5G通信行业分析报告.docx

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5G通信行业分析报告

2017年5G通信行业分析报告

2017年11月

目录

5G无线接入网国内建设大幕有望于2019年开启，基站价格的大幅上涨推动无线接入产业链深度受益，整体看好国内基站龙头设备供应商及其产业链上地位稳固的相关企业。

本报告以量化分析为主，带来5G无线接入网全新观点，测算国内5G无线接入网整体市场规模，解析通信基站及其产业链未来市场空间，并剖析相关领域的受益企业。

国内5G建设聚焦宏基站广覆盖，预计基站投资总支出大幅上涨。

我们预计国内5G网络商用频段将聚焦在中低频段，运营商将以宏基站独立组网实现连续广覆盖作为5G建网的主要策略。

新技术的引入，使得5G网络与4G网络共站址部署具有较高可行性。

我们认为，相较4G时期，5G宏基站的总量不会大幅增加，但单个基站的价格预计将大幅上升，导致无线接入网的整体投资规模相较4G时期会大幅上涨，国内运营商用于采购基站设备的年均支出也预期将大幅上涨。

基站设备产业链预计将全面受益，龙头厂商市场份额有望进一步上升。

以华为和中兴为代表的国内基站龙头设备商具备全球领先的中低频5G技术储备，在国内5G网络以中低频段为主的部署策略下，预计国内基站厂商的市场份额有望进一步上升，相关基站设备产业链也将随之深度受益。

5G多天线技术的引入促使射频组件需求量倍增，预计与设备商有深度合作且具有深厚技术储备的龙头射频零部件企业将大幅受益，市场份额也有望进一步上升。

毫米波技术不成熟，预计5G规模建设期内国内小基站需求量有限。

预计国内运营商5G网络建设将以实现连续覆盖为最高优先级，低频小基站部署场景有限。

当前毫米波的核心专利技术和零部件产品仍掌握在海外公司手中，国内企业高频小基站尚不具有竞争优势。

预计国内毫米波频段的商用将至少晚于5G牌照发放约3年以上，我们认为在国内毫米波技术成熟之前，5G小基站的市场需求比较有限。

一、5G建设聚焦宏基站广覆盖，预计基站投资总支出大幅上涨

1、5G网络中低频段覆盖能力不输4G，共站址部署完全可行

（1）3.5GHz频段有望成为国内5G主流商用频段

ITU对5G频谱的讨论。

频谱资源是支撑无线移动网络提供服务的基础，尽管5G标准还未完成，但全球各主要市场已经开始进行测试工作，甚至已有国家率先公布了5G频谱规划。

不过，频谱和标准一样，需要全球统一，才能形成规模效应，实现全球漫游。

因此，在5G测试阶段，通常会在大致确定的全球5G频谱范围内来选择，以保持一致性。

这个大致范围就是世界无线电通信大会（WRC）确定的一些候选频段。

WRC是由国际电信联盟（ITU）组织的世界无线电通信会议，以修订、审校无线电通信规则，有关无线电频谱、同步卫星和异步卫星轨道的使用等国际条约。

WRC会议大约三年或四年举行一次，上一次会议WRC-15在2015年召开，重点决定了扩展4G频谱，并讨论了部分5G频谱。

下一次会议将在2019年进行，将确定最终的5G全球商用频段。

国内对5G频段的选择。

早在2016年4月26日，工信部已经批复了在3.4-3.6GHz频段开展5G系统技术的研发试验，同时工信部开展了其他5G潜在商用频段的研究协调工作。

2017年6月6日工信部发文，拟在3.3-3.6GHz和4.8-5.0GHz两个频段上研究部署5G的可行性，其中3.3-3.4GHz原则上限于室内使用，在不对在用无线电定位业务电台产生干扰的情况下可用于室外，4.99-5GHz频段需满足对射电天文电台的干扰保护。

今年6月8日，工信部公开征集24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波频段5G系统频率规划的意见。

