问题进行了总结,同时附加了我们整理和归纳的信息,具体纪要汇总如下,供您参考。

  评论:

  调研纪要

  一、5G三大应用场景

  1、5G的应用场景的三大应用场景?

  增强移动宽带eMBB、机器通信mMTC、超低时延URLLC。

  增强移动宽带是3G和4G的延续和增强(人和人之间的通信),机器通信和高可靠低时延的通信是物联网的范畴,一个是海量物联网,一个是低时延的物联网。

  海量物联网目前比较热的技术是NB-IoT,设计目标是每平方公里5万个连接数。5G的mMTC目标值是每平方公里100万个连接,会有比较大的提升。高可靠低时延主要应用于远程医疗、无人驾驶这些方面,两方面要求包括,超高可靠稳定性的要求以及低时延的要求,要达到空口时延1ms,端到端3ms左右才能满足一些自动驾驶等的要求。

  eMBB主要在是吞吐率、频谱效率方面提升,海量机械通信是在连接密度方面提升,高可靠低时延是关注高速移动的需求。

  2、5G的三大场景哪种是4G满足不了的?

  4G时延几百毫秒,主要满足不了第三种应用场景。海量连接密度和容量也是4G满足不了的。

  二、5G技术及标准相关

  3、介绍下5G无线技术?

  5G技术包括4G技术的演进和5G新空口技术。

  5G大规模商用在2020年,但在此过程中4G在不断往前演进,如2C/3C载波聚合通过更大的带宽组合来获取更大的吞吐率,是持续的过程。4G的演进空口在5G真正商用之前满足的是覆盖、容量,低时延高可靠主要通过LTV-V车联网标准的制定来完成。

  5GNR(即5G新空口)是相对于4G的旧技术而言的,按频率划分的话,6GHZ以上定位为高频,至87-90Ghz。6GHZ以下为低频,包括4G现有的频谱以及新增的频谱,比如3.5GHZ。

  4、高频和低频分别如何应用?

  高频如28、26GHZ,覆盖区域较小,适合热点区域的覆盖,或像美国一样做固定的移动接入,或在室内做一些小基站的部署。低频的3.5GHZ可以做连续的广覆盖,需要用独立组网。低时延高可靠低功耗的连接场景可以用700M/900M等现有频谱,欧洲对物联网的发展比较重视。

  5、5G标准制定和发布的时点?

  关于标准的发布,3GPP完成标准制定,ITU负责审核和发布。3GPP制定标准目前分为两个阶段,第一阶段是R15,在2018年年中冻结,第二阶段R16会在2019年年底冻结。

  第一阶段主要包括两部分,一部分是增强移动宽带,是3G/4G的演进。另一部分包括一部分高可靠低时延的场景。

  第二阶段包括另一部分高可靠低时延的场景,以及海量机器通信。

  第一阶段重点还是放在增强移动宽带eMBB场景,支持这部分的运营商基本以亚太地区和美国日本澳大利亚等地方为主,人口较多,对流量需求较大,而且持续增长。高可靠低时延的关注度主要来自欧洲,因为欧洲人口有限,工业制造比较发达,如北欧,机械连接符合社会发展节奏。

  6、非独立和独立组网哪个比较重要?以及各自标准确定的时间和方式?

  非独立组网和独立组网都很重要。

  对于非独立组网:分为控制面和用户面。控制面指(如信令)在真正建立通话、数据连接之前做铺垫的信令交互。5G的高频,如28GHZ覆盖范围很小,没法独立成网,借助4G现网覆盖,接入通过5G的孤岛站完成。第一阶段分两部分,非独立组网会在2017年年底完成,这意味着5G和4G要一起用才能正常工作。独立组网2018年年中完成。

  对于独立组网:可以单独通过如3.5G的基站完成。

  2018年年中标准冻结后,芯片、设备厂商会根据标准调整自己的研发和产品,2019年小规模生产,2020年大规模生产。

  三、全球各地区5G投资进度

  7、一句话讲全球的5G情况?

  中国积极推进2020年商用,美国欲引领5G产业发展、欧洲主导5G标准节奏、日韩计划发展超前。

  8、中国的5G进度计划?

  中国主要是政府的推动力,5G已经写进政府规划,计划2020年商用。

  中国厂家在标准制定方面有更多的话语权,华为牵头的Poloar码,中兴提出新型多址和波形技术,获得了认可。因此,在未来核心专利和专利交叉授权上有更多的话语权。

  技术研发是由工信部牵头的,产品研发实验室由运营商牵头的。技术研发分三阶段测试,第二阶段基本在今年7月份完成。今年下半年到明年是铺设更多基站,小规模组成一片网络,实际测试看看还有哪些需要解决的问题。

  在中国厂商中,华为走在前列,中兴其次,爱立信为了满足美国Verizon和AT&T的需求,研发重心放在高频。随着全球需求的统一,低频中的3.5GHZ成为5G初期最主要的需求。

  9、哪些单位参加了中国的5G测试?

