5.5G行業(yè)市場分析

5.5G行業(yè)市場分析5.5G升級六邊形戰(zhàn)士5.5G作為5G和6G之間的過渡和銜接移動通信技術(shù)每代發(fā)展的周期大約為10年，從2.5G到5.5G，每一個半代技術(shù)相比上一代在速率上都有約10倍的提升，每一次速率的躍變都直接推動了產(chǎn)業(yè)的升級。國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP每2年發(fā)布Release（版本）來推動移動通信技術(shù)演進(jìn)研究，每一個整數(shù)代，大約要經(jīng)歷5-6個Release才會真正成型。5G標(biāo)準(zhǔn)的第一階段是R15-R17，而5.5G作為5G標(biāo)準(zhǔn)的第二階段對應(yīng)的版本是R18-R20。等到R20結(jié)束后，6G將于2028-2030年左右登場。5.5G作為5G和6G之間的過渡和銜接，預(yù)計(jì)約持續(xù)5年以上周期。5.5G呈現(xiàn)高速率、低時(shí)延、廣連接、超寬帶、實(shí)時(shí)交互、高精度的演進(jìn)特征華為提出了5.5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵特征——萬兆體驗(yàn)、千億聯(lián)接及內(nèi)生智能。在5G傳統(tǒng)場景三角的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）/uRLLC（高可靠低延時(shí)通信）/mMTC（海量機(jī)器類通信）等能力不斷增強(qiáng)，同時(shí)新增UCBC（上行超寬帶）、RTBC（寬帶實(shí)時(shí)交互）和HCS（通信感知融合）三大革命性能力。eMMB（增強(qiáng)移動寬帶）：以人為中心的應(yīng)用場景，集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率，廣覆蓋下的移動性保證等，它最直觀改善移動網(wǎng)速，eMBB是面向個人消費(fèi)市場的核心應(yīng)用場景。3GPP對5G的速率定義是下行峰值速率1Gbps以上，上行峰值速率500Mbps以上，而5.5G的速率要求達(dá)到10Gbps下行速率和1Gbps上行速率，支持千億聯(lián)接的物聯(lián)技術(shù)，并在智能化不斷創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力再升級。未來，6G將實(shí)現(xiàn)超寬速率，傳輸速率較5G再大幅提升10倍-100倍，峰值網(wǎng)速最高可達(dá)100Gbps。uRLLC（高可靠低延時(shí)通信）：主要包含了對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延以及可靠性有超常規(guī)需求的應(yīng)用，典型業(yè)務(wù)主要分布于工廠、電力以及交通等垂直行業(yè)領(lǐng)域。而即使是單一的垂直行業(yè)，行業(yè)內(nèi)不同的應(yīng)用也具有不同的網(wǎng)絡(luò)需求。例如遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)、遠(yuǎn)程駕駛、車聯(lián)網(wǎng)自動駕駛、工業(yè)自動化等需要低延時(shí)高可靠傳輸速率的領(lǐng)域提供技術(shù)保障。5G空口時(shí)延低至1ms（毫秒），為4G的五分之一，可靠性達(dá)99.999%。5.5G將延續(xù)毫秒級的時(shí)延支撐實(shí)時(shí)交互，并逐漸突破。未來在6G時(shí)代，低時(shí)延的通信預(yù)計(jì)將主要集中在機(jī)器與機(jī)器之間，用以替代傳統(tǒng)的有線傳輸，比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的場景等，時(shí)延將降為0.1毫秒，是5G的十分之一甚至更低。mMTC（海量機(jī)器類通信）：典型應(yīng)用包括智慧城市、智能家居等。這類應(yīng)用對連接密度要求較高，同時(shí)呈現(xiàn)行業(yè)多樣性和差異化。在3GPP的技術(shù)文檔中，5G對于傳感器類的MTC要求100萬連接數(shù)/平方公里。在6G時(shí)代，每人應(yīng)該至少配有具備直接網(wǎng)絡(luò)連接能力的1-2部手機(jī)、1部手表、若干個貼身的健康監(jiān)測儀、兩個置于鞋底的運(yùn)動檢測儀等，使得連接密度較5G上升了近10倍。因此，6G的最大連接密度可達(dá)1億連接數(shù)/平方公里。5.5G技術(shù)梳理超大帶寬+ELAA是實(shí)現(xiàn)10Gbps的關(guān)鍵超大帶寬+ELAA是實(shí)現(xiàn)10Gbps的關(guān)鍵：超大帶寬頻譜是基石。5G頻譜分為兩個區(qū)域FR1和FR2，F(xiàn)R就是FrequencyRange的意思，即頻率范圍。FR1的頻率范圍是450MHz到6GHz，也叫Sub6G（低于6GHz）。FR2的頻率范圍是24GHz到52GHz，這段頻譜的電磁波波長大部分都是毫米級別的，因此也叫毫米波（mmWave）。