一、网络架构与组网技术
1、接入网：超密集组网及云化无线接入网重构
从移动通信发展历史来看，在 1957-2000 年之间，据统计，通过采用更宽的无线频谱、多载波以及更先进的调制编码技术分别带来无线系统容量约 25 倍、5 倍、5 倍的性能提升。然而通过减小小区半径、增加频谱资源空分复用则带来系统吞吐量约 1600 倍的性能提升。
5G 接入网将是可以满足多场景并且以用户为中心的多层异构网络，利用超密集组网技术，通过在室内外热点区域密集部署低功率小基站，并与宏基站结合，统一容纳多种空口接入方式，借助更多的加密小区部署，进一步提升空间复用，从而满足局部热点区域超过 1000 倍的流量需求和 10-100 倍用户体验速率的提升，典型应用场景包括办公室、密集街区住宅、大型集会体育场等。
图表：超密集组网示意图
图表来源：公开资料整理
宏站为主，小站为辅，小基站将成为覆盖建设的重要补充手段。考虑到 4G 建设就已面临站址资源获取困难问题，在 4G 时代就已逐渐规模商用且对站址条件要求较低的小基站将成为 5G 网络无线侧建设的主要形式。小基站作为低功率无线接入节点，利用智能化技术对传统宏蜂窝网络进行补充和完善。与传统宏蜂窝网络覆盖范围可以达到数公里相比，小基站信号一般仅能覆盖 10-200 米，并且由于发射功率小、容量低等原因不适合成片组网，应根据覆盖区域的实际需求选择相应种类的微站设备对宏站覆盖进行补充。在典型的蜂窝网络中，通常采用宏基站进行连续覆盖和室内浅层部署，采用小基站进行道路和室外等相关场景覆盖，室内深度覆盖则部署室内分布系统。
图表：在不同场景下的小小区(Small Cell)产品形态
图表来源：公开资料整理
小基站、光纤及网络设计优化相关供应商将从中受益。超密集组网技术的应用，由微基站负责热点区域容量，由宏基站负责基础覆盖及微基站之间的资源协调管理，在设备层面将带来小功率基站数量需求大幅增加；而出于可靠性考虑，一般小基站优先选择有线回传，光纤作为基站传输的主流方式，其需求也将随之增加；与此同时，面向不同业务场景的基站部署及网络优化设计需求也将增加。此外，面向 5G 的无线接入网 C-RAN 架构需要进一步演进重构，云化成为核心。传统基站（BS）通常由两部分组成：提供数字信号处理功能的基带单元 BBU，以及具有射频传输及接收功能的射频拉远单元 RRU。从无线接入网的架构演变历史来看，在 2G 时代及以前为 BBU 与 RRU 一体化，后来到 3G 时代提出分布式基站，将 BBU 与 RRU 分离，两者不比放臵于同一个机柜，其中 RRU 位臵可以更接近天线，而到 4G 时代则逐渐出现集中化无线接入 C-RAN，即 RRU 位臵无限接近于天线，BBU 迁移并集中布臵在中心机房形成 BBU 基带池，两者之间通过前传光纤网络连接。而到 5G 时代，基带单元 BBU 会被划分为中心单元（CU）和分布单元（DU）两个功能实体，对应到超密集网络，CU 将集中部署在中心机房，负责处理非实时无线高层协议栈功能，DU 则作为微蜂窝基站进行密集部署，负责处理物理层功能及实时需求。
图表：面向5G的云化C-RAN无线接入网架构
图表来源：公开资料整理
C-RAN 无线接入网重构将带来设备层面的重大变化。①、更高流量、更多数量、更远距离的 RRU 与 DU 相连，前传网络的光纤以及光模块需求量将大幅增加；②、BBU 被拆分之后，集中部署于中心机房的 CU 可以摆脱专用设备制约，直接使用通用服务器及芯片，可能会给非专用设备商带来一定机会；③、射频拉远单元 RRU 需要更多的扇区和天线数量，愈加复杂的需求可能需要跟天线进行整体设计，最终或许将由主设备厂商对天线进行集成。
2、核心网：更扁平的网络架构及移动边缘计算
5G 核心网架构将更为扁平化。①、从基础设施平台来看，当前电信基础设施平台主要基于局域专用硬件实现，而 5G 新型设施平台将借助网络功能虚拟化技术(NFV)，使用通用硬件取代专用硬件，实现网元功能与物理实体分离，并借助软件定义网络技术(SDN)实现控制功能和转发功能分离，便于控制平面从全局视角感知和调度网络资源。②、从网络结构来看，核心网为了支持低时延、大容量和高速率业务，其转发平面将进一步简化下沉，同时业务存储和计算能力也将从网络中心下移到网络边缘，即移动边缘计算。
图表：5G“三朵云”网络架构示例
图表来源：公开资料整理
