5G热点问题详解系列之四为什么5G基站会用64通道天线

1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 5G5G热点问题详解系列之热点问题详解系列之四四： 为什么为什么5 5G G 基站会基站会用用 6 64 4 通道通道天线？天线？ 6 月底，MWC 2018（上海）开幕，峰会上我国三大运营商均表示将 采用 SA 作为 5G 网络部署架构。这与我们在5G 热点问题详解系列 一/二报告中的判断相一致。本期，我们从关键技术的视角出发，解 析 5G 基站射频前端 Massive MIMO 技术的原理和商用价值。 大规模阵列天线为大规模阵列天线为 5G 时代时代 Massive MIMO 技术提供硬件支撑技术提供硬件支撑：移动通 信的演进一直朝着更高速率、更低时延、更优质网络覆盖的方向前进。5G 时代， 能够提升传输速率和覆盖性能的 Massive MIMO 便成为了最重要的支 撑技术之一。Massive MIMO 具有空分复用和波束赋形两大关键技术。空分 复用技术可提升网络容量和传输速率，波束赋形技术可抑制干扰、提升覆盖 能力。理论上，天线数量越多 5G 系统的性能越高。 5G 时代时代 64 通道的通道的 Massive MIMO 天线会成为主流天线会成为主流：理论上天线阵子的 间距必须要大于半个波长，而信号波长与无线频谱成反比关系（即工作频段 越高，波长越小） 。所以相较于 4G 天线，以中频段（3.5GHz 和 4.9GHz） 为主的国内 5G 网络天线产品上很难做到特别的小型化。基于此，综合产品 性能、成本和上站难度考虑，我们预计 3.5GHz 频段的商用 5G 基站将以 64 通道（64T64R，64 发 64 收）的 Massive MIMO 天线为主。 投资建议：投资建议：天线的有源化，通道数的大幅度增加以及产品集成度要求的提 高，意味着 5G Massive MIMO 天线的复杂度相较于现网天线产品会大幅提 升，上游射频元器件的需求量也会成倍增加，带来更大市场空间。5G 开启 跨时代盛宴，预期 2019 年随着全球 5G 标准推出，国内网络建设将逐步展 开，商用规模领先全球。我国 5G 技术研发和标准制定活跃度高，本土 5G 产业链上下游厂商将充分受益，由此向更高的全球市场份额进发。5G 基站 射频前端行业格局有望重构，高频覆铜板 CCL、通信用 PCB 和塑料天线振 子迎来重大发展机遇，重点推荐生益科技、深南电路、飞荣达生益科技、深南电路、飞荣达。 风险提示风险提示：5G 发展不及预期。 Table_Title 2018 年年 07 月月 09 日日 通信通信 Table_BaseInfo 行业动态分析行业动态分析 证券研究报告 投资投资评级评级 领先大市领先大市-A 维持维持评级评级 Table_FirstStock 首选股票首选股票 目标价目标价 评级评级 300602 飞荣达 36.30 买入-A 600183 生益科技 11.34 买入-A 002916 深南电路 98.00 买入-A Table_Chart 行业表现行业表现 资料来源：Wind资讯 % 1M 3M 12M 相对收益相对收益 3.01 8.11 3.68 绝对收益绝对收益 -7.96 -4.55 -4.28 夏庐生夏庐生 分析师 SAC 执业证书编号：S1450517020003 xials彭虎彭虎 分析师 SAC 执业证书编号：S1450517120001 penghu 杨臻杨臻 报告联系人 yangzhen 相关报告相关报告 5G 热点问题详解系列之三：5G 频谱， 你想知道的都在这里 2018-07-04 MWC 2018 上海开幕，5G 成为最热话 题 2018-07-02 5G 热点问题详解系列之二：NSA 架构 对终端带来的挑战 2018-06-28 5G热点问题详解系列之一： NSA or SA， 选择并不困难 2018-06-25 IMT-2020(5G)峰会在深圳召开，我国 NB-IoT 商用进程全球领先 2018-06-25 -28% -21% -14% -7% 0% 7% 14% 2017-072017-112018-03 通信 沪深300 行业动态分析/通信 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 1. 大规模阵列天线大规模阵列天线：为：为 5G 时代时代 Massive MIMO 技术提供硬件支撑技术提供硬件支撑 进入到移动互联网时代以来，移动通信的演进一直朝着更高速率、更低时延、更优质网络覆 盖的方向前进。5G 时代，能够提升传输速率和覆盖性能的 Massive MIMO（Multiple-input Multiple-output）便成为了最重要的支撑技术之一。