通信行业毫米波专题报告：毫米波发展如火如荼

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2021-12-29 15:26:30 1

毫米波与 Sub-6GHz 相辅相成，近期获持续突破。根据 3GPP 协议规定， 5G 网络主要使用两段频率：FR1 频段和 FR2 频段。FR1 频段的频率范围是 450MHz~6GHz，又称 Sub-6GHz 频段；FR2 频段的频率范围是 24.25GHz~52.6GHz，称为毫米波，毫米波具备网络速率更高、传播更精准、受干扰可能性小的优势。目前毫米波在频谱和标准方面已基本成形，全球 22 家运营商部署商用毫米波 5G 网络，美日韩目前进展领先，我国设备上中兴通讯及三大运营商均于毫米波方面近期获得持续突破。

毫米波优势凸显，全面助力 5G 发展。毫米波具备以下多重优势，助力 5G 能力拓展应用落地。1）毫米波频谱资源丰富，扭转全球频谱短缺困境；2）毫米波大容量、高带宽赋予 5G 更高性能，通信时延低提升用户体验速率；3）毫米波具有天线小等特点，设备轻量化易于部署；4）毫米波波束窄，方向性好，较 Sub-6GHz 更好提升定位精度。

5G+毫米波，未来应用场景广阔。5G 时代将面临海量连接和超高速率的需求，毫米波技术将重点应用于热点高流量地区扩容。室外，商业步行街区、车站、街道等业务极热点区域已成为毫米波代表性场景。室内，高密度的场馆和室内私有企业场景如音乐会、体育馆也将是毫米波适用之地。此外，毫米波应用领域多元化趋势逐渐显现，一方面，毫米波可用于固定无线宽带接入（FWA）业务，满足如 4K、8K 电视的传输需求以及市郊居民区的视频需求；开阔环境 eMBB 业务，满足 HD、UHD 视频以及图片视频共享等业务。另一方面，凭借设备小、易于部署、容量极大、随技术更新提供单点超过 10Gbit/s 的传输速率等优势，毫米波将加速更逼真影像技术的产生，如全息通信等。另外，工业 4.0、互联交通、智慧东奥等都将是毫米波应用场景。

产业发展如荼，经济效益显著。规划和标准化方面，毫米波频谱应用于 5G 成为业界共识，各国积极规划毫米波频谱，且毫米波标准化逐步推行， R17 将进一步加速毫米波应用。目前产业日渐完善，各端积极推进毫米波商用。基站侧，中兴、诺基亚贝尔、爱立信、三星等企业均已开始毫米波基站功能测试。芯片侧，中国已研制出国产的 CMOS 毫米波全集成 4 通道相控阵芯片，并完成了芯片封装和测试，实现降低每通道成本 98%。终端侧，目前国内毫米波终端设备主要分为两种，装载高通 X55 芯片的手机终端和装载海思巴龙 5000 芯片的手机终端，均已支持毫米波 NSA 组网，具备 2T2R 的 MIMO 能力。此外，运营商方面积极布局毫米波建设，且中兴、爱立信等设备厂商均参与 5G 毫米波测试实现技术突破。

投资建议：随着毫米波产业日趋完善，基站侧、终端侧、芯片侧等各运营商及设备厂商积极布局，有望助力 5G 发展及应用普及，建议重点关注在毫米波射频芯片技术方面具备长期研发和成熟产品积累的龙头和而泰，以及其他相关公司包括在 5G 毫米波天线和军用毫米波产品等方面具备产品和研发优势的盛路通信（未覆盖）等。另外，毫米波由于技术复杂度以及覆盖区域等方面的原因，其建设或将加速驱动设备商订单的两家提升，推荐关注中兴通讯、烽火通信等通信设备商，以及由于毫米波支持更高速率和更大带宽势必加速光传输网络的扩容升级加速，建议重点关注 5G 光模块龙头光迅科技、华工科技等。

