通信行业：5G-A，通感融合赋能低空经济

5G-A——通感融合赋能低空经济 西南证券研究发展中心通信研究团队2024年4月 核心要点 政策多次提及低空经济，万亿市场待发掘。从产业来看，低空经济主要包括低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务等产业，具有辐射面广、产业链条长、成长性和带动性强等特点，在拉动有效投资、创造消费需求、提升创新能级方面具有广阔空间。eVTOL在个人和公共交通、物流和军事领域都有着广泛的应用前景。据MorganStanley预测，2026年全球eVTOL市场规模将达619亿美元，2030年有望达到305.19亿美元，到2040年将高达1.5万亿美元。 中国移动全球首发5G-A商用部署，5G-A再掀热潮。2024年3月28日，中国移动5G-A商用发布会在浙江杭州举行，中国移动网端业协同加速推进5G-A商用，2024年底5G-A网络部署城市超300个，5G-A终端种类超20款，5G-A终端销量超2000万，5G-A行业标杆100个。在ITU定义的5G三大标准场景eMBB、mMTC、uRLLC基础上，5G-Advanced进行了深入的增强和扩展，新增了三大新场景——UCBC（上行超宽带）、RTBC（宽带实时交互）和HCS（通信感知融合）。 低空经济加速发展，通感融合持续赋能。通感融合是5.5G/6G网络的关键技术，整合了通信和感知的功能，即利用通信系统的频谱资源、空口基数、硬件资源处理单元等接受感知信号并进行处理，实现类似雷达的感知能力。通感融合赋能低空经济主要体现在1.通感一体化技术可以使得无人机通信系统在数据传输的同时实现高精度的外部环境感知；2.通感融合技术可以让需要部署抵抗安防区域的多个基站变身雷达，结合基站内部的算力资源快速搭建低空安防系统，在基站信号范围内实时定位和追踪入侵低空飞行器；3.依托5G-A通感一体、北斗高精度定位、算力、网络安全等一系列基础设施，无人机可以配置不同通信方式支持低空飞行器的实时数据传输，最终实现网联无人机高效可靠的通信保障。 相关企业：灿勤科技、盛路通信、华测导航等。 风险提示：5G-A技术发展不及预期；低空经济发展不及预期；相关激励政策落地不及预期等。 1 目录 一、5G-A技术介绍 二、5G-A赋能低空经济 三、通感技术重点公司梳理 2 1.1通信技术发展历史 1980s1990s 2G技术 技术基础：采用的是数字调制技 术，比1G多了数据传输的服务 特点：手机就不仅仅只能接打电话，发短信成为新业务；相比于1G模拟电路，2G数字电路芯片占用体积更小，使手机便于携带。 传输速度：通用分组无线业务的2G最大速率是50Kbps，速率为1Mbps 1G技术 技术基础：采用的是模拟信号传输。将电磁波进行频率调制，将语音信号转换到载波电磁波上，传输后在从电磁波还原语音信息。 特点：信号容易受到干扰，语音的品质低，覆盖的范围不够广，而且还会出现在打电话时串音的问题 传输速度：1G技术的最高速度是 2.4Kbps 2000s 2010s 3G技术 时间：2001年发布 特点：满足人们对图片和视频传输的要求；由于采用更宽的频带，传输的稳定性也大大提高，保证了速度和质量之后，使数据的传输更为普遍和多样 传输速度：比2G快四倍是50Kbps，速率为1Mbps，最大速度约为3Mbps，处于移动状态的车辆的最大接入速度约为384Kbps 4G技术 时间：2008年发布第四代网络，中国成为标准制定者之一；4G基于3G技术进行改良升级，引入LTE等技术。 特点：可以满足游戏服务，高清 移动电视，视频会议，3D电视等需要高速的功能。 传输速度：设备移动时4G网络的最大速度为100Mbps，对于低移动性通信，速度为1Gbps。 数据来源：政府机构官网、公司官网，西南证券整理3 5G/5G-A/6G指标对比 1.1.15G发展路径 5G分为两个阶段：R15-R17是第一阶段，R18-R20是第二阶段。