中国基站天线行业分析报告版.docx

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中国基站天线行业分析报告版

2017年基站天线行业分析报告

2017年7月出版

1、MassiveMIMO技术：

基于波束成形的原理，引领5G发展5

1.1、大幅提升频谱利用效率，引领5G发展的关键技术6

1.2、波束成形是技术基础，高容量和广覆盖是典型特征7

2、MassiveMIMO应用：

5G技术4G化，最先商用的5G关键技术9

2.1、运营商全面发力，2017年成为MassiveMIMO大规模商用元年10

2.2、设备商积极配合运营商，不断升级MassiveMIMO产品及解决方案11

2.3、TDD制式完成商用测试，FDD制式完成样机开发和初步测试12

2.4、布局5G，3GPP持续推动MassiveMIMO标准化13

3、基站天线产业链分析：

产业链充分竞争、业绩受运营商资本开支影响14

3.1、上游供应商产能充足，部门结构器件商切入基站天线制造领域14

3.2、下游运营商资本开支呈现周期性，决定基站天线行业发展进度15

3.3、下游设备商行业集中度高，华为成功打通上下游产业链15

3.4、中游基站天线厂商众多，竞争充分16

4、重点公司分析20

4.1、通宇通讯：

基站天线行业龙头，5G大周期下有望迎来新一轮增长20

4.2、摩比发展：

预计2017年MassiveMIMO出货一万套23

图表1；MIMO技术的历史演变5

图表2:

MassiveMIMO原型机（64天线阵列）5

图表3：

网络容量计算公式7

图表4：

MassiveMIMO提升网络性能的效果图8

图表5：

中国移动MassiveMIMO商用计划9

图表6：

中兴通讯FDDMassiveMIMO测试结果展示13

图表7：

华为FDDMassiveMIMO测试峰值展示图13

图表8：

5G技术研发试验总体规划14

图表9：

基站天线产业链14

图表10：

国内三大运营商2011-2017年移动网络方面的资本开支15

图表11：

2015年全球四大设备商运营商业务市场份额16

图表12：

2014年全球各基站天线厂商发货量占比16

图表13：

2016年京信通信主要客户结构18

图表14：

2016年摩比发展主要客户结构19

图表15：

2015年通宇通讯主要客户结构19

图表16：

通宇通讯主营业务分布21

图表17：

通宇通讯2016年主营业务收入构成21

图表18：

通宇通讯2012-2016年营业收入及增速22

图表19：

通宇通讯2012-2016年归母净利润及增速22

图表20：

通宇通讯2012-2016年毛利率和净利率22

图表21：

摩比发展2016年主营业务收入分布24

图表22：

摩比发展2016年主营业务收入构成24

图表23：

摩比发展2012-2016年营业收入及增速25

图表24：

摩比发展2012-2016年扣非后归母净利润及增速25

图表25：

摩比发展2012-2016年毛利率和净利率25

表格1：

5G相比于4G的优势6

表格2：

MIMO和MassiveMIMO的对比7

表格3：

中国移动MassiveMIMO发展进程10

表格4：

2014年我国五大基站天线厂商发货量、市场份额和排名17

1、MassiveMIMO技术：

基于波束成形的原理，引领5G发展

基站天线是移动通信无线接入系统的重要组成部分。

虽然基站天线的投资只占无线网络投资的2%左右，但作为独立承担末端链路的连接，基站系统对无线网络性能指标的影响几乎达到60%，基站天线的升级对网络性能的提升影响重大。

MIMO（Multiple-InputMultiple-Output，多入多出）和SISO（Single-InputSingle-Output，单入单出）是天线系统的两种基础技术。

其中，SISO使用一副发射天线和一副接

收天线，而MIMO使用多个发射天线和多个接收天线，因此MIMO在频谱利用率、无线信道容量和信道可靠性具有更大的优势。

MIMO技术由贝尔实验室在20世纪90年代提出，在3G时代就被引入无线通信领域，在4G时代扮演着重要角色。

2010年贝尔实验室继续提出MassiveMIMO（大规模天线）技术，2015年ITU（国际电信联盟）将其确立为“IMT-2020”（5G的法定名称）的关键技术之一。

图表1；MIMO技术的历史演变

图表2:

MassiveMIMO原型机（64天线阵列）

1.1、大幅提升频谱利用效率，引领5G发展的关键技术

5G是继4G之后的第五代移动通信标准。

与2G、3G和4G不同，5G除了解决人与人之间的沟通，还解决人与物、物与物之间的沟通，实现万物互联。

ITU在2015年举办的无线电通信全会上将5G的应用场景划分增强型移动宽带（eMBB）、大连接物联网（mMTC）和低延时、高可靠通信（uRLLC）三类。

为了满足更丰富的应用场景需求，5G在峰值速率、频谱效率、空间容量和网络能效等需求指标方面都较4G有了一系列重大突破。

表格1：

5G相比于4G的优势

MassiveMIMO（大规模天线阵列）是实现5G峰值网络容量指标的重要手段之一。

根据公式“网络容量=带宽（MHz）×频谱效率（Mbps/MHz）×小区数量（个）”，扩大带宽、提升频谱利用效率和增加小区数量是提高网络容量的三大主要方式。

由于频谱带宽一般由各国无线电管理委员会划分或者通过拍卖方式获得，具有稀缺性，并且增加小区数量会导致基站建设成本的增加，因此提升频谱效率成为提高网络容量最经济可行的办法。