Massive MIMO 具有空分复用和波束赋具有空分复用和波束赋 形两大关键技术：形两大关键技术： 1.1. 空分复用空分复用提升网络容量和传输速率提升网络容量和传输速率 当前移动通信传输速率的提升， 技术上主要依赖三种解决方案： 1） 提供更大的无线带宽； 2） 提供更高阶的调制解调方式；3）通过空分复用提高无线传输流数。 频谱资源类似于公路，更大的无线带宽如同双车道扩增到四车道，同时跑的车多了，单位时 间的交通容量也就变大了。更高阶的调制解调方式则是希望在单位频段内传输尽可能多的数 据信息，类似于以前公路上跑的是普通大巴，现在换成了双层大巴，单位时间可以输送更多 的旅客。而通过空分复用提高无线传输流数则类似于在两地之间修建更多的公路，由于可选 路线的增加，单位时间从甲地到乙地的运输量也会相应的大幅增加。 理论上，传输流数越多所需的天线数目也相应的更多，因此，为了为 5G 网络提供吉比特级 别的体验速率，Massive MIMO 空分复用技术的实现需要大规模阵列天线提供硬件支撑空分复用技术的实现需要大规模阵列天线提供硬件支撑。 1.2. 波束赋形波束赋形抑制干扰、提升覆盖能力抑制干扰、提升覆盖能力 Massive MIMO 波束赋形技术通过对各个天线阵元的信号作加权组合，进而改变天线阵列的 权值，使波束形状和方向随之改变，让能量较小的波束集中在一块小型区域，从而可以将信 号强度集中于特定方向和特定用户。波束赋形技术在提高网络覆盖范围的同时还可以抑制干 扰，提升小区边缘用户的体验。 因此，Massive MIMO 波束赋形技术的实现不仅需要更多的天线阵子，同时也需要天线由过波束赋形技术的实现不仅需要更多的天线阵子，同时也需要天线由过 去的射频处理单元同天线阵子相分离的无源向融合后的有源天线转变去的射频处理单元同天线阵子相分离的无源向融合后的有源天线转变（有源天线有助于实现 各个天线振子相位和功率的自适应调整） 。 图图 1：基站天线的演进基站天线的演进 资料来源：中国联通、安信证券研究中心 基于上述原因，为了能够提供更高速更优质的网络服务，基于上述原因，为了能够提供更高速更优质的网络服务，5G 基站将选用有源的基站将选用有源的 Massive MIMO 大规模阵列天线大规模阵列天线。根据目前的 5G 测试来看，采用 64 通道的 Massive MIMO 天线是 各个设备商的主流选择（64T64R，即 128 个天线阵子） 。 行业动态分析/通信 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 2. 一般认为通道数越多，网络的性能会越高，那为什么一般认为通道数越多，网络的性能会越高，那为什么 5G 时代时代 64 通道的通道的 Massive MIMO 天线会成为主流呢？天线会成为主流呢？ 这要从天线的特性说起，为了区分不同天线阵子辐射或接收的信号，理论上天线阵子的间距 必须要大于半个波长，而信号波长与无线频谱成反比关系（即工作频段越高，波长越小） 。 所以相较 4G 天线，以中频段（3.5GHz 和 4.9GHz）为主的国内 5G 网络天线产品上很难做 到特别的小型化。基于此，综合产品性能、成本和上站难度考虑，我们预计 3.5GHz 频段的 商用 5G 基站将以 64 通道的 Massive MIMO 天线为主。 天线的有源化， 通道数的大幅度增加以及产品集成度要求的提高， 意味着 5G Massive MIMO 天线的复杂度相较于现网天线产品会大幅提升，上游射频元器件的需求量也会成倍增加，带 来更大市场空间。 3. 投资建议投资建议 尽管目前板块受到外部环境的影响，但我们认为，整体来看，国内 5G 标准、市场、产品等 各领域进展并未放缓或减弱。5G 开启跨时代盛宴，预期 2019 年随着全球 5G 标准推出，国 内网络建设将逐步展开，商用规模领先全球。我国 5G 技术研发和标准制定活跃度高，垂直 应用需求也有望一触即发，本土 5G 产业链上下游厂商将充分受益，由此向更高的全球市场 份额进发。5G 基站射频前端行业格局有望重构，高频覆铜板 CCL、通信用 PCB 和塑料天线 振子迎来重大发展机遇，重点推荐生益科技、深南电路、飞荣达生益科技、深南电路、飞荣达。 风险提示：5G 发展不及预期。 行业动态分析/通信 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 行业行业评级体系评级体系 收益评级：收益评级： 领先大市 未来 6 个月的投资收益率领先沪深 300 指数 10%以上； 同步大市 未来 6 个月的投资收益率与沪深 300 指数的变动幅度相差-10%至 10%； 落后大市 未来 6 个月的投资收益率落后沪深 300 指数 10%以上； 风险评级：风险评级： A 正常风险，未来 6 个月投资收益率的波动小于等于沪深 300 指数波动； B 较高风险，未来 6 个月投资收益率的波动大于沪深 300 指数波动； 分析师声明分析师声明 夏庐生、彭虎声明，本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，勤勉 尽责、诚实守信。