研报光大证券电子行业5G时代我在未来等你16071850页

证券研究报告5G时代，我在未来等你2016.7.18作者:王国勋、田明华、高辉、刘洋、姜国平执业证书编号：S0930513060002（王国勋）S0930516050002（田明华）S0930515050005（高辉）S0930514080007（姜国平）S0930515050002（刘洋）一、5G技术开启万物互联时代二、5G的规划布局三、5G技术创新四、5G推动新兴产业发展五、重点关注标的目录一、5G技术开启万物互联时代15G技术开启万物互联时代5G技术开启万物互联时代4下一代移动通信网络（NGMN）联盟对5G的定义：“5G是一个端对端的生态系统，可带来一个全面移动和联网的设备。通过由可持续商业模式开启的、具备连贯体验的现有和新型的用例，它增强了面向消费者合作者的价值创造。”5G虽是4G的延伸，但与4G、3G、2G不同，5G并不是一个单一的无线接入技术，而是一个真正意义上的融合网络。5G网络并不会独立存在，它将会是多种技术的结合，包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。相比3G/4G技术，5G技术传输速率高、网络容量大、延时短，能将网络能效提升超过百倍，真正开启万物互联网时代。2中国政府计划2020年推出5G商用5G技术开启万物互联时代5工信部、国家发展改革委、科技部于2013年就联合推动成立了5G推进组，全面推进中国5G需求、技术、频谱、标准等研究工作。2016年1月，中国正式启动了5G研发技术试验，基础研发试验将在2016年-2018年进行。国务院发布的《“十三五”规划纲要》中明确提出，要积极推进5G发展，在2020年启动5G商用。2016年2月，国际电信联盟启动了5G技术评估。由中国、欧盟、日本、韩国和美洲的5G推进组织共同主办的第一届全球5G大会6月1日在北京结束。工信部表示在2020年启动5G商用。3下游需求推动通信技术提升，长期看好5G布局5G技术开启万物互联时代6从性能到价格，5G网络远超4G现有4G/3G/2G在难以满足市场需求下游应用端扩展需要以高速泛在的信息网络设施为基础。、5G市场潜力巨大从性能到价格，5G网络远超4G下游需求推动通信技术提升，长期看好5G布局7高速：5G网络目标最高传输速度将达到100Gb/s，是4G的十倍；目前我国5G低频技术外场试验网速峰值已超3.5Gbps。低时延：5G网络能够将时延控制在1ms以下，通信敏捷度是4G的10+倍。连接支持：5G网络每平方公里可连接上百万台设备，相当于4G的几十倍。5G（目标）4G最高传输速率10Gbps1Gbps时延1ms以下5ms-10s功耗低于4G略高于3G可连接设备（万个/平方公里）100以上10以下资费相同流量下5G资费是4G的十分之一特点无所不在的连接原始带宽的提升资费：4G到5G时代，单位比特的传输成本将会降低了1000倍，相应的资费也会大幅下降。有别于4G根据流量收费，5G流量付费方式将会改变，可能更侧重于根据时间/内容收费。使用相同的流量，5G的收费仅有4G的十分之一。数据来源：中国产业信息网、光大证券研究所整理高速网络流量市场规模巨大，自4G商业化以后，中国移动互联网接入流量迅速增加。目前4G流量价格昂贵，且受制于传输速度和功耗，下游应用端口具有一定局限性。80%20%40%60%80%100%120%140%020000400006000080000100000120000140000160000180000200000中国移动互联网接入流量（万G）环比同比下游需求推动通信技术提升，长期看好5G布局数据来源：工信部下游应用端扩展需要以高速泛在的信息网络设施为基础。智能手机智能汽车移动智能终端物联网大数据云计算5G网络更多终端应用9下游需求推动通信技术提升，长期看好5G布局二、5G规划布局5G国际标准化已经展开11115G推进的时间工作计划：•ITU：已经完成5G愿景研究，2017年底启动5G技术方案征集，2020年完成5G标准制定。•3GPP：2016年初启动5G标准研究，2018年下半年形成5G标准第一版本，2019年底完成满足ITU要求的5G标准完整版本。资料来源：2015IMT-2020(5G)PROMOTIONGROUP全球主要国家积极5G推进情况12全球主要国家和地区纷纷提出5G试验计划和商用时间表，力争引领全球5G标准与产业发展：我国全面推进5G发展，力争2020年5G商用13成立IMT-2020(5G)推进组布局5G重大科研项目明确2020年5G商用1、《中国制造2025》对全面突破5G技术做出了部署和安排。2、“十三五”规划纲要中明确提出要积极推进5G发展、2020年启动5G商用。我国5G实验的总体规划和进展14•5G试验分为两步实施：一、技术研发试验（2015~2018）：由中国信息通信研究院牵头组织，运营企业、设备企业及科研机构共同参与。二、产品研发试验（2018~2020）：由国内运营企业牵头组织，设备企业及科研机构共同参与。•当前主要面向技术研发试验，划分为三个阶段一、关键技术验证（2015.9~2016.9）：单点关键技术样机性能测试。二、技术方案验证（2016.6~2017.9）：融合多种关键技术，开展单基站性能测试。三、系统验证（2017.6~2018.10）：5G系统的组网技术性能测试；5G典型业务演示。资料来源：2015IMT-2020(5G)PROMOTIONGROUP5G典型应用场景与关键技术15资料来源：2015IMT-2020(5G)PROMOTIONGROUP5G典型应用场景我国5G应用场景的划分16•推进组建议的“IMT-2020”被确认为5G唯一的官方候选名称。