第二阶段的技术相比第一阶段有显著的增强和改进，但又不算是6G，所以，被称为5.5G阶段。2021年4月，5.5G正式被3GPP官方命名为5G-Advanced（5G-A），并启动了相关的标准化工作。按既定规划，即将冻结的R18，将是5G-A的第一个正式版本，也是5G-A的首次登台亮相。 5G-A基于5G网络进行升级，为6G奠定基。5G-A有望使上下行速率提升10倍、连接密度提升10倍、时延进一步降低，并将定位精度提升至厘米级。 5G演进路线图 关键性能指标 5G 5G-A 6G 下行速率 1Gbps 10Gbps 1-几十Gbps 上行速率 100Mbps 1Gbps 连接数密度 1个/m2 10个/m2 10-100个/m2 时延及可靠性 20ms@99.99% 4ms@99.9999% 亚毫秒级@99.99999% 感知/定位精度 米级 感知：亚米级定位：厘米级 厘米级 数据来源：5G-Advanced网络技术演进白皮书2.0、鲜枣课堂、西南证券整理4 1.1.25G-AVS5G 5G-A不改变5G的网络架构，主要通过射频部分的改进、软件升级以及AI赋能，适应不同要求。例如：5G-A需要更加高性能设备来支持大量的数据传输和处理，如4.9G的128T128RAUU将是5G-A面向通感一体等应用场景的主要建设方向；三载波聚合和通感一体等新技术需要运营商在BBU等网络设备上增加相应的处理能力和射频接口，以支持额外的载波，同时，BBU等设备还需要具备更强大的处理能力和更灵活的软件架构，以便能够同时处理通信和感知数据。 5G-A采用开拓新频段和频谱重耕的方案，使传输速率变快。5G方案中，国内提供的N41、N78两个最常用的频段各提供100MHz的频宽，通过载波聚合，可以把两个100MHz频宽都用起来达到200MHz频宽。想要实现5.5G网络，一方面要在现有近100MHzFDD频段与近100MHzTDD频段基础上，引入更大带宽的6GHz提供200MHz-400MHz频谱，引入毫米波提供800MHz频谱，实现10Gbps下行速率。另一方面，要充分利用存量FDD频谱，并定义全上行频谱，通过上下行解耦实现多频融合，提供1Gbps上行速率。 5G-A需要10倍于5G的传输速率，对基站射频性能、数量提出更高要求。其中超大带宽频谱和多天线技术是两大关键因素，相当于高速公路拓宽以及增加车道。频谱换带宽后，由于6GHz的覆盖更差，需要通过升级的天线技术解决覆盖问题。6GHz相较于2.6GHz频段增加了在空间的传播损耗。为弥补损耗，需要比现在大规模天线阵列（MassiveMIMO）更强的超大规模天线阵列（ELAA）。5G时代的通用配置是单面64个通道天线，每个基站设置三面天线，以实现360°的覆盖范围；5G-A时代，宏基站天线通道增加至128个，每个基站有望设置5面天线。 5G-A改造路径 5G-AVS5G 大带宽 + Massive MIMO 超大带宽 + ELAA 5G5G-A 频段 4.9GHz 2.6GHz 6Ghz 毫米波 损耗 5dB 7dB 20dB 数据来源：华为官网、通信产业网、西南证券整理5 5G-A扩展三大应用场景 1.2.1应用场景扩列 在ITU定义的5G三大标准场景eMBB、mMTC、uRLLC基础上，5G-Advanced进行了深入的增强和扩展，新增了三大新场景，即：UCBC（上行超宽带）、RTBC（宽带实时交互）和HCS（通信感知融合）。 上行超宽带(UCBC)： •大幅提升现有通信网络的上行传输性能，例如实现高清视频上传、机器视觉等业务。同时，依托其更深的覆盖、更大的上行传输带宽，UCBC还以大幅提升室内场景的用户体验速率 宽带实时交互(RTBC): •支持更大带宽和低时延通信，使能沉浸式互动业务增强。 通信感知融合(HCS): •将传统通信和感知业务相融合，赋予无线通信网络全新的业务能力。 