移动通信网络的传输过程是将手机信号传输到基站(长距离传输会到核心网),再将信号从基站传输到手机的过程
移动通信网络的传输过程就是信号的调制(将低频信号变成可发送的高频信号)和解调(将高频信号变成可接受的低频信号)过程,声音、图像等信号经过基带芯片以及射频模块处理后,通过手机天线发射到基站天线上,基站(本文特指信号塔)将信号处理(射频信号转换成光信号后进行调制解调)后,传输到机房或核心网上,而后经过其他的机房或核心网、到另一个基站、最后信号到另一个手机终端。若通信距离较短,则只通过基站间通信(基站和基站传输),后到手机终端。
伴随着移动通信技术的发展,频段使用越来越高、传输速率越来越快、用户容量越来越大、通话质量越来越好
经历了4.5G(LTE-A Pro)之后,5G现已完成部分标准的制定工作,预计2020年实现商用
第一批5G网络试点城市一共12座,上海是唯一 一座三家运营商同时试点的城市
目前,除通信设备、手机厂商之外,三大运营商作为基站的建设者,正在快速地部署5G网络。三大运营商均预计2019年实现5G的预商用。由于技术和建设成本的问题,三大运营商正在分批试点5G网络(指建设基站),截至2018年8月,三大运营商的第一批5G网络试点城市包括12座,其中中国联通试点7座城市,中国电信试点6座城市,中国移动试点5座城市。
5G将渗透到社会的各个领域,ITU提出了八大关键技术指标
ITU(International Telecommunications Union,国际电信联盟)是联合国的一个重要机构,负责5G标准顶层设计以及资源管理等工作。3GPPP(the 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴项目)作为一个“民间机构”,是具体的标准制定组织,经ITU审核后,方可成为标准。在2015年5G的愿景研究阶段,ITU指出5G将渗透到未来社会的各个领域,使信息突破时空限制,拉进万物的距离,最终实现人和万物的智能互联,由此ITU规定了5G的八大关键技术指标,指明5G不再追求单一目标(峰值速率),而是考虑不同的业务和应用场景(如物联网)。
5G网络架构更加注重软件技术(包括云化和网络虚拟化)
从模拟通信到数字通信,从文字传输、图像传输又到视频传输,移动通信技术极大地改变了人们的生活方式。前四代移动通信网络技术,只是专注于移动通信,而5G在此基础上还包括了物联网的应用场景。面对如此复杂多变的应用环境,5G不只是简单的升级了技术,而是对整体通信网络架构进行了改变。相比于4G网络架构中使用了更多的硬件设备,为了满足多种多样的网络计算需求,5G将更多的使用云化及网络虚拟化(在一台硬件设备上虚拟出多台设备)等软件技术。
高频传输难度较大,4G时代领先的企业在5G时代更有优势
高频通信传输损耗大、信号穿透力较差,而通信行业是一个资本、技术劳动密集型行业,已经在4G时代领先的芯片、模块或设备制造商也许在5G时代更有优势。以下分别列举了5G相关领域(分为8大部分)国内外的部分头部企业布局(括号内数字代表全球市场占比,截止到2018年) :
5G的产业链可分为设备制造商、通信运营商和手机终端设备商
根据移动通信的网络架构以及其传输过程可以看出,移动通信网络(包括5G)产业链可以分为:上游包括基站/机房设备厂商及相应元器件、模块提供厂商;中游包括通信运营商(也可包括网络运营规划);下游包括终端生产商及相应的行业应用厂商。上游主要涉及基站天线、基带芯片、光纤及光模块、射频模块(包括射频前端、终端天线等) 、基站射频拉远单元(RRU)、室内基带处理单元(BBU) 、GPS蘑菇头(用于定位)以及机柜、供电系统(电源模块及蓄电池)、空调(用于散热)以及各种线缆等制造厂商;中游的通信运营商主要从上游设备制造厂商采购相应的设备,并负责基站的维护以及收取使用费用等;下游包括终端设备厂商(其中终端设备内的芯片属于终端设备厂商的上游)及相应的应用厂商,如物联网、车联网、AR/VR等,通信类领先企业多集中于上游。
机遇与挑战并存,5G基站相关模块市场规模总共超过万亿,但前期投入资金巨大
5G产业链中前期的投入成本主要在于基站的建设。根据中国电信统计,我国2008年开始建设3G,2015年开始建设4G,而7年后的自由现金流亏损3400亿元,而到5G阶段据估计将累计投资超过万亿,前期资金投入量巨大。5G的高频段(频段越高,覆盖面积越小),迫使5G将采取“宏站+小站”的方式进行区域覆盖,宏站指的是中低频段(6GHz以下),小站指的是高频段(6GHz以上)。通过研究了解到,5G的宏基站将是4G基站的1.5倍。而5G的小站覆盖面积更小(半径为10-200m),若要实现连续覆盖,小站数量要远高于宏基站的数量。基站建设包括重建或对原有基站升级改造两种方式,由于基站数量巨大,使得5G基站相关模块需求量巨大。根据赛迪智库数据, 5G基站相关模块市场规模将近1.2万亿。
5G三大使用情景下的具体应用场景
在5G的三大使用情景中,根据标准制定的先后顺序,最先商用的情景将会是增强移动带宽。增强移动带宽主要以人为中心,侧重于关注多媒体类应用场景,需要在用户密度大的区域增强通信能力,实现无缝的用户体验。大规模机器类通信的使用情景特点为连接设备的数量巨大,但每个设备所需要传输的数据较少,且对时延性要求较低。超高可靠低时延类通信的使用情景对延迟时间、性能可靠性等要求极高,且此类使用情景也是为机器到机器(M2M)的实时通信而设计的。
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