  在国家测试中有这些单位参与,包括研究所、三大运营商、设备商包括华为、爱立信、中兴、大唐、诺基亚、三星都参加了,芯片厂家比如高通、因特尔、联发科,还有测试仪表的中电四十一所、星河,还有安捷伦、罗德施瓦茨,整个产业链都参与到国家测试中了。

  10、美国的5G进度如何?

  2016年7月美国政府正式为5G网络分配频谱,FCC目前分配3.85Glicense频段28GHz(27.5-28.35GHz)、37GHz(37-38.6GHz)、39GHz(38.6-40GHz)。

  Verizon2016年6月宣布发布5G标准(非国际标准),并计划于2017年在11个城市提供5G业务。Verizon自己推出了V5G标准,是通过最后一公里的方式来实现的(通过FWA的方式),并不是全网的5G。在美国光纤的最后一公里铺设难度很大,土地产权都是私有的,许可很难拿到;但最后一公里用无线布设就容易多了。

  AT&T等其他运营商宣称要跟随国际标准,预计在2018年底前提供5G业务。

  11、美国的基站、机房不用土地吗?

  如果用固定宽带接入的话,他们的终端形态和我们的手机不一样。像28GHZ做移动业务,只能覆盖几百米,如果做固定宽带接入,其终端在业内称为CPE,是大盒子,带很长的天线。美国小别墅一栋一栋的,安装这种终端本身就存在争议。使用高频的时候可以覆盖1-2公里的覆盖半径,其目标就是最后一公里。所以美国的需求更偏向固定宽带接入。

  12、日本韩国目前的5G进度如何?

  日本计划在2020年东京奥运会之前实现5G商用,DoCoMo正在组织验证5G关键技术。韩国(KT)将于2018年初开展5G预商用试验,在平昌冬奥会奥运村做5G覆盖。运动员的大巴可能采用无人驾驶。

  13、欧洲的5G进度如何?

  欧洲的设立H2020计划,组建5GPPP联盟,推动METIS研究项目等,欧洲阵营主导着5G标准节奏,2016年9月发布欧盟5G行动计划。

  在政府积极推动下,意大利将在2017开始5G实验局建设。

  14、对于运营商的5G支出如何看待?

  国内运营商方面,整个5G生命周期内,三大运营商总投资额预测是在1800亿美金,主要有两块:一,相对于4G(1100多亿美金,集中在13-16年,前面三四年比较集中),5G投资额有大幅增长,原因是全世界LTE建网从2009年开始,我国从13年开始建,整个产业链比较成熟,元器件、终端成本降下来,但是5G建设要赶第一批,设备、元器件、芯片成本比较贵,需要额外的支出来为规模商用铺路,会导致运营商投资额上升。二,国内运营商明确提出建立全国覆盖的5G网络,独立成网,所以基站数量肯定会比4G多,基站成本高、数量多,总的投资额肯定提高。

  国外运营商,以日本为例,日本也是同一批建5G。4G时代七八年内,投资6万亿日元,预计5G投资额5万亿。下降的原因是:非独立组网,相当在4G网络上插花组网,不要求连续覆盖,避开前期高昂的成本,后期可以逐渐补上,同时在热点区域满足旺盛需求;不同运营商之间基站共享。

  15、全球5G投资额的演进情况?

  2017年:主要是北美基本100%

  2018年:亚洲25%、欧洲45%、北美30%

  2019年:亚洲45%、欧洲15%、北美40%

  16、目前欧洲市场的进度?例如意大利等国家。

  去年,中兴通讯在意大利拿了和记的一个10亿欧元的大单,国家网全网搬迁,3-4年完成。4G网络搬迁意味着提前锁定5G份额,现在的设备都具备一定的5G能力,运营商不太可能到时候再换一拨。

  另外与法电、西班牙电信也有一些合作在进行,但尚未达成协议。相对来讲,中国的5G提前商用利好中国厂家。中国厂家想在国外产生强市场,需要两点:一,技术强,等于或优于国外厂商;二,价格要低于国外厂商。中国5G低频首先商用,全世界基本也是低频开始,中国厂家的路线是低频,爱立信、诺基亚的路线是高频,低频的投入比较慢。

  17、欧洲也是其主要市场,为何爱立信、诺基亚没有选择从低频起步?