1. 与 Sub-6GHz 相辅相成，近期获持续突破

毫米波与 Sub-6GHz 相辅相成，共同释放 5G 全部潜能。根据 3GPP 协议规定，5G 网络主要使用两段频率：FR1 频段和 FR2 频段。FR1 频段的频率范围是 450MHz~6GHz，又称 Sub-6GHz 频段；FR2 频段的频率范围是 24.25GHz~52.6GHz，称为毫米波。低频段是 5G 的基础覆盖网络具备传播距离远、覆盖范围广等优势，而毫米波具备网络速率更高、传播更精准、受干扰可能性小的优势。

1：3GPP 协议规定 5G 网络频率

毫米波在频谱和标准方面已基本成形。2019 年 11 月，国际电联世界无线电通信会议 (WRC-19)为 5G 确定了更多的频段，包括 24.25GHz~27.5GHz、37GHz~43.5GHz、 45.5GHz~47GHz、47.2GHz~48.2GHz 和 66GHz~71GHz，为各国规划毫米波频段提供了参考依据。在标准方面，R15 版毫米波标准程度已经相对较高，可支持商用，且该版本定义了用户配对、用户跟踪、多载波管理等与 Sub-6GHz 不同的部分。R16 版本对毫米波做了进一步优化，减少系统开销、增强性能以及提高网络覆盖来提升频谱效率。

全球 22 家运营商部署商用毫米波 5G 网络，美日韩目前进展领先。根据全球移动供应商 GSA 报告显示，截止 2020 年 6 月，全球已有 22 个运营商在使用毫米波频谱部署 5G 网络，97 个运营商持有公共许可证可使用毫米波频谱，123 个运营商在 24.25-29.5GHz 毫米波平铺范围内投资 5G 网络建设。在已部署或正在部署毫米波商用的国家中，美日韩三国暂时处于领先地位。其中，美国运营商已在纽约、洛杉矶、芝加哥等多个城市进行毫米波商用部署。韩国在 2018 年平昌冬奥会中，就已经将毫米波应用在视听转播技术中，并在部分热点区域,部署 28GHz 毫米波作为容量补充。日本在名古屋和仙台等地也正在开展外场试验。目前，美日韩三国的毫米波商用部署主要是在 28GHz 频段。在终端设备上，目前全球已经商用的终端设备中，有 17 款支持毫米波。各大厂商已发布的终端设备中，有 30.8%的终端设备可支持毫米波，25%的终端设备可同时支持 Sub-6G 和毫米波。

我国毫米波发展近期持续突破。2020 年 3 月，工信部发布的《工业和信息化部关于推动 5G 加快发展的通知》中明确表示，要“适时发布部分 5G 毫米波频段频率使用规划”，“组织开展毫米波设备和性能测试，为 5G 毫米波技术商用做好储备”。在政策指导下，我国三大运营商、中兴等产业链厂商均在积极布局毫米波商用市场，在技术研发、应用场景测试、终端设备研发上持续取得突破。2019 年 8 月，2020 年 6 月，中国工程院院士刘韵洁表示，南京网络通讯与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片，并完成了芯片封装和测试，每通道成本由 1000 元降至 20 元。2020 年 9 月，中兴通讯在中国信息通信研究院、中国移动研究院联合首创的毫米波 OTA（Over-the-Air Technology）性能测试系统中，成为全球首家能够完成基于多探头暗室、端到端的毫米波系统性能测试。中国联通宣布将在 2021 年 6 月完成冬奥会毫米波应用产品部署。此外，在设备终端方面，中兴、一加、移远等厂商分别推出了支持毫米波能力的移动热点、手机、模组等产品。