国内3.5GHz频段有望成为5G主流商用频段。

目前，国内已经完成了一阶段在3.4-3.6GHz频段开展的5G测试工作。

正在进行中的二阶段测试也主要聚焦在3.4-3.6GHz频段。

根据工信部规划，将于明年开始的三阶段预商用测试将继续选取3.4-3.6GHz频段为主要频段。

基于此，我们认为到2020年5G正式商用时，国内3.4-3.6GHz频段将具备成熟的商用基础。

从全球来看，世界各主要市场基本都将3.5GHz频段列入到5G候选频段中，该频段有望成为全球主流5G频段，在全球市场产生规模效应。

因此，从当前国内测试以及运营商的主流意见判断，我们预计国内5G网络建设将以独立组网为主，3.5GHz频段有望成为国内5G商用的主流频段。

（2）3.5GHz频段下5G网络可实现与4G共站址部署

更大发射功率，弥补工作频段升高带来的覆盖损失。

据目前3GPP的标准进展情况判断，我们预计在5G时代，工作在3.5GHz频段的基站和手机终端都有望具备更高的发射功率。

从目前的技术研究和各公司产品路标看，预计2020年5G商用时，基站将有望支持下行64通道，工作在100MHz带宽时最高发射功率可达200W（即53dBm）。

手机终端发射功率相较4G时期预计也有望增长一倍，达到400mW（即26dBm）。

更大的发射功率可在一定程度弥补由于5G工作频段升高带来的网络上下行覆盖损失。

全新空口技术，提升网络性能和覆盖能力。

根据目前的标准进展和测试情况判断，5G网络将全面采用MassiveMIMO技术。

MassiveMIMO，即大规模MIMO（Multiple-inputMultiple-output，多输入多输出）技术，旨在通过更多的天线大幅提高网络容量和信号质量。

采用MassiveMIMO的5G基站不但可以通过复用更多的无线信号流提升网络容量，还可通过波束赋形大幅提升网络覆盖能力。

波束赋形技术通过调整天线增益空间分布，使信号能量在发送时更集中指向目标终端，以弥补信号发送后在空间传输的损耗，大幅提升网络覆盖能力。

另外，目前的5G研究还在谈论全新的无线信号帧结构，全新的帧结构设计也将有助于提升网络覆盖能力。

我们认为，采用全新空口设计的5G网络在覆盖性能上相较工作在同频段的4G网络会有一定幅度的提升。

5G网络可实现与4G网络共站址部署。

参考3GPP相关规范书，针对密集城区场景，我们对工作在3.5GHz频段下的5G宏基站上下行链路预算进行了评估，主要参数的假设如下图表4所示：

通过对5G宏基站在密集城区场景的链路预算分析，我们可得出如图表5所示结论。

由于手机终端发射功率有限，所以5G网络的覆盖范围主要受限于上行（即手机发送信号到基站）。

根据我们的链路预算可以看出，当宏基站部署在室外，用户在室内时，无线信号需穿越墙体，造成信号衰减，此时基站覆盖范围最小。

5G时代，一般约定当终端的上行速率下降到1Mbps时，为小区的边沿。

根据此约定，通过我们的链路测算，发现工作在3.5GHz频段的5G上行覆盖可达约200米。

如果考虑目前尚未完成标准化的未来5G全新帧结构设计，预计上行覆盖距离还将更远。

如果放宽上行最小速率的指标要求，网络覆盖范围还能够进一步上升。

4G时代，国内密集城区的基站间距基本在300米左右，而在普通城镇区域，由于平均阴影衰落和穿透损耗的降低，4G基站的间距放宽到400~500米之间。

据测算，相比密集城区，5G网络在郊区的覆盖范围也相应的可提升近一倍。

因此综合来看，工作在3.5GHz频段的5G网络完全可以在城市区域（包括密集城区和普通城区）与4G网络的共站址部署，实现5G通信上下行的连续覆盖。

这也有利于运营商大幅降低5G网络建设时的选址和基建费用。

预计5G宏基站总规模将与4G时期基本持平。

截止到2017年上半年，国内三大运营商对外通报的4G基站总量超过350万站。

综合上文的分析，并结合各运营商目前的4G网络驻留率情况，我们认为在城市区域，5G宏基站的总规模将与当前4G网络的规模相当。

而在农村区域，考虑到实际的需求以及现有4G网络已具备的优异性能和覆盖能力，我们预测在农村地区新建站址实现5G网络连续全覆盖的可能性相对较小，在农村区域的5G总规模预计不会比现有4G网络更大，运营商依然以利用现有站址资源作为5G的主要建网策略。

