5G宏基站數(shù)的翻倍增長(zhǎng)及技術(shù)演進(jìn)帶來(lái)基站天線成倍增長(zhǎng)空間,。

5G關(guān)鍵性能指標(biāo)十倍的增長(zhǎng)需要基站數(shù)翻倍增長(zhǎng)以支撐,。5G的三個(gè)關(guān)鍵的效率需求包括頻譜利用效率,、能耗效率和成本效率,。

具體來(lái)說(shuō)，5G在頻譜效率,、能源效率和成本效率的提升需求在十倍甚至百倍以上,，關(guān)鍵技術(shù)加速催化。

如下所示,，5G的性能指標(biāo)主要從用戶體驗(yàn)速率(bps),、連接數(shù)密度(1/Km2)、端到端時(shí)延(ms)等方面提出要求,。

其中,，用戶體驗(yàn)速率(bps)從4G時(shí)代的10Mbit/s升級(jí)至100Mbit/s，這對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力提出了全面升級(jí)的要求,。

根據(jù)理論值計(jì)算,，在越高的頻譜上傳播信號(hào)，信號(hào)損耗越高,，所需要的基站數(shù)也需要越高,。從連續(xù)覆蓋角度來(lái)看，5G的基站數(shù)量可能是4G的1.5-2倍,。

截止2017年底,，我國(guó)已搭建了328萬(wàn)座4G宏基站，按照1.5倍的保守值計(jì)算,，5G基站數(shù)至少在500萬(wàn)座。

大規(guī)模天線(massiveMIMO)技術(shù)放大基站天線需求。從2G到4G,，基站天線經(jīng)歷了一體化宏基站,、基帶處理單元和射頻拉遠(yuǎn)模塊分離、MIMO天線,、有源天線,、MassiveMIMO等發(fā)展階段。

隨著4.5G和5G時(shí)代的到來(lái),，MassiveMIMO技術(shù)被引入,，直接導(dǎo)致基站天線發(fā)展的三個(gè)趨勢(shì):1)無(wú)源天線向有源天線發(fā)展2)光纖替代饋線3)RRH(射頻拉遠(yuǎn)頭)和天線部分集成。

隨著通信網(wǎng)絡(luò)向5G的不斷演進(jìn),，陣列天線(多天線空分復(fù)用),、多波束天線(網(wǎng)絡(luò)致密化)和多頻段天線(頻譜擴(kuò)展)將成為未來(lái)基站天線發(fā)展的主要類型。

MIMO能夠充分利用空間資源,，通過(guò)在底層物理設(shè)備中安裝多個(gè)發(fā)射與接收天線,，使得信號(hào)能夠在多個(gè)天線之間實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源與發(fā)射功率的基礎(chǔ)之上,，改善通信質(zhì)量,，拓寬通信信道，是后4G時(shí)代的關(guān)鍵通信技術(shù),。

目前,，MIMO在LTE的R11、R12中得到了不斷的完善與加強(qiáng),，在傳統(tǒng)的MIMO僅支持8個(gè)天線端口的基礎(chǔ)上,，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室2010年提出了MassiveMIMO，利用多根天線形成的空間自由度及有效的多徑分量,，極大增加了頻譜利用率和可靠性,。

基站天線投資比例在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中僅占2%左右，但是其對(duì)基站通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的影響超過(guò)5成,，因此,，也一直在通信技術(shù)演進(jìn)的過(guò)程中扮演著重要的角色。

大規(guī)模MIMO在系統(tǒng)頻譜效率,、用戶體驗(yàn),、傳輸可靠性的提升上提供了重要保證，同時(shí)能夠支撐的網(wǎng)絡(luò)容量是8×8MIMO天線的10倍以上,，能夠較好的滿足未來(lái)的海量連接需求和幾何級(jí)別的流量需求增長(zhǎng),。

一般而言，普通的基站需要配置3面天線,，4G基站則需要配置2×2(即2根接收天線和2跟發(fā)射天線)面,，未來(lái)隨著5G落地,，MassiveMIMO基站(128，256根甚至更多天線)的大規(guī)模應(yīng)用將促使基站天線數(shù)量增長(zhǎng)(排除有源無(wú)源的差別后,，單價(jià)相對(duì)會(huì)下降),。

在移動(dòng)通信系統(tǒng)升級(jí)之際，基礎(chǔ)上游的基站天線需求有望倍增,，相應(yīng)市場(chǎng)會(huì)快速放大,，如下所示，在4G建設(shè)起始的2013-2014年,，國(guó)內(nèi)天線市場(chǎng)規(guī)模迅速增長(zhǎng),，而5G來(lái)臨之際的2020-2021年，這一增長(zhǎng)彈性將進(jìn)一步放大,。

此外,，5G對(duì)毫米波的技術(shù)要求，也促進(jìn)了移動(dòng)終端和基站端天線的更新?lián)Q代和數(shù)量的增長(zhǎng),。天線向有源方向發(fā)展將帶動(dòng)單個(gè)天線的價(jià)值提升,。