2. 毫米波优势凸显，全面助力 5G 发展

首先，毫米波频谱资源丰富，扭转全球频谱短缺困境。高速发展的移动互联对无线频谱资源发起挑战，在 2G,3G,4G 的发展过程中各国 6GHz 之内的优质频率资源已被逐渐消耗，且异常拥挤、甚至涉及频谱冲突，频谱资源匮乏等问题。近年来，全球 5G 通信网络布局建设逐渐落地，加深各国对频谱资源迫切需求。据国际电信联盟 ITU 估计，到 2020 年国际移动通信频率需求将达到 1340MHz-1960MHz。据工信部电信研究院数据，到 2020 年，中国 IMT（国际移动通信系统）频谱需求为 1864MHz，中国频谱缺口为 1177MHz，全球各国面临频谱资源稀缺的困境。根据 3GPP38.101 协议规定，5G 基站设备主要使用 FR1 频段--Sub-6GHz（450MHz-6GHz）和 FR2 频段（24.25GHz-52.6GHz）。其中，基于 Sub 6GHz 频段的 4G LTE 蜂窝系统能够使用的最大带宽仅为 100MHz，数据速率不超过 1Gbps，且Sub-6GHz 大量使用且频段较为拥堵，不能较好地满足 5G 建设中对频谱资源需求。因此，各国以及各大厂商着眼于 FR2 频段毫米波的资源研究和开发，填补资源空缺。毫米波频率涉及范围覆盖广，可用的频谱带宽远大于低频段，开发空间广阔，通常为 30GHz 至300GHz，带宽高达 270GHz，毫米波具有丰富的频谱资源的天然核心优势。以 28GHz 频段为例，其可用频谱带宽达到了 1GHz，而 60GHz 频段每个信道的可用信号带宽则为 2GHz。毫米波凭借频谱资源丰富的天然优势，解决了无线频谱资源短缺的难题，各国毫米波频谱规划也逐步落地，有望进一步推动全球 5G 通信建设。

其二，毫米波大容量、高带宽赋予 5G 更高性能，通信时延低提升用户体验速率。毫米波中带宽达 273.5GHz，其中载波带宽可达 400MHz-800MHz，无线传输速率可达 10Gbps。1）高带宽赋予 5G 更多元的应用潜力：毫米波中 24 GHz-86 GHz 大带宽的毫米波的分配将为未来 5G 应用所需的需求提供拓展的带宽和优质的性能，进而满足用户移动数据服务诉求以及5G新型应用的需求。高通技术标准高级总监李俨介绍到，在毫米波大带宽的支撑下，2022 年北京冬奥会视频直播端口的用户不仅能够观看眼前的场景，还能自由视角 360 度观看体育比赛。毫米波独特的优势将赋予 5G 更多应用可能性，全面改善用户体验速率。此外，特别是毫米波中 24.25-27.5GHz 和 37-43.5 GHz 频段中的毫米波频谱，能够为大量数据密集型的 5G 应用场景提供所需的带宽以及必须连续的频谱，赋予 5G 更多发展潜力。2）高带宽支撑高速率低时延，大容量促进释放 5G 潜能：毫米波可供应高达 400-800MHz的载波带宽，相较于 4G 的 20MHz 提升了数十倍，可将 5G 传输速率提升至 10Gbps 的水平且毫米波时延相比于 6GHz 以下频段传输更短，只有不到 6GHz 的五分之一，满足 5G 应用对超大容量、高速、低时延的传输需求，能够大幅度提高网络连接数，容纳更多用户数目，增进用户体验。据 OOKLA 在美国基于目前部署的 400MHz 带宽毫米波频谱测试获得的测量数据，搭载骁龙移动平台的 5G 毫米波终端峰值速率超过 2Gbps，平均下载速率超过 900Mbps，速率为使用 5G 中频段频谱速率的 4 倍以上，相比于 4G LTE 出现飞跃式提升，未来毫米波的部署增至 800MHz 时，速率将会得到提高一倍，获得全新突破。

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其三，毫米波具有天线小等特点，设备轻量化易于部署。毫米波具备波长短、天线尺寸小的特点，且毫米波元件尺寸小，相比于 Sub-6G 设备，毫米设备更容易小型化，因此能够实现大规模阵列的小型化、轻量化。近年来高通接连推出骁龙 X50、X55 等芯片，以及第三代面向移动化需求的 QTM535 毫米波天线模组，在非常有限的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器；2018 年，高通将其 QTM052-5 毫米波天线模块的尺寸进一步缩小了 25%。

