通信-5.5G行业深度报告：5.5G重组联接，共建智能世界底座

投资评级：（）报告日期：推荐维持2023年10月10日 ◼分析师：王海明◼SAC编号：S1050523070003◼联系人：何鹏程◼SAC编号：S1050123080008 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、Passive IoT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，XR Pro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5.5G C-V2X实现车路协同、智能驾驶，5.5G to B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。 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 目录CONTENTS 0 15.5G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。 1.2 5.5G呈现高速率、低时延、广连接、超宽带、实时交互、高精度的演进特征 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。 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。 1.2 5.5G呈现高速率、低时延、广连接、超宽带、实时交互、高精度的演进特征 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。图表4：4G/5G/6G指标对比图 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 1.2 5.5G呈现高速率、低时延、广连接、超宽带、实时交互、高精度的演进特征 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Massive MIMO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。 资料来源：《迈向智能世界白皮书》，OfWeek，华鑫证券研究 0 25.5G技 术 梳 理 2.1超大带宽+ELAA是实现10Gbps的关键 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Frequency Range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10：Sub6G和毫米波参数对比 2.1超大带宽+ELAA是实现10Gbps的关键 •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（Extremely Large ApertureArray）技术分布式部署的大规模天线阵列（Massive MIMO）。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。 2.2上下行解耦持续创新，多频融合实现上行1Gbps 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。 •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。 2.3RedCap、NB-IoT、Passive IoT支撑5.5G千亿联接 RedCap、NB-IoT、Passive IoT这三类技术填补三大场景空白： •RedCap（Reduced Capability）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。 2.3RedCap、NB-IoT、Passive IoT支撑5.5G千亿联接 •NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是一种基于蜂窝的窄带物联网技术，也是低功耗广域物联的最佳联接技术。根据华为的数据，所有物联网连接中大约60%左右为低速数据，对业务的要求是速率低、覆盖广、功耗低，需要的是低功耗广域物联，NB-IoT可以很好地承载这些低速数据的基础联接任务，广泛应用于如智能表计、智慧停车、智慧路灯、智慧农业、白色家电等多个方面，是智能时代下的基础联接技术之一。2020年NB-IoT全球连接数超1亿。根据华为的预测，这一技术将在未来五年实现10亿级连接，并持续保持增长趋势，推动物联网设备实现爆发性成长。 •现在有几种主流的低功耗广域物联技术，包括NB-IoT，LTE-M，Sigfox和Lora。Sigfox和LoRa的应用主要集中在超低端传感器领域，对可靠性，QoS要求都不高。同时，这两种技术都使用的是非授权频谱，这对运营商而言是个巨大的缺陷。NB-IoT和LTE-M都是基于无线蜂窝技术的，NB-IoT相比LTE-M在成本和覆盖上有明显优势，涵盖了超低端的物联网应用。 2.3RedCap、NB-IoT、Passive IoT支撑5.5G千亿联接 •Passive IoT（无源物联网）是指连入网络的终端节点设备不接外部电源、不带电池，而是从环境中获取能量，从而支撑起数据感知、无线传输和分布式计算的物联网技术。无源物联网主要是通过能量采集、反向散射通信、低功耗计算三方面技术来实现。其中，能量采集和反向散射通信是无源物联网方案实现的必选技术，部分简单的方案主要是实现传感器数据直接上传，不一定需要太多计算资源。它拥有降低成本、节能环保、产品轻巧的优点，凭借零功耗、小体积等优势，无源物联网可以在工业传感器、智能交通、智慧物流、智能仓储、智慧农业、智慧城市、能源领域等产