基于此，我们预计国内5G宏基站的总规模可能在约350~400万站之间，以提供城市区域的连续覆盖为主要建网策略。

总结：

目前，市场普遍只考虑了由于工作频段升高，无线信号的传输衰减增大对基站覆盖范围的影响，而忽略了新空口技术的采用对5G网络覆盖性能的提升。

我们基于3GPP建议模型，对5G网络的链路预算进行了详细分析，可以看出，在目前的城市区域，5G网络可以实现与现有4G网络的共站址部署。

预计5G时代，宏基站总规模将在约350~400万站之间。

2、5G宏基站总支出将大幅增加

（1）5G时期基站架构发生较大变化

4G宏基站主要分三个部分：

天线、射频单元RRU和部署在机房内的基带处理单元BBU。

5G网络倾向于采用AAU+CU+DU的全新无线接入网构架，如图表6所示。

天线和射频单元RRU将合二为一，成为全新的单元AAU（ActiveAntennaUnit，有源天线单元），AAU除含有RRU射频功能外，还将包含部分物理层的处理功能。

AAU将主要部署在室外塔站上，采用光纤直连拉远的形式与DU（DistributedUnit，用以实现基带处理的大部分功能，以及部分L2层功能）连接，多个DU将集中部署于机房内，既可以降低运营成本和维护费用，也可以实现DU间的基带资源共享。

CU（CentralizedUnit，包括部分L2层和全部L3层协议处理功能）既可以和多个DU分离相连，降低总成本，实现对DU的统一和集中化管理。

也可以和DU整合实现协议栈全部功能，用以降低时延，满足特殊场景需求。

相比较4G基站，采用支持大规模阵列天线技术的AAU是5G基站成本大幅增加的主要原因。

（2）5G宏基站价格将大幅上升

参考目前已经实现商用的3D-MIMO4G基站，平均每扇区的售价约在8-10万元。

考虑到5G更复杂的AAU设备，更高的工作频段，配备更高的功率，以及更强的处理能力，考虑到5G性能全面的提升以及工作频段的升高，预计5G基站单扇区的价格将在现有3D-MIMO基站的基础上增加约100%左右，达到每扇区16~20万元。

国内4G在进入成熟期后，三扇区基站的平均售价控制在8~10万元。

我们预计在5G初期，支持MassiveMIMO的三扇区基站，单站价格可能会达到50万元，相较4G基站价格大幅上涨。

（3）5G宏基站价格将随着规模商用逐渐降低

通信基站产品的价格周期与其他电子产品类似，也会随着元器件的升级和规模量产而降低成本。

参考国内4G建设初期，全球4G产业链已经比较成熟，价格相较海外市场4G建设初期已有大幅度的下降。

参考2013年TD-LTE产业相对FDD尚不成熟时，中国移动平均单扇区投资支出在4万元左右，随着产业规模的扩大，4G产业进入成熟期后，2016年TD-LTE基站单扇区平均成本降至与FDD相当，约不到3万元，降幅达约30%。

考虑到国内5G将领先全球实现商用，预计进入商用成熟期后价格降幅有望超过国内TD-LTE建网时期。

我们认为，5G进入规模部署阶段后，全球产业链有望进入成熟期，无线基站单扇区的平均价格有望降至10万元以内，三扇区单站价格将有望降至30万元以内。

但相比4G时期，基站单站的价格依然会有较大幅度的上涨。

（4）5G宏基站总投资规模大幅上升

综合上一章节的分析，我们认为为实现全国范围的广域覆盖，5G宏基站总规模需达到约350~400万站。

进一步的，我们可以大致将5G投资周期分为三个阶段：

初始期、推广期和成熟期，合理假设在初始期的三扇区宏基站单站价格可达50万元左右，推广期单站价格下降至40万元，成熟期有望下降至30万元。

考虑到国内运营商之间的竞争性，我们认为三家运营商届时都会采用跟随战术而选择同一种建网策略。

按照激进和保守两种建网策略，我们分别对5G时期无线接入网宏基站的总体投资规模进行预估：

1）激进建网策略。

考虑到国家对5G的重视程度超越以往，可能会从政策层面加紧推动国内5G建设。

站在国家的角度，5G网络不仅仅可以带动通信投资，推动国内通信产业链的成熟，从而提高国内企业的海外竞争力，更重要的是5G网络将