其四，毫米波波束窄，方向性好，较 Sub-6GHz 更好提升定位精度。毫米波频段能够提供的超高带宽保证更高的测时分辨粒度，且毫米波波长小，依赖多天线波束赋形技术减少路径损耗，使得通信具有方向性。此外，毫米波波束窄，方向性好，角度和空间分辨率较高，更适合高精度室内定位。

毫米波传播特点呈“双刃剑”，因材施用可凸显优势。毫米波传播方式主要为视距传播（LOS）和非视距传播（NLOS）。相较于 3.5GHz 波频，毫米波 LOS 路径穿过相同的障碍物容易被遮挡、难穿透、路损大、覆盖差。毫米波传输频率较高带来自由空间损耗的增加，且毫米波极易受到阴影衰落导致信号中断或间隙性传输等问题，使得毫米波部署和传播上受到限制、单一基站覆盖范围较小，需要在部署更多基站的同时与Sub-6GHz联合组网使用。毫米波的传播特点既是它的软肋同时也是优势，优势在于，由于传播距离有限在实际应用中更易单独隔离，便于控制信号的覆盖，进而实现覆盖岛之间的不同配置。例如工厂园区覆盖摄像头监控区域可配置为上行优先，而在厂房传送软件下载则可配置为下行优先。毫米波的传播特点是一把“双刃剑”，合理使用特点，针对不同传播场景分别部署可凸显毫米波自身优势。

Wi-Fi 无法代替毫米波应用场景，两者各有所长。1）毫米波与同频段的 Wi-Fi 相比，带宽、速率相当，但相对于 Wi-Fi 较为固定的应用地点和用户数，5G 毫米波能够实现波束管理、多用户调度、资源分配、控制和协作等更完善的协议和算法，拥有更高的可靠性、以及更优质的用户体验，使得 Wi-Fi 无法轻易代替 5G 毫米波的应用场景。2）相较于 5G毫米波大带宽和 Massive MIMO 的优势，使得在多用户并发下能够集中调度并支持更好的性能，而 Wi-Fi 属于竞争性接入，在多用户使用场景下，因缺乏集中调度调整，其 QoS会发生恶化。3）两者优势各有所长，取决于实际应用情景。如果用户数目较少，移动性较低，则 Wi-Fi 的价格相对毫米波更具竞争力；如果用户数目较多，移动性较强，处于热点区域，这都是毫米波的应用范围，其优势更大。

3. 5G+毫米波，未来应用场景广阔

基于特殊物理特性，毫米波商业前景广阔。5G 时代将面临海量连接和超高速率的需求，毫米波技术将重点应用于热点高流量地区扩容。室外，商业步行街区、车站、街道等业务极热点区域已成为毫米波代表性场景。室内，高密度的场馆和室内私有企业场景也将是毫米波适用之地。如音乐会、体育馆等人口密集区域存在手机信号差、网速慢等问题，通过利用毫米波的大带宽和高空间复用增益满足拥挤场所对无线宽带接入的大量需求，带来更优质的上网体验。此外，高通在 2019 年 2 月 19 日推出全新端到端 OTA 5G 测试网络，面向毫米波和 6GHz 以下频段。其中包括位于新泽西州的 5G NR 室内毫米波 OTA 网络，专门针对室内场馆和企业部署，为室内智能手机、笔记本电脑和其他联网终端带来高容量、数千兆比特传输速率和低时延的连接。借助毫米波 IAB 技术，光纤铺设困难的孤岛或山区也可享有 5G 高速低延时通信。