  大家一开始要做一个预判,美国市场是爱立信、诺基亚的非常重要市场,美国运营商Arpu值很高,设备商赚很多钱,而且是当期收益,一开始目光放在美国市场是合理的。只是没想到欧洲和亚洲的步伐这么快,进度超预期。单从低频上讲,中国厂商方向是走对了,而且略强一些。中国移动的几十万基站商用规模,成本一下就下来,在开拓国际运营商市场的时候中国设备商的低成本很有竞争力。国内中兴、华为这两家占80%,爱立信和诺基亚占20%。技术上不差,价格便宜,在国际市场上5G会有新的局面。

  18、中兴在欧洲,和4G相比已经明显不一样?

  在大的运营商方面有所改观,正在做准备工作,以前大跨国运营商还是差一点,以后会改观的,只要公司整体策略稳健往前走,没有大的变故一般没问题。

  19、中国为什么不能像日韩一样建设网络?

  一开始建一个全覆盖的5G网络,核心网一开始就准备好,可以直接支持新业务。日本的方式更省钱,分两步走。不一定是全国覆盖,主要城市覆盖。中国移动是出于容量上的考虑,4G容量差不多。

  中国移动一开始还是比较激进的。5G应该也不是运营商做全部的投资。BAT也会参与,物联网。国外亚马逊谷歌也投了不少基础设施。19年小规模,到2020年大规模,已经明确。

  20、亚非拉的5G建设?

  中东除外,亚非拉可能七八年内不会上。

  四、5G相关时间节点

  21、设备厂商什么时候开始投资?

  设备厂商参与标准制定,他们是边做边改的过程,一般2018年中标准冻结后一个季度就准备得差不多了。接下来主要等终端。

  22、运营商投资主要在什么时候?

  预计2019年开始,如有超预期,关注中移动2018年下半年的情况。

  23、之前说标准制定会提前能实现吗?

  之前是独立组网和非独立组网标准都在2018年中冻结,现在说的提前是把其中的非独立组网标准制定提速。

  24、物联网什么时候大规模商用?

  NB-IoT是2016年年中冻结的,会有比较长的生命周期,海量机械连接相关标准要到2019年底才能冻结,其大规模商用要到2021年。

  车联网在第二阶段完成,基于LTE的车联网有100ms的时延需求,5G是3ms。3ms的时间概念是,对于无人驾驶的车辆,遇到突发情况会比100ms的时延减少10m的刹车距离,这对自动驾驶非常关键,所以LTE的车联网是研究实验阶段,真正商用要等5G,还需要很长时间。

  五、基站侧

  25、不同频段基站的覆盖范围?

  天然的无线电频谱,没有新技术帮助的情况下,2G的频谱为900M和1800M,一个基站覆盖7-8公里、4-5公里;3G的频谱2100M,一个基站覆盖2-3公里;4G频谱2600M,一个基站覆盖1-2公里,郊区覆盖范围稍微大一些;5G的频谱,低频3.5GHZ,高频28GHZ,如果不借助新技术,低频一个基站覆盖500米至1公里,高频28GHZ一个基站覆盖50米至200米。之前4G阶段的LTE技术,射频和天线分开,8个天线最多。对于低频3.5GHZ,现在5G有多天线技术,5G可能多达128个天线,天线振子集成在设备里面。多天线技术、终端天线数量增多的情况下,可以达到介于4G和3G的覆盖范围。高频的帮助不大,因为覆盖范围实在太小,没办法独立成网。高频要么落在低频3.5GHZ上要么落在4G上。

  26、单个基站的投资方面及价格?

  5G要布更多的基站,且单个基站更贵。

  基站的投资主要分三部分:天线、射频单元、机房的基站单元。5G的天线和射频单元二合一,传统的只有4个天线,合一之后天线数量几十倍的增长。目前技术还未广泛推广,成本高,是传统基站4-5倍的成本。一个4G基站,国际上纯设备部分1-2万美金,国内不超过10万人民币。一个5G基站50万人民币以上。大规模部署的话价格会降低,中国移动一开始就大规模部署,需要为产业链成熟埋单。

  27、基站在中国的数量级?

  百万级,中国移动TD-LTE建了超过150万个基站,5G基站只会比4G多不会少。低频的3.5GHZ依靠多天线技术大概可以达到接近4G的覆盖范围,28G只是布局在核心城区。因此基站数量不会多太多,多出来的以高频为主。光基站就万亿以上的投资规模。

  28、基站侧软硬件的市场预期?

  根据Ovum,不含土建、承载网,基站侧软硬件呈现的趋势是17、18年比较少,18年标准冻结,19年才会有快速发展。19年开始,亚太地区投资明显超过其他地区,占一半以上的投资额,亚太主要是中日韩、澳大利亚。2020年中国移动大量建设,会带动亚太地区的份额比重上升。到2020年整个基站侧投资大概在50亿美金左右,包括传输网、核心网配套。(来源:国信证券 文/ 程成 王齐昊 编选:中国电子商务研究中心)

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