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2018年5G-频谱分配分析报告.pdf
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2018年5G-频谱分配分析报告.pdf
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正文目录
1、频谱是 5G 网络部署的必需资源 ............................................................................ 3
1.1、全球无线通信频谱资源 ITU 统一划分,各国自主选择 ................................... 3
1.2、5G 载波支持更大带宽 ........................................................................................... 4
1.3、评价频谱价值主要包括覆盖能力、产业链成熟度等 .......................................... 5
2、C-band 成为主流,存量频谱可重耕 ....................................................................... 6
2.1、5G 频谱分配,全球 C-Band 支持度最高 ........................................................... 6
2.2、5G 支持全频谱接入,存量频谱未来可重耕 ....................................................... 9
3、5G 部署带来全新机遇 ............................................................................................ 11
3.1、3.5G 和 4.9G 频段覆盖能力分析 ...................................................................... 11
3.2、站点容量提升,空口速率和回传带宽适应新需求 ............................................ 12
3.3、空口速率提升的重要手段是应用大规模天线技术 ............................................ 13
3.4、回传流量的增加要求回传网络升级换代 ............................................................ 14
4、主要公司投资机遇 ................................................................................................... 15
4.1、烽火通信 ................................................................................................................ 15
4.2、中际旭创 ................................................................................................................ 17
4.3、其他公司 ................................................................................................................ 18
5、风险提示 ................................................................................................................... 18
图表目录
图表 1:2G/3G/4G/ 5G 单载波最大带宽 ............................................................................. 5
图表 2:各国中频段 5G 频谱规划 ....................................................................................... 7
图表 3:低频和微波频段各国 5G 频谱规划 ....................................................................... 7
图表 4:各国中频段 5G 频谱规划 ....................................................................................... 7
图表 5:高/中/低频谱满足不同的应用场景 ....................................................................... 9
图表 6:国内 2G/3G/4G 频谱分配 ..................................................................................... 10
图表 7:基站/终端覆盖场景设定 ....................................................................................... 11
图表 8:信道测算 ................................................................................................................. 11
图表 9:4G/5G 基站流量典型值 ......................................................................................... 13
图表 10:5G 回传逻辑图 ....................................................................................................... 14
图表 11:传输光模块需求 ..................................................................................................... 15