毫米波应用领域多元化趋势逐渐显现。一方面，毫米波可用于固定无线宽带接入（FWA）业务，满足如 4K、8K 电视的传输需求以及市郊居民区的视频需求；开阔环境 eMBB 业务，满足 HD、UHD 视频以及图片视频共享等业务。另一方面，凭借设备小、易于部署、容量极大、随技术更新提供单点超过 10Gbit/s 的传输速率等优势，毫米波将加速更逼真影像技术的产生，如全息通信、沉浸式 VR 云游戏、网联机器人等业务。如 Verizon 在赛场利用毫米波 5G 实现 VR 不同视角、不同方式实时观赛、AR 联动后台数据分析赛事解说等 4G 无法承载的业务。此外，车联网领域也将受益于毫米波。毫米波将为联网汽车通信提供更高的数据传输速率与准确度，同时提高雷达作业的分辨率，实现更精准的驾驶安全辅助。

工业 4.0：毫米波帮助实现制造业的 5G 潜力。5G 毫米波的技术潜力为促进工业 4.0 发展提供了支持，毫米波在远程控制、工业机器人、远程监控及质量控制、自助工厂运输 4 个方面具有潜在应用，这些潜在应用将通过大量互联设备传输大量数据，庞大的数据量、以及支持 AR、VR 应用和高速成像的数据量，需要可靠、高容量、低时延的毫米波频谱连接。2020 年 6 月 15 日，南京网络通讯与安全紫金山实验室已研制出 5G 毫米波芯片，毫米波芯片是高容量 5G 移动通信核心，在工业互联网中应用价值较大，在工业互联网最底层需求——连接和数据回传方面发挥作用，与其高带宽、低时延、高可靠、大连接、灵活配置等发展方向相吻合。

互联交通：5G 毫米波帮助解决城市化和交通负担过重带来的挑战。5G 毫米波可作用于交通运输管理，毫米波频谱可通过增加容量和低时延宽带支持互联交通环境，避免延迟或连接断开而导致严重后果的发生，应用于车联网 (V2X) 生态系统中的数据传输、雷达定位，在安全和网速方面提供支持，在促进城市交通基础设施上发挥间接作用。此外， 5G 毫米波网络还可以实现沉浸式车载娱乐和高速宽带。

毫米波结合行业专网，提供区分于公网频点灵活的带宽专网服务。5G 毫米波与 MEC、 AI 技术相辅相成，为园区、码头、工厂等行业网络赋能。一方面，由于毫米波系统具有大带宽、低时延特点，且在业务需求大的地方，用毫米波叠加覆盖，可以提升网络容量，与 MEC 结合可以更好释放 MEC 技术；另一方面， MEC 也可以在大带宽网络基础上为毫米波叠加丰富多样的增值业务，如“大容量高速率+本地化”的解决方案，为覆盖区域提供定制化的园区专网服务，此外，毫米波支持高清视频业务，提升用户体验。工厂、码头领域也能受益于毫米波，为其提供安全性和低延时保障。

智慧冬奥：5G 毫米波提供业务技术支持。为全面贯彻十九大提出的“筹办好北京冬奥会、冬残奥会”的要求，落实《北京 2022 年冬奥会和冬残奥会筹办工作总体计划和任务分工方案》，中国联通将运用毫米波技术打造超大带宽无线场馆，推动毫米波技术研发并起到网络示范效应。具体应用于提升观赛体验、比赛场所智慧化运营、合作伙伴服务与保障三大场景，服务于观众、参赛者、组织者、工作人员、媒体、合作伙伴六种人群。具体地，毫米波将提供以下技术支持，第一，采用毫米波高低频混合组网方案，凸显其带宽的优势，与 Sub-6G 频段配合，作为高通量层，提供大带宽能力，进行热点覆盖。第二，利用毫米波大带宽传输特性，作为无线传输方案，应用于 FWA 业务和 IAB 回传业务。第三，代替光纤，打造纯无线场馆。第四，利用毫米波在应用中容易形成隔离，便于覆盖控制的优势，进行小区间灵活帧结构部署，提供灵活、差异化的上下行带宽能力业务。在观赛体验上，毫米波可以满足一定区域集中部署 50 台以上 VR 设备的 5Gbps 大容量下传带宽需求，为 5G+8K+VR 多机位多视角拍摄打造全景体验方案提供技术支持。在监控管理方面，满足监控摄像机的大容量回传方面对上行带宽需求、对传延时的高度要求。此外，毫米波也达到了媒体服务区域的带宽需求。