移动边缘计算（MEC）系统最核心的设施为部署在无线接入网与核心网之间的 MEC 服务器，具备计算、存储、通信等功能，使得传统无线接入网具备业务本地化条件，从而能为终端用户提供更高带宽、更低时延的数据服务，并大幅度减少核心网的网络负荷。其中边缘云基础设施由部署在网络边缘的小型或微型数据中心构成，整体而言，移动边缘计算部署方式的变动，在设备层面将带动微型数据中心的需求明显增加。
图表：移动边缘计算架构示意图
图表来源：公开资料整理
二、移动终端射频器件升级
对于以智能手机为代表的移动终端设备来说，在由 4G 到 5G 的演进过程中，射频模块需要处理的频段数量大幅增加、以及高频段信号处理难度的增加都会进一步提升终端内部射频器件复杂度，各类射频器件将更广泛地使用于 5G 新技术中，天线以及滤波器、功率放大器、开关等射频器件将迎来新的快速增长期。
图表：全球手机射频器件与天线市场规模将迎来新的快速增长期（单位：亿元）
图表来源：公开资料整理
1、终端天线：用量大幅增加
5G 大规模天线技术 Massive MIMO 的应用普及为手机天线行业带来快速增量的市场机会。除基站侧天线数量大幅度增加，移动终端采用 8 根或 16 根天线或将成为标配，有时甚至可能采用更多，比现有主流基于 MIMO 2x 技术的天线配臵增加数倍，天线行业即将迎来快速增长阶段。
图表：接收天线阵列原理图
图表来源：公开资料整理
图表：MIMO天线阵列的波束具有很好的方向性
图表来源：公开资料整理
图表：BAW 滤波器更适用于高频
图表来源：公开资料整理
图表：移动终端滤波器市场规模快速增长
图表来源：公开资料整理
参考观研天下发布《2018年中国5G行业分析报告-市场深度调研与发展前景预测》
2、射频开关：线性度要求提高
5G 时代需要将更多的窄频段集合成宽频段的频谱，同时也可以把一些不连续的频谱碎片聚合到一起，以满足 5G 系统频谱兼容性的要求，最直观的好处就是带来传输速率的大幅度提升以及延迟的降低。在这样的趋势下，射频开关有望迎来增长机会。不同频段的聚合对射频天线开关的线性度要求较高，满足5G应用的天线开关必须满足IIP3>90dbm的射频性能，唯一符合该性能的射频MEMS 开关，将在未来 5G 时代迎来确定性增长机会。
图表：未来手机的线性度要求
图表来源：公开资料整理
3、功率放大器：化合物半导体广泛应用
以砷化镓（GaAs）材料为代表的第二代半导体和以氮化镓（GaN）为主的第三代半导体可以统称为化合物半导体，化合物半导体材料制成的高频、高速、防辐射的高温器件，通常应用于激光器、无线通信、光纤通信、移动通信、军事电子等领域。其市场空间广阔，未来成长性高。根据 Gartner 数据，2017 年全球半导体市场约 4190 亿美元，其中化合物半导体占比不足 20%，而长期来看，化合物半导体的占比有望提升至 50%以上，还有数倍的增长空间。
图表：化合物半导体市场应用广
图表来源：公开资料整理
功率放大器（PA）是将信号进行放大的器件，直接决定了手机无线通信的距离、信号质量，甚至待机时间，是组成射频器件的重要部分。手机里面 PA 的数量将随着 5G 带来频段的增加而增加， StrategyAnalytics 预测称 5G 时代手机内的 PA 或多达 16 颗之多，是 4G 手机的数倍。
5G 传输速度的增长要求终端提升对大数据量信号的处理能力，同时需平衡功耗性能，化合物半导体可以支持高频率和高功率应用，并且效率更高，是 PA 芯片的最佳材料。目前 PA 主要有适用于低频的 GaAs 材料和适用于高频的 GaN 材料，未来受 5G、毫米波雷达等需求拉动，GaAs 仍将是射频半导体材料主要选择，但增速会相对平稳，而 GaN 等其他 RF 化合物半导体器件需求将大幅增加，潜在市场规模超过 150 亿美元。
图表：化合物半导体 PA 材料满足 5G 频率需求
图表来源：公开资料整理
图表：Ga N 功率放大器未来前景广阔
图表来源：公开资料整理
资料来源：公开资料，观研天下整理，转载请注明出处（ZQ）
更多好文每日分享，欢迎关注公众号
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可，任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题，烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com，我们将及时沟通与处理。