根據(jù)我們的測(cè)算，5G時(shí)期全球基站天線市場(chǎng)規(guī)?；蜻_(dá)7000億人民幣,。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，14~17年的國(guó)內(nèi)4G建設(shè)高峰期,，總天線市場(chǎng)國(guó)模約320億,，對(duì)應(yīng)新建的320萬(wàn)左右的4G基站，約一個(gè)基站的天線價(jià)值量在1萬(wàn)左右(3副天線),。

同期海外市場(chǎng)規(guī)模約為130億美元,，對(duì)應(yīng)200萬(wàn)左右4G基站。而到了5G時(shí)代,，5G基站數(shù)將是4G的1.5~2倍,。

而5G基站天線的單體價(jià)值量或是4G的3~4倍，兩項(xiàng)疊加(暫不考慮單基站天線數(shù)量的增加),，5G時(shí)期的天線總規(guī)?；蚴?G的4.5~8倍，對(duì)應(yīng)5000~9000億人民幣的全球市場(chǎng),，取中間值為7000億,。

當(dāng)前階段，4G低頻重耕及海外建設(shè)需求彌補(bǔ)資本開(kāi)支空窗期,，基站天線市場(chǎng)景氣度依舊較高,。

自從2007年澳大利亞運(yùn)營(yíng)商首次關(guān)閉CDMA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，全球掀起了頻譜重耕的熱潮,，如AT&T,、澳洲電信,、新加坡Singtel和StarHub等也將關(guān)閉GSM網(wǎng)絡(luò)。據(jù)Ovum預(yù)測(cè),，到2020年左右,，2G網(wǎng)絡(luò)將在全球范圍內(nèi)全面消失,。

目前,，我國(guó)頻譜重耕條件逐漸成熟，隨著4G覆蓋的完善和滲透,，2G和3G用戶向4G用戶轉(zhuǎn)換已到后期階段,，此外政策面和核心網(wǎng)也對(duì)頻譜重耕作出了積極回應(yīng)。

頻譜重耕將推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商通信基站大范圍的改造升級(jí),，帶動(dòng)基站側(cè)更新?lián)Q代的需求增長(zhǎng),。

2017年，隨著中國(guó)聯(lián)通展開(kāi)對(duì)900M頻段的重耕以及中國(guó)電信對(duì)800M頻段進(jìn)行重耕,，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)基站天線市場(chǎng)下滑幅度并不大,。

2018年，中國(guó)電信進(jìn)入800M重耕深化年,，重點(diǎn)發(fā)力“五高一地”實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)建設(shè);中國(guó)聯(lián)通在完成混改后將加大900M重耕執(zhí)行力度,，給基站天線市場(chǎng)提供流量較強(qiáng)的支撐。

而發(fā)展中國(guó)家4G建設(shè)方興未艾,，海外基站天線市場(chǎng)空間廣闊,。

實(shí)際上，亞太,、中東,、北非等發(fā)展中國(guó)家目前處于4G建設(shè)期中，相應(yīng)需求景氣度高,，以印度為例,，其最大的電信運(yùn)營(yíng)商BhartiAirtel近年來(lái)的資本開(kāi)支連續(xù)上漲，4G建設(shè)處于高峰期,。相應(yīng)地,，全球基站天線市場(chǎng)空間依舊較大。

此外,，三大運(yùn)營(yíng)商均開(kāi)展NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),，對(duì)于相應(yīng)天線的需求旺盛。如中國(guó)移動(dòng)2017年完成111萬(wàn)面NB-IOT天線招標(biāo),，對(duì)應(yīng)其40萬(wàn)NB-IOT基站建設(shè)的目標(biāo),。

隨著聯(lián)通和電信都將建成與移動(dòng)規(guī)模相當(dāng)?shù)娜珖?guó)覆蓋的NB-IOT網(wǎng)絡(luò)，預(yù)期2018,、2019年將迎來(lái)大規(guī)模招標(biāo),。

并且,，4G后周期時(shí)代，多頻天線常用來(lái)滿足低頻重耕以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求,，相應(yīng)的智能天線單價(jià)較高,，也一定程度上填補(bǔ)了數(shù)量上需求的下滑。

如2018年9月份中移動(dòng)開(kāi)展“4+4+8+8”獨(dú)立電調(diào)智能天線產(chǎn)品集中采購(gòu)(第一批次),，項(xiàng)目預(yù)估采購(gòu)規(guī)模約14.09萬(wàn)面,。

“4488”天線可同時(shí)支持900M、1800M,、FA頻段8T8R以及D頻段8T8R,，最大程度節(jié)省天面空間及TCO，但其造價(jià)也較高,，在6000~8000元之間,，而常規(guī)的4G基站天線價(jià)格在3000~4000元。因此中移動(dòng)的這一采購(gòu)總額超9億,，提振了行業(yè)的信心,。

整體來(lái)看，當(dāng)前階段,，國(guó)內(nèi)基站天線市場(chǎng)規(guī)模有望保持平穩(wěn),，并在2019年下半年5G建設(shè)逐步開(kāi)始后，迎來(lái)新一輪上升,。