4. 产业发展如荼，经济效益显著

4.1 频谱规划和标准化进行时，保障毫米波产业发展

毫米波频谱应用于 5G 成为业界共识，各国积极规划毫米波频谱。中国方面，工信部于 2017年6月8日发布了公开征求意见函，征集26GHz（24.75-27.5GHz）、40GHz（37-42.5GHz）或其他毫米波频段在 5G 系统使用及规划的意见和建议。同年 7 月，工信部批复 24.75-27.5GHz和37-42.5GHz频段用于我国5G技术研发毫米波实验频段。美国方面，FCC 规划了丰富的高频资源。2016 年 7 月 14 日，美国联邦通信委员会（FCC）全票通过将 24GHz 以上频谱用于无线宽带业务的规则法令，共规划 10.85GHz 高频段频谱用于 5G 无线技术，包括 28G（27.5-28.35GHz）、 39G（38.6-40GHz），共计 2.25GHz 许可频谱，37G （37-38.6GHz）共计 1.6GHz 混合许可频谱和 64-71GHz 共计 7GHz 免许可频谱。自此， FCC 发布一系列方案，规划不同频谱毫米波资源。目前，美国已完成 24GHz（24.25-24.45/24.75-25.25GHz）、 28GHz（27.5-28.35 GHz）、 37GHz（37-38.6GHz）、 39GHz （38.6-40GHz）以及 47GHz（47.2-48.2GHz）频谱拍卖，为 5G 毫米波商用部署提供了充足的频率资源。欧盟方面，RSPG 在 2016 年 11 月发布欧洲 5G 频谱战略，在毫米波频段方面明确将 26G（24.25-27.5GHz）频段作为欧洲 5G 高频段的初期部署频段。在 2018 年 7 月，欧盟电子通信息委员 ECC PT1 基本完成 26GHz 频段技术应用条件的研究和制定工作。此外欧盟还将开展 40GHz（40.5-43.5GHz）毫米波研究。韩国方面，未来创造科学部（MSIP）在 2017 年 1 月宣布了 K-ICT 频谱规划，推动 28GHz（26.5-29.5GHz）频段用于 5G 商用部署。其中，SK 电信获得了 28.1GHz-28.9GHz 频段，KT 获得了 26.5GHz-27.3GHz 频段，LG Uplus 获得了 27.3GHz-28.1GHz 频段。目前韩国已完成 26.5GHz～29.5GHz 频谱拍卖。此外，日本、加拿大等国相关主管部门也先后启动了针对毫米波频段规划及使用的公开征求意见。日本提出面向 2020 年的 5G 商用频谱计划，主要聚焦于 28G（27.5-29.5GHz）频段；加拿大针对 28G（27.5-28.35GHz）频段和 37-40GHz 频段的移动业务应用提出修订意见。

毫米波标准化逐步推行，R17 将进一步加速毫米波应用。2016 年初，3GPP 与世界主要通信厂商合作，公布了有关毫米波信道模型的技术报告：TR38.900，厘清与证明毫米波频段作为 5G 操作频段在户外通信的可行性，为 5G 毫米波通信系统发展提供有力支撑。根据 3GPP 5G 标准化路标，5G NR 标准制定分为三个阶段进行。第一阶段（Rel 15），完成 NSA（非独立组网）和 SA（独立组网）制定。对于毫米波制定了以大规模多天线技术为基础的解决方案和相关的系统信息设计等，并且定义了基于管理的相关功能，满足毫米波基本部署的需求。频段方面，R15 对毫米波频谱分配定义了 52.6GHz 以下四个频段号的频谱。第二阶段（Rel 16），主要关注垂直行业应用及整体系统的提升，主要功能面向 V2X、 IoT 等行业。对于毫米波，R16 在 R15 基础上重点关注毫米波系统的工作效率。如引入一些默认配置，快速获得像 AP-SRS 空间的相关性等，能够让毫米波在工作的时候更快速地完成相关配置，取得更好的性能。频段方面，R16 阶段启动 52.6GHz 以上频段的毫米波研究课题。第三阶段（Rel 17），已提出初步规划，将纳入 mMTC 相关规范，在数据采集增强项目、数据采集增强项目、垂直行业应用能力增强等方面有重大技术创新，以更全面支持垂直产业的联网应用。对于毫米波，工作频率将拓展到 52.6-71GHz，同时引入更多支持毫米波的 5G NR 增强特性，丰富毫米波应用场景，如在 30 公里以上速度的场景，引入 Commob beam 机制。