•ITU确定了5G的三大类应用场景，我国IMT-2020(5G)推进组将其中移动宽带场景进一步划分为两个场景：资料来源：2015IMT-2020(5G)PROMOTIONGROUP移动互联网移动物联网三、5G技术创新5G网络规划18上游下游5G网络规划时间周期：6-12个月施工图纸设计验收初步设计评审图纸初步设计可行性研究地形勘探业务网规划传输网规划无线接入网规划核心网规划初步设计基站选址网络接入新型5G基站资料来源：光大证券研究所整理5G网络建设195G网络建设设备网络网络优化设备传输配套设备基站设备传输网络业务网射频元件、天线、电源等DAS，基站放大器等传输管道、光钎光缆等骨干网、城域网、接入网等IT支撑、数据中心等射频元件基站电源放大器光钎通讯传输网络资料来源：光大证券研究所整理5G终端设备20网络终端设备资料来源：光大证券研究所整理5G的技术创新21•5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面：大规模天线阵列超密集组网新型多址全频谱接入无线技术基于软件定义网络（SDN）网络功能虚拟化（NFV）网络技术此外，基于滤波的正交频分复用（F-OFDM）、滤波器组多载波（FBMC)、全双工、灵活双工、终端直通（D2D）、多元低密度奇偶检验（Q-aryLDPC）码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。225G关键无线技术大规模天线整列大规模天线阵列在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流，将数倍提升多用户系统的频谱效率，对满足5G系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。大规模天线阵列应用于5G需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。超密集组网超密集组网通过增加基站部署密度，可实现频率复用效率的巨大提升，但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升。干扰管理与抑制、小区虚拟化技术、接入与回传联合设计等是超密集组网的重要研究方向。5G关键无线技术23新型多址技术通过发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来实现多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升。此外，新型多址技术可实现免调度传输，将显著降低信令开销，缩短接入时延，节省终端功耗。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址（SCMA）技术，基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入（MUSA）技术，基于非正交特征图样的图样分割多址（PDMA）技术以及基于功率叠加的非正交多址（NOMA）技术。全频谱接入通过有效利用各类移动通信频谱（包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等）资源来提升数据传输速率和系统容量。6GHz以下频段因其较好的信道传播特性可作为5G的优选频段，6~100GHz高频段具有更加丰富的空闲频谱资源，可作为5G的辅助频段。信道测量与建模、低频和高频统一设计、高频接入回传一体化以及高频器件是全频谱接入技术面临的主要挑战。5G关键网络技术——需要新型网络架构24未来网络对速率、连接密度、时延、移动性、成本及效率有更高的要求，触发对新型网络架构的设计需求更扁平的架构更快捷的内容分发更灵活的网络编排更简洁的移动性管理更高效的资源管理更安全的网络体系0.1～1Gbps的用户体验速率每平方公里一百万的连接密度毫秒级的端到端时延每小时500Km以上的移动性数十Gbps峰值速率平方公里数十T的流量密度数据来源:IMT20205G需求白皮书5G需求对架构的潜在要求各区域组织纷纷展开5G研究，需求及场景的讨论是前期工作重点，尚未提出明确网络架构5G的新型网络架构255G网络架构特征：灵活的无线接入云、智能开放的控制云、高效低成本的转发云数据来源:IMT20205G需求白皮书•接入云：接入控制与承载分离、接入资源协同管理、支持多种部署场景（集中/分布/无线mesh）、灵活的网络功能及拓扑。•控制云：网络控制功能集中，网元功能虚拟化、软件化、可重构，支持网络能力开放。•转发云：剥离控制功能，转发功能靠近基站，业务能力与转发能力融合。SDN和NFV将是5G网络架构的重要技术手段26NFV实现软硬件的解耦，更重要的是实现网元的编排功能，提升管理和维护效率,增强灵活性虚拟化SDN采用软件集中控制、网络开放的三层架构，高效调度全网资源，提升网络虚拟化能力SDN是一种网络架构，包括3层：转发、控制、应用。SDN与传统IP网络的区别：•传统IP网络采用分布式路由计算，扩展性和网络可靠性好，但缺少全局网络资源的灵活调度能力。•SDN采用全局集中式路由计算，可高效调度全网资源。四、5G推动新兴产业发展5G时代推动新兴产业发展28从硬件到软件，5G真正开启新兴产业商业化时代物联网虚拟现实5G网络应用智能汽车云计算视频行业1物联网29物联网1、上游设备（芯片、传感器、采集设备）2、应用开发商3、电信运营商5G网络30物联网移动互联网和物联网是5G发展的主要驱动力31物联网移动数据流量增长预测：•面向2020年及未来，移动数据流量将出现爆炸式增长。2010年到2020年全球增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍。中国增速高于全球，2010年到2020年将增长300倍以上，2010年到2030年将增长超4万倍。发达城市及热点地区增速更快，2010年到2020年上海的增长率可达600倍；北京热点区域（如西单）的增长率可达1000倍，十年千倍。数据来源:IMT20205G需求白皮书移动数据流量增长趋势32物联网移动用户数和物联网连接数：•未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模。到2020年，全球移动终端（不含物联网设备）数量将超过100亿，其中中国超过20亿。全球物联网设备连接数也将快速增长，到2020年将接近70亿，中国接近15亿。到2030年，全球物联网设备连接数将接近1千亿，中国超过200亿。数据来源:IMT20205G需求白皮书移动用户数和物联网连接数增长趋势33物联网音频播放视频播放增强现实交易类浏览类搜索类位置类游戏类语音类视频通话邮件类上传类下载类SMS类MMS类OTT消息低速采集高速采集时延敏感时延非敏感基于3GPP业务分类，将背景类扩展成为传输类和消息类，并增加物联网业务（含采集类和控制类）虚拟现实虚拟现实5G主