FR1的優(yōu)點(diǎn)是頻率低，繞射能力強(qiáng)，覆蓋效果好，是當(dāng)前5G的主用頻譜。FR1主要作為基礎(chǔ)覆蓋頻段，最大支持100Mbps的帶寬。其中低于3GHz的部分為Sub3G，其余頻段稱為Cband。FR2的優(yōu)點(diǎn)是超大帶寬，頻譜干凈，干擾較小，作為5G后續(xù)的擴(kuò)展頻率，未來很多高速應(yīng)用都會基于此段頻譜實(shí)現(xiàn)，5G高達(dá)20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大帶寬。因此，5.5G的發(fā)展方向需要在網(wǎng)絡(luò)魯棒性方面進(jìn)一步增強(qiáng)，使得FR2在全球范圍內(nèi)得到更為廣泛的部署。為了解決5.5G走向高頻段的覆蓋挑戰(zhàn)，ELAA成為必選。ELAA指的是基于超大孔徑陣列（ExtremelyLargeApertureArray）技術(shù)分布式部署的大規(guī)模天線陣列（MassiveMIMO）。工作原理是在無線通信基站中集成大量天線，從而對不同方位形成獨(dú)立的窄波束覆蓋，實(shí)現(xiàn)空間隔離，大幅提高數(shù)據(jù)吞吐量。ELAA可實(shí)現(xiàn)更高頻段與C-Band覆蓋能力相當(dāng)，讓隨時(shí)隨地10Gbps成為可能。當(dāng)前華為使用ELAA的MetaAAU已經(jīng)在30+城市規(guī)模商用，6GHz頻段也已完成外場驗(yàn)證，O2O/O2I場景下均可實(shí)現(xiàn)與C-Band共覆蓋，而毫米波在實(shí)現(xiàn)10Gbps峰值體驗(yàn)的同時(shí)，在5公里仍可實(shí)現(xiàn)Gbps以上的體驗(yàn)。上下行解耦持續(xù)創(chuàng)新，多頻融合實(shí)現(xiàn)上行1Gbps上下行解耦持續(xù)創(chuàng)新，多頻融合實(shí)現(xiàn)上行1Gbps：C-Band擁有大帶寬，是構(gòu)建eMBB的黃金頻段。目前，全球多數(shù)運(yùn)營商已經(jīng)將C-Band作為5G首選頻段。但是，由于C-Band上均使用TDD，5G基站下行功率（200w）遠(yuǎn)大于手機(jī)功率（0.2w），導(dǎo)致C-Band上下行覆蓋不平衡，上行覆蓋受限成為5.5G部署覆蓋范圍的瓶頸。同時(shí)，隨著大規(guī)模天線波束賦形、CRS-Free等技術(shù)的引入，下行干擾會減小，進(jìn)一步提升了下行覆蓋的范圍，C-Band上下行覆蓋差距將進(jìn)一步加大。目前業(yè)界主要的解決方案有兩種，一種是采用TDD+FDD的上行載波聚合技術(shù)（CA），一種是將FDD低頻的上行頻段做補(bǔ)充的上下行解耦技術(shù)。上下行解耦：重新定義了新的頻譜配對方式，使下行數(shù)據(jù)在C-Band傳輸，而上行數(shù)據(jù)在Sub-3G（例如1.8GHz）傳輸，利用低頻衰減慢覆蓋好從而提升了上行覆蓋。行業(yè)數(shù)字化對上行的需求遠(yuǎn)大于下行，上下行解耦可以根據(jù)需求靈活使用不同頻段的上下行頻譜。對于超大上行需求，一方面充分利用存量FDD頻譜，另一方面定義全上行頻譜，通過上下行解耦實(shí)現(xiàn)多頻融合，提供Gbps上行速率。當(dāng)前，上下行解耦已在煤礦、鋼鐵等多個場景商用，滿足百路高清回傳、全景遠(yuǎn)控等1Gbps上行速率需求。RedCap、NB-IoT、PassiveIoT支撐5.5G千億聯(lián)接RedCap（ReducedCapability）是一種5G輕量化技術(shù)，它可以降低5G終端芯片和模組的高昂成本，降低設(shè)備復(fù)雜程度的同時(shí)具有最大帶寬更窄、調(diào)制階數(shù)更低、功耗更低等特點(diǎn)，被業(yè)界稱為“精簡版”5G，實(shí)現(xiàn)成本與性能的平衡。RedCap應(yīng)用非常廣泛，包括智能可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器和視頻監(jiān)控三大業(yè)務(wù)場景，預(yù)計(jì)到2030年全球聯(lián)接數(shù)將達(dá)到近百億。NB-IoT（NarrowBandInternetofThings）是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也是低功耗廣域物聯(lián)的最佳聯(lián)接技術(shù)。根據(jù)華為的數(shù)據(jù)，所有物聯(lián)網(wǎng)連接中大約60%左右為低速數(shù)據(jù)，對業(yè)務(wù)的要求是速率低、覆蓋廣、功耗低，需要的是低功耗廣域物聯(lián)，NB-IoT可以很好地承載這些低速數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)聯(lián)接任務(wù)，廣泛應(yīng)用于如智能表計(jì)、智慧停車、智慧路燈、智慧農(nóng)業(yè)、白色家電等多個方面，是智能時(shí)代下的基礎(chǔ)聯(lián)接技術(shù)之一。2020年NB-IoT全球連接數(shù)超1億。