ITU 确认 5G 毫米波频段划分，完成毫米波与无线电业务共存研究。国际电联（ITU）开展国际电联世界无线电通信会议(WRC-19)，各国就 5G 毫米波频谱使用达成共识：全球范围内将 24.25~27.5GHz、37~43.5GHz、45.5~47GHz、47.2~48.2GHz 和 66~71GHz 共 14.75GHz 带宽的频谱资源，标识用于 5G以及 IMT 未来发展。其中，24.25 GHz-27.5 GHz、 37 GHz-43.5 GHz、66 GHz-71 GHz 将作为 5G 全球统一工作频段。此外，ITU 在 2019 年世界无线电大会研究周期内专门设立了 TG 5/1 工作组，完成了 5G 系统在不同毫米波候选频段与相关无线电业务的兼容共存研究，包括 EESS 卫星地球探测，RAS 射电天文、 ISS 卫星间、FSS 固定卫星、RNS 无线电导航、SRS 空间研究、FS 固定、MS 移动等业务。

4.2 毫米波带来高经济效益,中国市场空间广阔

毫米波独特应用场景，将驱动中国千亿市场。因频谱资源丰富、传输速率高、口空时延低等优势，毫米波在 5G 商用中后期将有广泛的应用场景。随着日趋增长的数据流量需求，毫米波凭借独特优势，可大幅扩展 5G 的服务能力区间，打开固定无线接入、高业务密度的室内外空开阔空间、企业专网等新兴市场。根据 GSMA 预测，5G 毫米波将成为高速接入、工业自动化、医疗健康、智能交通、虚拟现实等方面的核心使能技术，预计将在 2035 年之前对全球 GDP 做出 5650 亿美元的贡献，占 5G 总贡献的 25%。毫米波在中国市场潜力较大。中国作为 5G 的先行者，已开展 5G 毫米波相关试验与部署，在 2020—2021 年开展典型场景应用验证，未来将打开毫米波千亿商用市场。根据 GSMA 预测，到 2034 年，在中国使用毫米波频段所带来的经济受益将产生约 1040 亿美元的效应，占亚太地区毫米波频段预估贡献值（预计将达 2120 亿美元）的 49%。按垂直行业分布，在制造业和水电等公用事业将成为最大市场，占比达到 62%。金融和专业服务、信息通信和贸易、农业和矿业、公共服务占比分别为 12%、10%、9%、8%。

4.3 产业日趋完善，各端积极推进毫米波商用

4.3.1 毫米波基站侧和终端芯片日趋成熟

基站侧：中兴、诺基亚贝尔、爱立信、三星等企业均已开始毫米波基站功能测试，其中中兴与海思、高通芯片开展系统合作，在 800MHz 总带宽配置下开展了毫米波室内关键技术部分测试；诺基亚贝尔、爱立信在 400MHz 总宽带配置下采用基于高通 X50芯片与毫米波射频模块的CPE开展测试；三星已经推出Link Cell 5G毫米波小基站，实现 5G 超宽带网络的覆盖范围的扩展。

