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2018年我国无线通信行业技术水平、特点及发展趋势分析(图)

         1、行业技术水平及特点

         (1)专网无线通信行业技术水平及特点

         专网通信技术经历了从模拟常规通信到模拟集群通信、再到数字集群通信的发展历程。目前正处于模拟集群通信向数字集群通信转换的重要阶段,数字集群通信开始出现窄带与宽带融合的趋势。

         目前全球专网无线通信行业的主流窄带数字技术主要有四个:TETRA、P25、DMR、dPMR(DCR/NDR)。其中,TETRA、P25是主流的数字集群通信标准,主要应用于政府与公共安全领域;DMR、dPMR是数字常规通信的发展方向,主要应用于工商业领域。TETRA应用区域广泛(除北美外),P25主要应用在美国,DMR应用于发达国家,正逐步进入爆发增长期,而dPMR(DCR/NDR)则相当于DMR的商用/民用版,分别适用于欧洲、日本、中国的商用和民用市场。

         PDT标准是由我国研发的具有自主知识产权的数字集群通信标准,主要应用于国内。目前PDT标准已被我国公安部门指定为必须采用的数字集群通信标准。该标准兼容DMR底层协议,并在DMR标准TierI和TierII基础上自主创新并完善的无线集群标准,增强保密功能。PDT由PDT联盟创立,相对于国外标准存在着专利的门槛,在联盟内没有专利费用。

图:主要窄带数字技术标准对比
  
资料来源:观研天下整理

         (2)专网通信终端行业技术水平及特点

         专网通信终端主要分为模拟专网通信终端和数字专网通信终端两类。模拟专网通信终端技术方案主要由主控芯片加射频电路两部分组成,数字专网通信终端方案主要由主控芯片、基带协议芯片和射频电路三部分组成。

         模拟专网通信终端由于频谱利用率较低、抗干扰能力差、加密等级较低等原因,被数字专网通信终端逐渐取代已经成为必然趋势。数字专网通信终端的核心技术主要体现在射频电路上。射频指具有一定波长可用于无线电通信的电磁波,用来产生射频的高频电路成为射频电路,基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。射频技术被广泛应用于多种领域,如:电视广播、移动电话、雷达、自动识别系统等,其最主要的应用领域是无线通信行业。射频电路在改善数字专网通信终端的抗干扰能力、能耗、通话质量、通话距离、带外谱杂散、频谱利用率等性能指标中发挥着重要的作用。

         (3)射频大功率线性功放的水平及特点

         目前,用于移动通信基站的射频功放设备相关的技术主要有:预失真技术、负反馈技术、前馈技术等。

         预失真技术的基本思想是在射频功率放大器之前插入一个非线性部件作为预失真器,使得预失真器和功率放大器的合成传输特性呈现出较好的线性,在基带或者射频部分完成。预失真技术具有电路实现简单、成本低、易于集成和直流效率高等优点,但其缺点是难以在较大的信号动态范围内保证较好的输出特性,并且“预失真”往往只能有效地矫正特定的失真,线性改善程度不大。

         负反馈技术是将从功率放大器输出端得到的对已失真信号的取样与输入端的未失真信号相比较,把所得到的误差信号同样经由功率放大器放大。负反馈既可以直接应用于射频放大器,也可以间接作用于基带I/Q信号。负反馈只能使放大器在非常窄的频带内稳定工作,对于带宽要求较高的TD-SCDMA系统不采用负反馈技术。

         前馈技术是目前常见的功率放大器线性化技术之一,其基本原理是:从主放大器的输出信号中分离出包含主放大器非线性而产生的误差信号,经过误差放大器放大并经适当地处理后,再与主放大器输出信号中的误差信号相抵消。这样,最终前馈放大器的输出信号就是误差信号抵消后保留下来的有用信号,从而对于前馈放大器的输入—输出端来说就表现出较好的线性。前馈技术较适合于宽带或多载波应用场合。由于不存在反馈路径,它是一个固定稳定系统,而不像负反馈技术中需要认真考虑环路的稳定性。