根據(jù)華為的預(yù)測，這一技術(shù)將在未來五年實(shí)現(xiàn)10億級連接，并持續(xù)保持增長趨勢，推動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性成長?，F(xiàn)在有幾種主流的低功耗廣域物聯(lián)技術(shù)，包括NB-IoT，LTE-M，Sigfox和Lora。Sigfox和LoRa的應(yīng)用主要集中在超低端傳感器領(lǐng)域，對可靠性，QoS要求都不高。同時(shí)，這兩種技術(shù)都使用的是非授權(quán)頻譜，這對運(yùn)營商而言是個巨大的缺陷。NB-IoT和LTE-M都是基于無線蜂窩技術(shù)的，NB-IoT相比LTE-M在成本和覆蓋上有明顯優(yōu)勢，涵蓋了超低端的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。天線、射頻、濾波器為直接受益部件5.5G產(chǎn)業(yè)鏈5.5G帶來的產(chǎn)業(yè)鏈升級主要集中在高頻段，為了配合5.5G在高頻段拓展的趨勢以及在速率、帶寬等方面的升級要求，高頻段需要做硬件升級。原有5G基站的基礎(chǔ)設(shè)施及主設(shè)備等變化不大，主要是針對垂直應(yīng)用的建設(shè)以及小基站的擴(kuò)容將一直持續(xù)到2030年6G商用的到來。垂直應(yīng)用的建設(shè)主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的上游和產(chǎn)業(yè)鏈的下游，通過芯片及元器件的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)高頻段的提升，通過下游配套軟件升級以及應(yīng)用場景的賦能來釋放5.5G的潛能。從無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，最主要構(gòu)成單元為天線單元（AAU）、射頻單元（RRU）以及基帶處理單元（BBU），它們也是無線通信中的關(guān)鍵組件，受益于5.5G上游的元器件技術(shù)突破以及硬件升級。5.5G升級天線規(guī)模新要求MassiveMIMO是提高5G通信系統(tǒng)容量和頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)。它導(dǎo)致了5G宏基站的天線通道數(shù)量大幅增加。在過去的2G/3G/4G時(shí)代，天線通常具有2/4/8個端口。而在5G時(shí)代，宏基站的通用配置是單面擁有64個通道的天線，通常每個基站需要設(shè)置三面這樣的天線，以實(shí)現(xiàn)360度的覆蓋范圍。天線規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)展將提供具有極高空間分辨率和處理增益的空間波束，提高網(wǎng)絡(luò)的多用戶復(fù)用能力和干擾抑制能力，從而提高頻譜效率。5.5G需要10倍于5G的傳輸速率，對基站射頻性能、數(shù)量提出更高要求。要實(shí)現(xiàn)10倍于5G的傳輸速率，超大帶寬頻譜和多天線技術(shù)是兩大關(guān)鍵因素，相當(dāng)于高速公路拓寬以及增加車道。頻譜換帶寬后，由于6GHz的覆蓋更差，需要通過升級的天線技術(shù)解決覆蓋問題。6GHz赫茲比2.6GHz頻段，增加了在空間傳播損耗。為彌補(bǔ)損耗，需要比現(xiàn)在大規(guī)模天線陣列（MassiveMIMO）更強(qiáng)的超大規(guī)模天線陣列（ELAA）。5.5G升級射頻新要求射頻，是頻率介于300kHz-300GHz之間的，可以輻射到空間中的高頻交流變化電磁波的簡稱。射頻主要用于實(shí)現(xiàn)無線通訊的兩個本質(zhì)功能發(fā)送和接收，即將二進(jìn)制信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率無線電磁波信號并發(fā)送，以及接收無線電磁波信號并將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制信號。5.5G是5G發(fā)展中的一個重要里程碑，不改變5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要通過射頻部分的改進(jìn)、軟件升級以及AI賦能，釋放5.5G的潛能，適應(yīng)對帶寬、頻效、能效等方面有不同要求的業(yè)務(wù)。目前5G擁有200MHz頻譜，為了拓寬頻譜，5.5G需要從6GHz頻段獲得200-400MHz頻譜，并從毫米波頻段獲得800MHz頻譜。5.5G作為6G的前身，依賴于衛(wèi)星通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)。盡管5.5G未完全迭代完成，但5.5G是通過改變射頻芯片來實(shí)現(xiàn)的。與過去從4G到5G的射頻芯片升級改變接入不同頻段以提高網(wǎng)速類似，5.5G到6G的迭代也需要接入不同的頻率，這與衛(wèi)星頻率相關(guān)。5.5G拉動濾波器新需求需求方面，5G和5.5G基站的增加天線數(shù)量導(dǎo)致對濾波器的需求大幅上升。