终端及芯片侧：全球毫米波芯片和终端快速发展，2018 年初已出现第一代毫米波首发芯片，主要支持 n260 和 n261 频段。2019 年出现第二代批量商用毫米波芯片，支持毫米波全频段。2020 年底，主流手持终端，MIFI，CPE 可支持毫米波全频段。目前，高通毫米波芯片较为成熟，高通是目前唯一能够提供商用毫米波芯片组和射频子系统的芯片厂商。截至今年 7 月，全球市场上已经正式出货的 185 个型号的 5G 智能手机中，其中 23 款支持毫米波频段，且均使用高通公司的基带芯片和射频组件。此外，三星 Exynos5123、海思 Balong5000 基带芯片、联发科 Helio M80 已经支持毫米波频段。国内芯片和终端逐步发展，芯片方面，中国已研制出国产的 CMOS 毫米波全集成 4 通道相控阵芯片，并完成了芯片封装和测试，实现降低每通道成本 98%。终端设备方面，目前国内毫米波终端设备主要分为两种，装载高通 X55 芯片的手机终端和装载海思巴龙 5000 芯片的手机终端，均已支持毫米波 NSA 组网，具备 2T2R 的 MIMO 能力。

4.3.2 运营商积极布局毫米波建设

运营商积极布局毫米波建设。全球方面，截至 2020 年 6 月共有 123 家运营商投资毫米波，其中 21 家运营商正在计划部署 5G 毫米波网络。美国运营商 AT&T 早在 2018 年 12 月，已在美国 12 个城市的部分地区推出了基于 39GHz 毫米波的 5G 服务。美国另一家运营商 Version 同样依赖毫米波资源来建立 5G 覆盖范围和实现高速传输，自 2019 年 4 月推出首个移动 5G 城市，已在 31 个以上城市推出了毫米波 5G 业务。中国方面，三大运营商着手布局毫米波建设。中国联通在新技术研究、新生态构建、打造毫米波标准体系、新设备研发等发面加速推进毫米波产业链进展。技术方面，在业内率先于中兴、爱立信等开展内、外场毫米波设备测试，实现下行单用户峰值 MAC 吞吐量超过 2Gbps（400M）、上行物理层峰值吞吐量超过 100Mbps（100M）；标准化方面，参与企业和行业标准制定，推动行业技术和测试标准；应用部署方面，开展北京冬奥会 8K、AR、VR、3D 等毫米波应用部署。中国移动积极推动毫米波技术和标准发展，坚持技术和应用双线发展。中国电信也逐步开始毫米波布局，2019 年 11 月建立 5G 创新生态圈，与联合移远通信关于毫米波模组方面开展合作。

4.3.3 多家设备厂商参与 5G 毫米波测试，实现技术突破

设备厂商 5G 毫米波测试如火如荼。设备厂商对毫米波的技术与应用上多方面开展试验，推动毫米波技术和设备走向成熟。中兴从 2014 年便开始进行毫米波研究，积极开展 5G 毫米波的研发、功能测试、外场试验，先后提出混合赋型和阵列化高 EIRP 设计思路、智能波束方案和场景化的波束配置方案、毫米波组网方案。2019 年 7 月中兴完成 26GHz 频段 5G 基站射频 OTA 测试。同年 10 月，与高通公司成功实现了基于智能手机的 5G 毫米波互操作性测试。爱立信在毫米波技术和产品上较为成熟。2018 年 9 月，爱立信在北美商用毫米波频段的 FWA 应用。同年 4 月，爱立信与北美三大主要运营商 AT&T、 T-Mobile 和 Verizon 率先实现毫米波面向智能手机的商用。2020 年 2 月，爱立信工程师团队实现5G毫米波下最快传输速度，达到4.3Gbps。同年9月，爱立信联合高通和U.S.Cellular 实现 5GNR 毫米波数据通讯试验，传输距离超过 5 公里。截至 2020 年中，爱立信已经完成超过 20 个商用网或试点的建设。爱立信毫米波产品已经经历三代迭代，实现低功率、小型化、易部署优化。

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