通信-5.5G行业深度报告：5.5G重组联接，共建智能世界底座

分析师：王海明 SAC编号：S1050523070003 联系人：何鹏程 SAC编号：S1050123080008 行业深度报告 证券研究报告 5.5G重组联接，共建智能世界底座 5.5G行业深度报告 投资评级：推荐（维持） 报告日期：2023年10月10日 投资要点 5.5G实现万兆体验、千亿联接及内生智能 5.5G在5G传统场景三角的基础上实现eMBB（增强移动宽带）/uRLLC（高可靠低延时通信）/mMTC（海量机器类通信）等能力不断增强，同时新增UCBC（上行超宽带）、RTBC（宽带实时交互）和HCS（通信感知融合）三大革命性能力。其中，超大带宽+ELAA是实现10Gbps的关键；上下行解耦持续创新，多频融合实现上行1Gbps；RedCap、NB-IoT、PassiveIoT这三类技术支撑5.5G千亿联接。 5.5G拉动产业链受益，升级应用场景 5.5G需要10倍于5G的传输速率，对超大规模天线阵列提出更多需求。而增加天线数量导致对滤波器的需求大幅上升。同时，通过射频部分的改进、软件升级以及AI赋能，释放5.5G的潜能，适应对带宽、频效、能效等方面有不同要求 的业务。5.5G直接拉动天线、滤波器、射频部件受益。5.5G下游应用场景不断升级，XRPro和元宇宙等实时的沉浸式交互应用依赖5.5G的高速率和毫秒级传输延时，具备超大带宽、超低时延和超大规模连接能力的5.5GC-V2X实现车路协同、智能驾驶，5.5GtoB将从生产辅助进入工业生产核心环节实现万物智联。 给予5.5G行业投资评级：“推荐” 移动通信技术演进推动5.5G在5G传统场景升级三大能力拉动技术新需求，拉动产业链部件天线、射频、滤波器需求增长，我们给予5.5G行业“推荐”评级，建议关注通宇通讯、盛路通信、信科移动、美格智能。 目录 CONTENTS 1.5.5G升级六边形战士 2.5.5G技术梳理 3.天线、射频、滤波器为直接受益部件 4.XR、智能驾驶、物联网应用场景广阔 5.推荐标的 015.5G升级六边形战士 1.15.5G作为5G和6G之间的过渡和衔接 移动通信技术每代发展的周期大约为10年，从2.5G到5.5G，每一个半代技术相比上一代在速率上都有约10倍的提升，每一次速率的跃变都直接推动了产业的升级。 国际电信标准组织3GPP每2年发布Release（版本）来推动移动通信技术演进研究，每一个整数代，大约要经历5-6个Release才会真正成型。5G标准的第一阶段是R15-R17，而5.5G作为5G标准的第二阶段对应的版本是R18-R20。等到 R20结束后，6G将于2028-2030年左右登场。5.5G作为5G和6G之间的过渡和衔接，预计约持续5年以上周期。 2.5G GPRS/EDGE 图表1：移动通信技术历史演进 3.5G HSPA/HSPA+ 4.5G CA/IoT 图表2：从5G到6G 1980s 1990s2000s2010s2020s 2030s Xkbps->xxkbps 384kbps->14Mbps 150Mbps->1Gbps 1Gbps->10Gbps 1G2G3G4G5G 移动互联网移动式无线宽带物联网（IoT） 1980s 模拟移动电话 TACSAMPSNMT 语音 1990s 数字移动电话 GSMIS-95IS-136PDC 语音短信 2000s 全球范围兼容 WCDMATD-SCDMAWiMAX 语音短信网页 2010s 移动宽带 LTE-AWiMAX-A 语音短信网页视频 2020s 移动物联网 3GPP5G 语音短信网页视频物联网 网络智能化、通信感知一体化 5G+ 2030s 万物深度智联 3GPP6G 语音短信网页视频物联网元宇宙 工业互联网车联网 资料来源：36氪研究院，搜狐，IT之家，华鑫证券研究 华为提出了5.5G网络关键特征——万兆体验、千亿联接及内生智能。