数据来源：《5G-Advanced白皮书场景需求与关键技术》、西南证券整理6 1.2.2应用场景 一方面，5G-A持续增强已有的能力，支撑传统5G业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A将增加新的能力，支撑新场景新业务的应用。5G-A将面向六大主要应用场景，包括沉浸实时，智能上行、工业互联、通感一体、千亿物联和天地一体，从网络、终端、云等端到端的关键方面进一步演进，构建数字、智慧、绿色低碳社会的基础设施。 总的来说，实时沉浸交互业务引领移动互联网业务大幅增长，持续驱动无线网络管道能力大幅提升。千行百业数智化转型走向深入，不断驱动无线网络提供新的连接能力。“双碳”目标驱动绿色低碳网络建设，并通过无线网络赋能全行业节能减排。5G-A将围绕“万兆泛在体验，千亿智慧联接，超能绿色业态”的愿景，深化实践“5G改变社会”的目标。 续航 具体场景 场景概述 演进升级 沉浸实时 全息教学、全息会议、24K、3D、VRIAR、云游戏及演进至元宇宙等场景，对网络速度和质量等要求越来越高。 工业互联 利用5G-A服务新型工业化，以其低时延、超可靠、大连接的特性，解决工业领城传统无线技术厂区覆盖范围有限、网络稳定性不佳、终端连接率不足等方面的问题，使得无线技术有能力承载工业现场的各类通信业务。 千亿物联 5G-A所支持的NB-l0T、RedCap和PassiveloT三类物联技术跨步向前，已具备收编所有物联的能力，未来将实现一张网络支撑全场景物联。 新增能力 天地一体 跨地域、跨空域、跨海域的一体化网络，融合由轨道卫星构成的天基网络、由飞行器构成的空基网络、传统的地基网络，实现真正意义上的全球无缝覆盖。 通感一体 融合通信功能与感知功能，实现数据通信的同时，还能获得对目标对象或环境信息的感知，实现定位、测距、测速、成像、检测、识别、环境重构等功能。 智能上行 通过上行多载人波、全上行模式、超大规模天线阵列等技术，实现监控等图像数据的实时上传以及无线连接的大带宽、高稳定、广覆盖的传输。。 数据来源：罗兰贝格、天翼智库、西南证券整理7 1.2.3具体应用场景 X - L ayer跨层融通 一、沉浸实时： 5G-A相比5G将带来10倍的网络性能提升，支持向元宇宙迈进。根据华为显示，移动数据用户及家庭宽带用户峰值体验从1Gbps提升到10Gbps，5G-A时代沉浸式交互体验将成为刚需。 具体应用： 2021年2月，中国电信携手华为联合提出“超级频率聚变”创新技术，通过频谱池化，实现离散频谱从简单聚合到融合一体的频谱聚变新技术及频谱间灵活调度，提升资源效率，满足千行百业新业务场景下的低时延、大连接、广覆盖、深穿透等新需求。 2022年5月17日，中国电信浙江公司在杭州市余杭区开展了“超级频率聚 首钢一号高炉 ·元宇宙乐园 变”技术的创新验证，验证了“超级频率聚变”技术中的SingleDCI、快速载波激活等关键特性。由于“超级频率聚变”可以有效减小小区控制信道的开销，并降低载波激活的时延，从而提升系统容量及用户感知，用户体验速率相较普通载波聚合场景提升约37%。 2022年2月，北京冬奥会期间，通过“5G云XR联合创新实验室”技术方案攻关，当红齐天公司联合中国移动研究院、中国移动北京公司、中兴通讯共同打造“首钢一号高炉·元宇宙乐园”，成功实现了全球第一个将VR/AR技术和工业遗存结合的国际文化科技乐园。 2022年6月，中国移动研究院联合华为和咪咕，完成X-layer跨层融通技术的“端-网-云-业”四维一体的协同创新，完成打造业界首个X-Layer跨层融通产业样板，借助业务标记信息感知和网络状态信息感知，达到多流业务的精细分层QoS保障，提升容量和业务体验。测试结果显示，4.9GHz、100M带宽的单扇区可以同时支持20个XR终端，系统容量提升了5倍。 数据来源：5G-Advance场景需求与关键技术白皮书，西南证券整理8