实证表明，基于波束成形技术的MassiveMIMO技术可以极大地提升频谱利用效率，进而提高网络容量。

图表3：

网络容量计算公式

1.2、波束成形是技术基础，高容量和广覆盖是典型特征

MassiveMIMO是指基于多用户波束成形的原理，在基站端布置几百根天线，对几十个目标接收机调制各自的波束，通过空间信号隔离，在同一频率资源上同时传输几十条信号。

波束成形是通过调节各天线的相位使信号进行有效叠加，产生更强的信号增益来克服路损，从而达到提高接收信号强度的目的。

该技术的优势有两点：

一是将发射能量汇集到用户所在位置，使其不向其他方向扩散；二是基站可以通过监测用户的信号，对其进行实时跟踪，使天线的最佳发射方向跟随用户移动，保证手机在任何时候接收到的电磁波信号都处于叠加状态。

MassiveMIMO与传统MIMO的差别主要体现在天线数量和信号覆盖维度两个方面。

首先，传统MIMO基本是2天线、4天线或8天线，而MassiveMIMO的以阵列的形式排列，天线数量可以达到64、128或256个；其次，传统MIMO又称2D-MIMO，信号在覆盖时只在水平方向上移动，以类似一个平面的形式发射出去，而MassiveMIMO又称3D-MIMO，在水平维度的基础上，同时利用垂直维度的空域，信号以电磁波束的形式辐射出去。

表格2：

MIMO和MassiveMIMO的对比

基于天线数量和信号覆盖维度的增加，MassiveMIMO具有显著的技术优势。

第一，据仿真结果表明，128天线的MassiveMIMO基站，其吞吐率可达到TD-LTE8天线基站的4-6倍，频谱效率和网络容量大幅提高；第二，由于网络容量得到提高，基站覆盖范围更广，基站扩容带来的选址和优化难度减轻，建设和维护成本降低；第三，由于众多天线同时发力，波速成形形成的信号叠加增益将使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵的功率放大器，进而减少了硬件成本；第四，根据数学原理，当空间传输信道所映射的空间维度趋向于极限大时，两两空间信道就会趋向于正交，从而可以对空间信道进行区分，大幅降低干扰；第五，在大规模天线下，得益于大数定理而产生的衰落消失，信道变得良好，对抗深度衰弱的过程可以大大简化，低时延通信成为可能。

图表4：

MassiveMIMO提升网络性能的效果图

2、MassiveMIMO应用：

5G技术4G化，最先商用的5G关键技术

虽然MassiveMIMO是5G的关键技术之一，且5G的技术标准尚未完全确立，但是由于MassiveMIMO在软件方面对于现网的改动非常小，同时并不完全需要终端侧的配合，因此并不依赖于5G标准的制定，可以在4G网络中率先推广运用。

运营商方面，中国移动于2016年公开表示将会在4G网络中率先部署MassiveMIMO技术。

此外，中国移动计划从2017年开始，在全网热点区域分三阶段推进MassiveMIMO的商用：

第一阶段为2017年，在现有4G商用终端推广，利用TDD技术的特有优势对MassiveMIMO的基础版进行商用；第二阶段为2018年-2019年，由MassiveMIMO基础版软件升级至增强版，系统性能提升20%；第三阶段为2020年，将MassiveMIMO增强版软件升级至5G，同时引入支持5G新空口的全新型态产品。

2017年4月，中国移动启动4G网络五期招标。

在招标中，中国移动明确提出MassiveMIMO的商用需求并正式采购，标志着

MassiveMIMO正式商用。

图表5：

中国移动MassiveMIMO商用计划

设备商方面，中兴通讯于2014年提出Pre-5G的技术理念。

Pre-5G是4G和5G之间的桥梁，旨在将5G部分关键技术提前应用到4G网络。

据中国通信网数据显示，目前，中兴已经在30个国家部署了超过40个具备MassiveMIMO的Pre5G网络。

华为于2015年推出MassiveMIMO系统，该系统单模块内置128根天线，支持TD-LTE所有主流频段。

测试结果显示，基于4G商用智能手机，该系统在现网单载波20MHz频

谱实现了下行630Mbps的吞吐量。

国际方面，MassiveMIMO已经在日本、韩国、奥地利、新加坡、西班牙、马来西亚、泰国、印尼等多家运营商展开商用和外场测试。

2016年9月，MassiveMIMO在日本软银实现规模商用。

2.1、运营商全面发力，2017年成为MassiveMIMO大规模商用元年

据中国移动官网显示，中国移动是全球最早启动和推进MassiveMIMO技术的运

营商，与华为、中兴、大唐、诺基亚、爱立信等厂家全面合作发展MassiveMIMO。

2015年9月，中国移动在上海成功部署世界上首个4G网络上的MassiveMIMO；2016年，中国移动继续在北京、杭州等城市进行商用试点，结果显示，在热点区域，相比于传统8天线宏基站，MassiveMIMO可以将频谱效率提升1.5-2.5倍。

中国移动计划从2017年开始，实现MassiveMIMO全网热点区域