5G超密集組網(wǎng)技術(shù)刺激小基站千億新增市場(chǎng)

5G性能提升還需依賴超密集組網(wǎng)提升空間復(fù)用度,。

為了解決未來(lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)1000倍以及用戶體驗(yàn)速率提升10-100倍的需求，除了增加頻譜帶寬以及采用先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)提升頻譜利用率以外,，最為有效的辦法依舊是加密小區(qū)基站的部署從而提升空間復(fù)用度,。

傳統(tǒng)的無(wú)線通信方式通常采用小區(qū)分裂的方式部署基站，但是隨著覆蓋半徑的逐步減小,，小區(qū)分裂很難進(jìn)行,，需要在室內(nèi)外熱點(diǎn)區(qū)域密集部署小功率的基站，即超密集組網(wǎng),。

超密集組網(wǎng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景包括:辦公室,、密集住宅、密集街區(qū),、校園,、大型集會(huì)、體育場(chǎng),、地鐵,、公寓等等。

基站按照覆蓋半徑和發(fā)射功率可以分為宏基站、微基站,、皮基站和飛基站,。其中宏基站的發(fā)射功率在幾十瓦以上，覆蓋半徑在2km以上,。

而熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋則更適合小基站,，包括微基站、皮基站和飛基站,，功率只要毫瓦到瓦級(jí)別,，覆蓋半徑在十米到幾十米之間。小基站的硬件成本遠(yuǎn)低于宏基站,，更適合于室內(nèi)或者室外大數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域,。

隨著小區(qū)部署密度的增加，超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn),，如干擾、移動(dòng)性,、站址,、傳輸資源以及部署成本等，因此如何靈活部署與維護(hù),、干擾管理和抑制,、接入和回傳、聯(lián)合設(shè)計(jì)以及小區(qū)虛擬化技術(shù)等是超密集組網(wǎng)的重要研究方向,。

電磁波頻率越高,、波長(zhǎng)便越短、衍射能力也越弱,，同時(shí)由于涉及穿透能力,，信號(hào)在穿透過(guò)程中會(huì)發(fā)生能量損耗，因此高頻電磁波傳輸距離近,，傳輸損耗大,，相關(guān)基站設(shè)備需密集部署，基站體積的減小對(duì)天線和濾波器集成化要求也較高,。

超密集組網(wǎng)打開(kāi)小基站千億市場(chǎng)空間,。

一方面由于微型化的基站方便部署且易攜帶，可以根據(jù)使用場(chǎng)所靈活布設(shè),，且同時(shí)功耗低,、成本低，容易滿足未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)海量連接,、海量部署的特點(diǎn),，小基站具有填補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋漏洞并提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的特點(diǎn)。

另一方面,，未來(lái)尺寸小,、多制式,、異構(gòu)接入的基站將有更多的發(fā)展空間，推廣是趨勢(shì),，甚至有望替代現(xiàn)有WiFi的單一無(wú)線制式路由器,。

從這個(gè)角度看，未來(lái)小基站存在機(jī)會(huì),。5G應(yīng)用毫米波的最大場(chǎng)景就在室內(nèi),，使得消費(fèi)者對(duì)于大帶寬需求上升，從而提升小基站需求,。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ABIResearch最新調(diào)查顯示,，2021年全球室內(nèi)小型基站市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到18億美元。

根據(jù)我們的測(cè)算,，5G小基站的市場(chǎng)規(guī)?；?yàn)?500億元。

假設(shè)單個(gè)宏基站的覆蓋距離為300米,，其覆蓋面積內(nèi)需要用小基站對(duì)相應(yīng)市內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行覆蓋,，以小基站覆蓋半徑30m估算，該區(qū)域需要100個(gè)小基站,，而熱點(diǎn)區(qū)域可能只占到覆蓋面積的25%,，因此需要約25個(gè)小基站。

而按照5G基站數(shù)是4G的1.5倍計(jì)算,，國(guó)內(nèi)5G基站數(shù)約為500萬(wàn),，則小基站數(shù)量理論需求為1.25億個(gè)，按照小基站2000元/臺(tái)的均價(jià)計(jì)算,，市場(chǎng)空間為2500億人民幣,。

小基站已在全國(guó)21省市商用，運(yùn)營(yíng)商規(guī)模集采即將到來(lái),。如下圖所示,，4G時(shí)代，全國(guó)已有21省市試水小基站,，但整體采購(gòu)量都不大,，預(yù)計(jì)整體采購(gòu)量不超過(guò)50萬(wàn)臺(tái)。

此前中國(guó)移動(dòng)曾于2015年進(jìn)行過(guò)一次集采,，規(guī)模大概為9.6萬(wàn)個(gè),。

時(shí)隔三年，2018年8月,，中國(guó)移動(dòng)再次開(kāi)啟皮基站集中采購(gòu),，本次集采超87萬(wàn)臺(tái)，以4G拓展型皮基站為主，超過(guò)歷年省級(jí)采購(gòu)總和,。預(yù)計(jì)5G時(shí)代,，這一采購(gòu)數(shù)量將繼續(xù)大幅攀升。