在5G传统场景三角的基础上实现eMBB（增强移动宽带）/uRLLC（高可靠低延时通信）/mMTC（海量机器类通信）等能力不断增强，同时新增UCBC（上行超宽带）、RTBC（宽带实时交互）和HCS（通信感知融合）三大革命性能力。 图表3：5.5G六边形 eMMB（增强移动宽带）：以人为中心的应用场景，集中表现为超高的传输数据速率，广覆盖下的移动性保证等，它最直观改善移动网速，eMBB是面向个人消费市场的核心应用场景。3GPP对5G的速率定义是下行峰值速率1Gbps以上，上行峰值速率500Mbps以上，而5.5G的速率要求达到10Gbps下行速率和1Gbps上行速率，支持千亿联接的物联技术，并在智能化不断创新，实现网络能力再升级。未来，6G将实现超宽速率，传输速率较5G再大幅提升10倍-100倍，峰值网速最高可达100Gbps。 资料来源：华为，IT之家，华鑫证券研究 uRLLC（高可靠低延时通信）：主要包含了对网络时延以及可靠性有超常规需求的应用，典型业务主要分布于工厂、电力以 及交通等垂直行业领域。而即使是单一的垂直行业，行业内不同的应用也具有不同的网络需求。例如远程医疗手术、远程驾驶、车联网自动驾驶、工业自动化等需要低延时高可靠传输速率的领域提供技术保障。5G空口时延低至1ms（毫秒），为4G的五分之一，可靠性达99.999%。5.5G将延续毫秒级的时延支撑实时交互，并逐渐突破。未来在6G时代，低时延的通信预计将主要集中在机器与机器之间，用以替代传统的有线传输，比如工业互联网的场景等，时延将降为0.1毫秒，是5G的十 分之一甚至更低。 mMTC（海量机器类通信）：典型应用包括智慧城市、智能家居等。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。在3GPP的技术文档中，5G对于传感器类的MTC要求100万连接数/平方公里。在6G时代，每人应该至少配有具备直接网络连接能力的1-2部手机、1部手表、若干个贴身的健康监测仪、两个置于鞋底的运动检测仪等，使得连接密度较5G上升了近10倍。因此，6G的最大连接密度可达1亿连接数/平方公里。 资料来源：C114，华鑫证券研究 图表4：4G/5G/6G指标对比图 UCBC（上行超宽带）：面向消费者的4G、5G网络，下行比上行更重要，但面对各行各业，有些场景上行比下行更重要。UCBC场景在5G能力基线，实现上行带宽能力10倍提升，满足企业生产制造等场景下，机器视觉、海量宽带物联等上传需求，加速千行百业智能化升级。 RTBC（宽带实时交互）：RTBC场景支持大带宽和低交互时延，目标是在给定时延下和一定的可靠性要求下的带宽提升10倍，打造人与虚拟世界交互时的沉浸式体验。 HCS（通信感知融合）：支持通信和感知融合，主要使能的是车联网和无人机两大场景，支撑自动驾驶是关键需求。通过将MassiveMIMO的波束扫描技术应用于感知领域，使得HCS场景下既能够提供通信，又能够提供感知。如果延展到室内场景，还可以提供厘米级的高精度、低功耗室内定位服务。 图表5：智能工厂上行流量示意图图表6：智能煤矿上行流量示意图 图表7：5.5G使能自动驾驶 资料来源：《迈向智能世界白皮书》，OfWeek，华鑫证券研究 诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明 PAGE8 025.5G技术梳理 超大带宽+ELAA是实现10Gbps的关键： •超大带宽频谱是基石。5G频谱分为两个区域FR1和FR2，FR就是FrequencyRange的意思，即频率范围。FR1的频率 范围是450MHz到6GHz，也叫Sub6G（低于6GHz）。FR2的频率范围是24GHz到52GHz，这段频谱的电磁波波长大部分都是毫米级别的，因此也叫毫米波（mmWave）。FR1的优点是频率低，绕射能力强，覆盖效果好，是当前5G的主用频谱。FR1主要作为基础覆盖频段，最大支持100Mbps的带宽。其中低于3GHz的部分为Sub3G，其余频段称为C-band。