         (4)手机芯片行业技术水平及特点

         我国在智能手机方面已经形成了相对完整的零部件供应链,除存储、部分关键传感器之外,其余零部件国内厂商均能供应。国内供应商在智能手机天线、面板、镜头、连接器、电声元件、触控芯片、触控模组、摄像头模组等领域已经成为全球重要的出货方,在基带芯片、应用处理器领域也涌现出华为海思、展讯等一批行业黑马。未来随着国家及地方政府对集成电路产业的政策与资金扶持,我国有希望在存储器等关键芯片领域有望加快取得突破,预计手机核心零部件国产化程度将继续提升。

         在芯片国产化加速、行业大整合的背景下,国内IC代理分销商将获得更多市场机会;同时行业也面临由市场驱动型向技术驱动型的转变。IC代理分销商将进一步提高自身对供应商的价值并增强技术服务(如提供参考设计、交钥匙方案等),从而巩固在市场中的地位。

         2、专网无线通信行业技术发展趋势

         (1)模拟技术向数字技术升级

         专网通信技术从模拟向数字升级是行业技术发展的主要趋势。与模拟技术相比,数字技术在诸多方面有突出优势:一是抗干扰能力强,语音质量好。二是通信距离远,通信质量受距离的影响小。三是安全性好,数字产品能够应用高等级的加密技术,相对模拟语音的扰频技术,语音加密等级更高,且还具备系统鉴权、空口加密等安全手段,因此通信安全水平更高。四是数字技术相比模拟技术可以提供丰富的数据业务功能及应用,如短消息、数据传输、自动车辆定位、IP互联、网络数据查询等。五是数字技术每信道占有6.25kHz等效频宽,是现有模拟技术频谱效率的4倍,能够有效地缓解频率资源紧张的问题。

         随着专网通信终端应用的普及,频率资源紧张的问题将更加突出,同时用户的需求也不断提升,行业的中高端客户将越来越倾向于使用数字产品。

         参考观研天下发布《2018年中国无线网络设备行业分析报告-市场深度调研与发展前景预测

          (2)窄带与宽带数字技术融合

         窄带与宽带数字技术融合也是专网无线通信行业发展的主要趋势。现有窄带集群通信语音指挥调度系统凭借其大覆盖、安全可靠、终端直通(DMO)等优势特性,在保障社会稳定、处理突发事件、提高政府执法部门与企事业单位工作效率方面发挥着不可替代的重要作用。但是,现有的窄带数字通信系统已无法满足高速数据及视频传输要求,必须借助于宽带通信系统。像LTE所具有的大带宽量优势,在满足专网客户日益增长的数据库访问需求、实时监控力图片及视频传输需求、可视化指挥调度等多媒体业务需求方面,表现出了极强的技术优势和成本优势。

         将现有的窄带集群通信系统和宽带接入系统相结合,组成集语音、数据、图像、视频于一体的多媒体集群融合网,能够更好地满足行业用户需求,也将是下一代数字集群系统技术演进的主要方向。

         (3)更有效利用频谱资源

         无线电频谱资源是一种有限的、非耗竭性、易污染的稀缺资源,是一个国家重要的战略性资源。当前,无线电频谱资源供需矛盾日益凸显,既要应对低频段拥挤不堪、高频段开发不足的困局,也要面对未来频谱需求海量增长、应用环境日趋复杂的挑战。这对无线电频谱资源管理提出了更高的要求,也需要频谱工程技术更加有力的支撑。

         数字技术可以更有效利用频谱资源。比如数字专网通信终端可以在一条指定的信道上装载更多用户,提高频谱利用率,这是一种解决频率拥挤的方案;数字集群系统通过低速语音编码技术,在频道间隔不变的情况下增加话路;采用高效数字调制解调技术,压缩已调信号带宽等多种技术来提高频谱利用率。未来,专网通信数字技术将朝着更有效利用频谱资源的方向发展。

         (4)提供综合应用一体化解决方案

         专网通信技术的快速发展带动专网通信应用领域不断扩大,市场规模得到进一步拓展。同时专网通信需求更加多元化、精细化,随着能源、交通等专网用户基于不断完善自身管理体系,追求更高管理效率的需要,专网用户的需求呈现更加多元化及精细化的发展趋势,其对通信技术应用提出更高要求。能否为客户提供个性化的综合通信信息解决方案决定了专网通讯技术解决方案服务商在专网通信业中的市场地位。今后随着通信技术的普及和基础通讯设备市场竞争的加剧,无法为客户提供个性化、综合化解决方案的服务商将很难获得发展的空间。

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