本人对本报告的内容和观点负责，保证信息来源合法合规、研究方法 专业审慎、研究观点独立公正、分析结论具有合理依据，特此声明。 本公司具备证券投资咨询业务资格的说明本公司具备证券投资咨询业务资格的说明 安信证券股份有限公司（以下简称“本公司” ）经中国证券监督管理委员会核准，取得 证券投资咨询业务许可。本公司及其投资咨询人员可以为证券投资人或客户提供证券投 资分析、预测或者建议等直接或间接的有偿咨询服务。发布证券研究报告，是证券投资 咨询业务的一种基本形式，本公司可以对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相 关影响因素进行分析，形成证券估值、投资评级等投资分析意见，制作证券研究报告， 并向本公司的客户发布。 免责声明免责声明 本报告仅供安信证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因 为任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。 本报告基于已公开的资料或信息撰写，但本公司不保证该等信息及资料的完整性、准确 性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映本公司于本报告发布当日的判断，本 报告中的证券或投资标的价格、价值及投资带来的收入可能会波动。在不同时期，本公 司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。本公司不保证本报告 所含信息及资料保持在最新状态，本公司将随时补充、更新和修订有关信息及资料，但 不保证及时公开发布。同时，本公司有权对本报告所含信息在不发出通知的情形下做出 修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。任何有关本报告的摘要或节选都不代表 本报告正式完整的观点， 一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准， 如有需要， 客户可以向本公司投资顾问进一步咨询。 在法律许可的情况下，本公司及所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证 券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务 顾问或者金融产品等相关服务，提请客户充分注意。客户不应将本报告为作出其投资决 策的惟一参考因素，亦不应认为本报告可以取代客户自身的投资判断与决策。在任何情 况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议，无论是否已经明 示或暗示，本报告不能作为道义的、责任的和法律的依据或者凭证。在任何情况下，本 公司亦不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。 本报告版权仅为本公司所有， 未经事先书面许可， 任何机构和个人不得以任何形式翻版、 复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需 在允许的范围内使用，并注明出处为“安信证券股份有限公司研究中心”，且不得对本 报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。 本报告的估值结果和分析结论是基于所预定的假设，并采用适当的估值方法和模型得出 的，由于假设、估值方法和模型均存在一定的局限性，估值结果和分析结论也存在局限 性，请谨慎使用。 安信证券股份有限公司对本声明条款具有惟一修改权和最终解释权。 行业动态分析/通信 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 Table_Address 安信证券研究中心安信证券研究中心 深圳市深圳市 地地 址：址： 深圳市福田区深南大道深圳市福田区深南大道 2008 号中国凤凰大厦号中国凤凰大厦 1 栋栋 7 层层 邮邮 编：编： 518026 上海市上海市 地地 址：址： 上海市虹口区东大名路上海市虹口区东大名路638号国投大厦号国投大厦3层层 邮邮 编：编： 200