5G 作为有史以来最为复杂的移动通信系统,在增强人与人之间链接的同时,将进一步推动物联网的应用加速万物互联时代的到来。在移动通信技术标准上,中国先后经历了 1G 空白、2G 跟随、3G 突破、4G 同步的发展历程。

在 5G 时代,中国力量进一步走向舞台的中心并第一次与全球领先水平站在同一起跑线上。凭借 3G、4G 时代成功的经验以及全球最大的移动互联网市场配合主导 4G 系统设备的中国厂商,中国将提升在 5G 标准制定值中的话语权,有望实现弯道超车从而引领 5G 未来。

5G 网络属性对未来包括视频、物联网业务的发展具备极大的促进作用,而中国的 5G 投资将带来新的投资周期。但从历史使命的角度来看,5G 作为中国与全球第一次同步研发的移动通信标准,更让中国产业具备了从更深层次实现突破和超越的历史机遇。
中国在 3G 时代依靠 TDS 实现了从 0 到 1 的进展,在 4G 时代依靠 TD 实现了系统设备产业的中兴华为全球主导能力,而 5G 时代关键器件领域仍然落后的中国通信设备产业,有望借力投资驱动和国家政策重点支持,实现跨越。我们判断,射频关键器件、AD/DA 转换器件、基带芯片将成为 5G 时代中国产业实现突破的关键定位。
5G 步入高频,射频技术和工艺亟待精进
射频(Radio Frequency)单元是所有无线通信的关键部件之一,其主要功能为:1、在发射过程中将二进制信号转换成高频率无线电磁波信号;2、在接收过程中,将收到的高频电磁信号转换成低频基带信号然后转换为二进制信号传输给基带芯片。
参考中国报告网发布《2018-2023年中国第五代通信技术(5G)行业市场发展动向调查与投资方向评估分析报告》
其中,射频前端(RF front end,RFFE)直接连接天线负责信号在发送前和接受后的第一道处理。在发送过程中,基带信号通过载波调制调制成可供无线发射的高频信号,然后经过滤波器(Filter)和放大器(power amplifier,PA)处理之后传输到发送天线。
在信号的接收过程,天线接收到信号将会通过低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)处理后经过解调和滤波,然后通过可变增益放大器(Variable-Gain Amplifier,VGA)传送给基带处理芯片进行处理。

随着 5G 无线通信带宽及容量的升级,采用更高的频率将成为 5G 物理层的升级重点。目前,主流 5G 通信频段设计将以 6GHz 为分界点,分为 6GHz 以上的高频段和 6GHz 以下的 sub-6 GHz 频段。其中,sub-6 GHz 在广覆盖方面优势明显,而高频段在为 5G 提供流量和回传方面具备更高性能。
因此,统筹考虑高低频率结合,成为 5G 网络部署重点。在 5G 通信上面将一方面需要考虑高频率通信要求,另一方面也将需要面对更多更宽的频谱兼容,以及大量新频段的覆盖。同时,在 4G 中成功应用的载波聚合技术,在 5G 中将会得到加强,即载波聚合技术的路数必将上升。

其中,5GHz 以下将成为 4G LTE-Advanced 和 LTE LAA(Licence Assisted Access)作为网络运营商 wifi 替代的候选频段。
鉴于 10GHz 以上可以提供较大的带宽从而带来容量和吞吐量的提升,因此对于 5G 升级将最具吸引力,但是预计厘米波及毫米波频谱分配将需要等到 ITU WRC-19 会议之后。
在 2019 年之前,新增的频段将集中在 5GHz 以下,其中一些频段将部署贯穿宏基站、微基站和小基站,而厘米波、毫米波的频段将主要集中在超小范围内的数据传输。
低频段传播特性好且资源稀缺,需要优先获取,我国已提出 3300-3400MHz 、 4400-4500MHz 和 4800-4990MHz 等候选频段;高频段传播特性差、资源丰富、可选余地大,可作为支撑 5G 发展的后续补充频段。


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