频谱是 5G 部署的必要资源
频谱本质上是客观存在的物理资源。ITU(国际电信联盟)的 WRC 大会,统
3
一规划全球的频谱,以保持国家/区域间的频谱使用一致性。随着制式演进,单
载波带宽分别由 2G 的 200KHz/3G 的 5MHz/4G 的 20MHz,增加到 5G 的 100M(Sub
6G)和 400M(毫米波),连续的大带宽频谱成为 5G 首选,因此 5G 在 4G 频谱基
础上进行了扩展,全新的频谱资源分配关系到运营商制式选择以及产业链成熟
度。
支持全频谱部署,C-BAND 成为主流
从技术本身,5G NR 可以用于低频、中频、微波等各个频段,低频适用于广
覆盖、低时延场景;微波适用于大带宽场景;中频较为均衡,较好的兼顾了网络
系统的覆盖和容量。由于目前 2G、3G、4G 网络已经占用了绝大部分低频段频谱,
因此 Sub6G 下 较 高 频 谱 基 本 处 于 空 闲 状 态 , 特 别 是 其 中 的 C-Band
(3400~3800MHz 频段)正成为各国分配的重点。微波频段,美国、加拿大、日
本、韩国主要支持 28G 方案,中国和欧盟主要支持 24G 方案,目前仅美国、韩
国在毫米波领域部署较为激进。
部署带来全新机遇
5G 以其更高的频谱利用率、更多的带宽获得更快的终端速率,相对 4G 站
点峰值和均值速率 5G 均有显著提升。空口速率提升的关键是大规模天线技术
(Massive MIMO)的应用以及频谱大带宽的叠加,产品形态演进,对系统射频
器件提出新的需求。回传网络对大带宽的支持,接入/汇聚/核心节点将需要由当
前 4G 网络的 10G/100G,升级至 50G/100/200G,甚至 400G。
1、频谱是 5G 网络部署的必需资源
1.1、全球无线通信频谱资源 ITU 统一划分,各国自主选择
2018 年 9 月 10 日 3GPP 第 81 次全会,Release 15 即将完成第一个完
整 5G NR SA 版本的最终冻结,这也意味着 5G NR 第一个版本的标准化接近
尾声,商用/试商用大幕即将开启。
面对 5G 产业加速的现实催化,5G 迈入真正产业化时代的门槛——频谱,
海外,韩国、英国已完成第一阶段频谱拍卖,欧美日澳等其他发达国家在 2018
年下半年也多有 3.4GHz-3.8GHz 频段的拍卖和分配计划;国内,5G 试商用频谱
4
预计即将正式发放,三大运营商有望获得新的 5G NR 频谱。
频谱本质上是客观存在的物理资源。比如我们听到的声音,可见的光线,
其实质是具有一定震动频率的波。不同频率的电磁波是承载空间通信的一种物理
资源,ITU(国际电信联盟)的 WRC 大会,统一规划全球的频谱,以保持国家区
域间的频谱使用一致性。但不同国家选择的频段不同,对终端漫游将产生影响。
为获得更多的频谱资源,2015 年召开的 WRC15 大会重点对于已有 4G 频谱进行
扩展,重点用于 IMT 5G 新系统,其规划如下:
<3G Hz(低频部分):470MHz-698 MHz,698 MHz-790 MHz,1427-1518 MHz
3GHz~6GHz:3300 MHz-3400 MHz,3400 MHz-3600 MHz,3600 MHz- 3800 MHz
,4800 MHz-4990 MHz,5150-5925 MHz
>6GHz(毫米波部分):24.25 GHz -27.5GHz,31.8 GHz-33.4 GHz,37
GHz-40.5 GHz,42.5 GHz-43.5 GHz,45 GHz-47 GHz,47 GHz-47.2 GHz,47.2
GHz-50.2 GHz,50.4 GHz-52.6 GHz,66 GHz-76 GHz,81 GHz-86 GHz 考虑具体
产业化,截至 2018 年 8 月 1 日,3GPP RAN4 对于 5G NR 引入频段也进行了
具体定义。主要将 5G 可用频段划分为两个频率范围 FR(Frequency Range):
FR1:450MHz-6GH
FR2:24.25GHz-52.6GHz (后续可能根据需要扩展)
3GPP 38.101 协议主要规定了 5G NR 频段号和在 NSA 中和 LTE 联合使
用的频段。其主要包含 600-900MH、1.7-1.9GHz、3.5GHz、4.8GHz、26-28GHz
以及 39GHz。在以上协议规定的频段内,理论上目前 5G 版本均支持部署。具体
采用哪一个频段,将由各国根据本国的实际情况,自主选择。
1.2、5G 载波支持更大带宽
5G 在应用场景上满足增强移动宽带(e MBB)、海量机器通信(m MTC)、超高
可靠低延通信(u RLLC)等应用场景,其中增强移动宽带(e MBB)所需的高速
率,主要依靠载频的大带宽来实现。回顾 2G/3G/4G 技术,随着每一代新移动通
信技术对于数据业务支持能力越来越好,下载速率越来越快,我们发现每一代技
术的载频带宽均出现大幅增长,分别由 2G 时代 200KHz/3G 时代 5MHz/4G 时代
20MHz,增加到 5G Sub6G 频谱 100MHz,甚至是毫米波的单载波 400MHz。虽然
5
2G/3G 均有类似于 4G 的载波聚合技术,可以将多个载波聚合同时使用,如 4G 5
个 20MHz 载波,也可以实现 100MHz 载波,但系统的复杂度更高,需要同时协
调多个处理数据通道。5G 支持载波高带宽,也对现有频谱资源提出了新的挑战,
由于频谱资源紧张,已分配频谱基本都已部署,因此 5G 频谱规划主要面向
3.5GHz 以上 6GHz 以下,以及毫米波等,当前网络尚未部署应用的频段。
图表 1:2G/3G/4G/ 5G 单载波最大带宽
1.3、评价频谱价值主要包括覆盖能力、产业链成熟度等
从覆盖能力上看,低频价值高于高频。频谱作为物理资源,有自身的属性。
频率越高,波长越短,其穿透损耗越大,意味着覆盖效果越差。高频电磁波遇到
障碍物好比遇到了反射镜,会折回散射;而低频电磁波具有较好的绕射能力,可
以绕开障碍物继续传播。由于低段频谱其良好的覆盖属性,运营商以较少的站点,
形成较好的覆盖,节约建网投资,自然获得运营上的青睐。英国 2013 年的 4G
频谱拍卖,700M-800M 的频谱每 MHz 2250-2750 万英镑,远远高于 2.6GHz 的
365 万英镑,也远高于 2018 年 4G 的 2.3GHz 频段 515 万英镑拍卖价格。
频谱分配关系到运营商运营制式选择以及产业链成熟度。从全球产业链成熟
角度,获得支持的频段国家越多,产业研发投入回报比越高,产业链越易成熟。
从目前 5G 全球各国家/区域的支持频谱通用性角度来看,C-Band(3400~3800MHz
频段)将成为全球漫游性最佳频段,也将是 5G 初始部署的黄金频段。低频段的
频谱发放和既有频段的重耕,预计较 C-Band 段会延后,至少在初始阶段,全球
低频频谱很难有规模应用。3.5G 中频段由于其良好的覆盖效果和较大的带宽
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