在5G基站中，應(yīng)用了MassiveMIMO技術(shù)和有源天線技術(shù)，這使得單個天線需要64個濾波器，而每個宏基站有三面天線，因此需要總計(jì)192個濾波器。而在5.5G中，ELAA的通道數(shù)量增加至192個，需要576個濾波器，因此對濾波器的需求也呈倍增趨勢。研發(fā)方面，5.5G的發(fā)展對濾波器提出了更高的要求。5G的采用大規(guī)模天線技術(shù)導(dǎo)致射頻通道數(shù)量增加，要求濾波器更小、更輕、更低成本。因此，傳統(tǒng)金屬腔體濾波器供應(yīng)商正在加大研發(fā)力度，以適應(yīng)通信技術(shù)的升級。在此趨勢下，介質(zhì)波導(dǎo)濾波器成為5G通信的一種成熟解決方案。它能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器的小型化、輕量化和成本降低，因此微波介質(zhì)陶瓷元器件在5G通信中得到廣泛應(yīng)用。XR、智能駕駛、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景廣闊VR/AR/MR/XRVR（VirtualReality）：虛擬現(xiàn)實(shí)，是指用計(jì)算機(jī)生成的3D內(nèi)容，為用戶提供關(guān)于視覺、聽覺等感官來模擬現(xiàn)實(shí)，提供沉浸式體驗(yàn)，有極強(qiáng)的“沉浸感”與“臨場感”。在VR環(huán)境中，使用者不會看到現(xiàn)實(shí)世界，完全沉浸在虛擬世界里。通常使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，例如耳機(jī)、控制器，在環(huán)境中進(jìn)行交互。AR（AugmentedReality）：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是通過將虛擬元素投射到真實(shí)世界，將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成，以實(shí)現(xiàn)超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)在保留現(xiàn)實(shí)世界的基礎(chǔ)上疊加一層虛擬數(shù)字信息。與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）相比，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）在提供沉浸式體驗(yàn)方面的能力相對有限，利用AR技術(shù)，我們可以投射信息，但不能直接與之交互。MR（MixedReality）：混合現(xiàn)實(shí)，是現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界融合，數(shù)字和實(shí)體并存，而環(huán)境中同時(shí)包含實(shí)體環(huán)境與虛擬信息，且具備“實(shí)時(shí)性”，虛擬信息可以在真實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互。MR將多種技術(shù)結(jié)合到一個設(shè)備中，然后不斷掃描采集我們的周邊環(huán)境，再將這些采集到的信息與我們的數(shù)字信息進(jìn)行交互。一定程度上來說，MR可以看作是VR和AR的混合體。XR（ExtendedReality）：擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)，指由計(jì)算機(jī)技術(shù)和可穿戴設(shè)備產(chǎn)生的所有真實(shí)及虛擬環(huán)境的結(jié)合以及人機(jī)交互。XR是一個總擴(kuò)性的詞匯，包括任何融合現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界到技術(shù)，包括VR、AR、MR，以及任何融合了物理和數(shù)字世界的技術(shù)。智能駕駛今天的汽車即使自身配置了傳感器、攝像頭、雷達(dá)等多種設(shè)備，但由于身處復(fù)雜道路環(huán)境中，視野和感知能力仍然受限，當(dāng)前以單車智能為主線的汽車自動駕駛被集體卡在了L2級別。隨著5G成熟完備并向5.5G持續(xù)演進(jìn)，業(yè)界寄望于5.5G網(wǎng)絡(luò)提供的超大帶寬、超低時(shí)延和超大規(guī)模連接等特性賦能車路協(xié)同解決方案“提質(zhì)增效”，以單車智能+車路協(xié)同的方式實(shí)現(xiàn)無人駕駛及智慧交通。美國、歐盟、日韓都制定了相應(yīng)的規(guī)劃及發(fā)展路徑。國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心編制的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》指出，我國要在2025年實(shí)現(xiàn)C-V2X終端新車配備率達(dá)50%，2030年基本實(shí)現(xiàn)普及。V2X（VehicletoEver