FR2的优点是超大带宽，频谱干净，干扰较小，作为5G后续的扩展频率，未来很多高速应用都会基于此段频谱 实现，5G高达20Gbps的峰值速率也是基于FR2的超大带宽。因此，5.5G的发展方向需要在网络鲁棒性方面进一步增强， 使得FR2在全球范围内得到更为广泛的部署。图表9：FR1和FR2 图表8：5G频谱概览 图表10：Sub6G和毫米波参数对比 频率范围 410MHz- 7125MHz 24250MHz 参数 Sub6G 毫米波 （e) mmWav -52600 MHz 52600MHz -71000 MHz 带宽单载波最高支单载波最高支 资料来源：《迈向智能世界白皮书》，RF技术社区，CSDN，华鑫证券研究 持100MHz SCS 15KHz,30 KHz,60KHz ms 时隙长度1/0.5/0.25 持400MHz 60KHz， 120KHz 0.25/0.125 ms •为了解决5.5G走向高频段的覆盖挑战，ELAA成为必选。ELAA指的是基于超大孔径阵列（ExtremelyLargeAperture Array）技术分布式部署的大规模天线阵列（MassiveMIMO）。工作原理是在无线通信基站中集成大量天线，从而对不同方位形成独立的窄波束覆盖，实现空间隔离，大幅提高数据吞吐量。ELAA可实现更高频段与C-Band覆盖能力相当，让随时随地10Gbps成为可能。当前华为使用ELAA的MetaAAU已经在30+城市规模商用，6GHz频段也已完成外场验证，O2O/O2I场景下均可实现与C-Band共覆盖，而毫米波在实现10Gbps峰值体验的同时，在5公里仍可实现Gbps以上的 体验。 图表11：MassiveMIMO示意图 图表12：ELAA-MM 资料来源：电子工程世界，IT之家，华鑫证券研究 上下行解耦持续创新，多频融合实现上行1Gbps： •C-Band拥有大带宽，是构建eMBB的黄金频段。目前，全球多数运营商已经将C-Band作为5G首选频段。但是，由于C-Band上均使用TDD，5G基站下行功率（200w）远大于手机功率（0.2w），导致C-Band上下行覆盖不平衡，上行覆盖受限成为5.5G部署覆盖范围的瓶颈。同时，随着大规模天线波束赋形、CRS-Free等技术的引入，下行干扰会减小，进一步提升了下行覆盖的范围，C-Band上下行覆盖差距将进一步加大。目前业界主要的解决方案有两种，一种是采用TDD+FDD的上行载波聚合技术（CA），一种是将FDD低频的上行频段做补充的上下行解耦技术。 图表13：C-Band上下行覆盖差距将进一步加大 资料来源：商业新知，华鑫证券研究 •上下行解耦：重新定义了新的频谱配对方式，使下行数据在C-Band传输，而上行数据在Sub-3G（例如1.8GHz）传输，利用低频衰减慢覆盖好从而提升了上行覆盖。 •行业数字化对上行的需求远大于下行，上下行解耦可以根据需求灵活使用不同频段的上下行频谱。对于超大上行需求，一方面充分利用存量FDD频谱，另一方面定义全上行频谱，通过上下行解耦实现多频融合，提供Gbps上行速率。当前，上下行解耦已在煤矿、钢铁等多个场景商用，满足百路高清回传、全景远控等1Gbps上行速率需求。 RedCap、NB-IoT、PassiveIoT这三类技术填补三大场景空白： •RedCap（ReducedCapability）是一种5G轻量化技术， 它可以降低5G终端芯片和模组的高昂成本，降低设备复杂程度的同时具有最大带宽更窄、调制阶数更低、功耗更低等特点，被业界称为“精简版”5G，实现成本与性能的平衡。RedCap应用非常广泛，包括智能可穿戴设备、工业无线传感器和视频监控三大业务场景，预计到2030年全球联接数将达到近百亿。 十亿级RedCap中速物联 图表14：三类技术支撑5.5G千亿联接 百亿级NB-IoTLPWA物 联 数百亿级PassiveIoT 无源物联 低成本模组 100-200元 图表15：RepCap的技术优势及使用场景