6G行业资料整理

每日研报趋势 2023-03-19

  一、行业概念

  6G,即第六代移动通信标准,一个概念性无线网络移动通信技术,也被称为第六代移动通信技术。6G的数据传输速率可能达到5G的50倍,时延缩短到5G的十分之一,在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面远优于5G。6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。通过将卫星通信整合到6G移动通信,实现全球无缝覆盖,6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破,它更是为了缩小数字鸿沟,实现万物互联这个“终极目标”。目前全球6G发展还处于早期研究阶段。6G相较于此前技术体系,最深刻的变革在于网络架构从传统的地面接入,向空天地海全方位多维度接入的转变。

  近期工信部再次明确全面推进6G技术研发,2030年6G有望实现商用。3月1日,工信部部长金壮龙表示,未来产业是抢抓新一轮科技革命和产业变革的机遇,实现引领发展的重要抓手;将研究制定未来产业发展行动计划,全面推进6G技术研发。2019年工信部牵头组建IMT-2030(6G)工作组,成员包括运营商、制造商、高校和研究机构。时间规划上看,推进组6G技术试验分为三个阶段:2022~2024年是关键技术试验阶段,明确6G主要技术方向,开展概念样机试验验证,提升技术能力;2025~2026年是技术方案试验阶段,面向典型场景及性能指标,研发6G原型样机,开展单站功能测试及性能验证;2027~2030年左右是系统组网试验阶段,研发6G预商用设备,开展6G关键产品测试,全面验证和优化6G能力。

  二、6G网络架构

  作为一个复杂的系统,6G网络架构设计需从多个视图考虑,多个维度设计。下面从空间视图、逻辑视图和功能视图阐述了“三体四层五面”的6G总体逻辑架构。在6G总体逻辑架构中:

  1)“三体”是架构的空间视图,描述6G网络实体的客观存在形式,分为网络本体、管理编排体和数字孪生体。

  2)“四层”是架构的逻辑视图,展现6G网络设计的结构与组织,由资源与算力层、路由与连接层、服务化功能层、使能层组成。

  3)“五面”是架构的功能视图,展示6G网络功能的划分和组成,包括控制面、用户面、数据面、智能面与安全面五个基本功能面。

  以“三体四层五面”的总体架构为基础,其在物理空间和数字虚拟空间结合的设计角度,构成数字孪生网络架构DTN(Digital Twin Network)。6G网络的孪生架构包括映射、反馈和闭环的空间设计。

  “三体四层五面”的6G总体架构,从空间、逻辑与功能组成三个角度呈现一个跨域、跨层、多维的6G网络。具体如下图所示:

  1.三体:网络本体、管理编排体、数字孪生体

  网络本体包括传统意义上的基站、核心网、传输承载等物理设备。

  管理编排体是对网络资源、网络能力进行智能的编排管理,实现网络全生命周期管理的功能实体。

  数字孪生体是物理实体对象在虚拟空间中的映射,实现网络的低成本试错、智能化决策、高效率创新。

  2.四层:资源与算力层、路由与连接层、服务化功能层、开放使能层

  资源与算力层是6G网络的物理资源,包括频谱、存储、算力、网络等基础资源。

  路由与连接层将6G网络中的物理节点连接成网,实现状态的感知、确定性的转发、灵活的服务化调用。

  为继承SBA的架构优势,该层延续5G服务的柔性设计,具备接入控制、移动性管理、会话管理、网络安全、数据报文处理和转发等基础功能,并支持跨域融合、漫游互通、人工智能等增强能力。功能层的不同面应支持灵活组合,按需构成微云单元并支持分布式部署及独立工作。

  开放使能层通过对下层信息和通信能力的提取、封装、编排、组合,为自有业务和第三方应用提供能力和服务。

  3.五面:控制面、用户面、数据面、智能面、安全面

  控制面:向全服务化方向演进,实现多种接入方式的融合控制。

  用户面:以传统网络用户面为基础,向可编程、服务化、跨域确定性方向演进,实现灵活、高性能转发,全面提升用户面的能力。

  数据面:数据面是6G网络架构中新增的一个平面,其目的是实现庞大用户数据的高效安全迭代、网络状态的可靠迁移、以及通过可信的方式引入数据服务。

  智能面:智能面是实现智能服务的物理载体,既可以为服务对象提供本地AI能力,又可以通过分布式智能节点的协同提供全局AI能力。

  安全面:6G网络中的安全面,是基于网络内部建设的各项安全能力,以信任为纽带、AI为驱动、协同为手段,形成的主动、智能、弹性、高效的安全体系。

  三、6G关键能力

  6G关键能力指标可以分为性能指标和效率指标。性能指标体现为从用户需求的角度出发,需要未来6G提供的关键性能水平。效率指标则主要从网络运营和可持续发展需求的角度出发,提出未来6G系统需达到的效能指标。

  6G作为新一代关键信息基础设施,服务于各行各业,将满足Gbps体验速率、千万级连接、亚毫秒级时延、7个9高可靠、厘米级感知精度、超90%智能精度等关键性能需求,目标实现“万物智联、数字孪生”的6G美好世界。

  四、6G应用场景

  6G将实现全频谱利用、空天地一体化覆盖、人机物智慧互联,应用场景丰富。根据IMT-2030推进组2022年7月发布的《6G典型场景和关键能力白皮书》,6G将与人工智能、大数据、先进计算等信息技术交叉融合,实现通信与感知、计算、控制的深度耦合,具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、内生安全等典型特征。从应用场景看,6G全面支持以人为中心的沉浸式交互体验和高效可靠的物联网场景,构建超级无线宽带(沉浸式云XR、全息通信、感官互联)、超大规模连接(数字孪生)、极其可靠通信(机器控制)、普惠智能服务(智慧交互、智能互联)、通信感知融合(多维感知)等应用场景。

  从典型场景看,6G将在5G三大场景基础上不断扩展,以可持续发展的方式拓展移动通信能力边界,引入无线感知和人工智能等全新能力维度,创新构建“超级无线宽带、超大规模连接、极其可靠通信、普惠智能服务、通信感知融合”等五大典型场景,且典型场景之间渗透、融合,共创丰富的6G业务应用,全面引领经济社会数字化智能化绿色化转型。从总体性能看,6G总体性能指标将实现十至百倍提升,提供更高速率、更多连接、更低时延、更高精度、更广覆盖、更高可靠性,融合通信、计算、感知等能力支持各类智能化服务。同时,6G将构建内生安全机制来提升网络安全水平,在系统设计等环节融入节能理念以实现绿色低碳发展,并将网络建设和运营维护成本控制在合理水平,最终实现“万物智联、数字孪生”的6G美好世界。

  五、6G市场趋势

  IMT-2030(6G)推进组预测,面向2030年商用的6G网络中将涌现出智能体交互、通信感知、普惠智能等新业务新服务,预计到2040年,6G各类终端连接数相比2022年增长超过30倍,月均流量增长超过130倍,最终为6G带来“千亿级终端连接数,万亿级GB月均流量”的广阔市场发展空间。

  六、相关公司

  (1)中国卫星

  公司是航天科技集团中宇航制造和卫星应用的重要力量,具有天地一体化设计、研制、集成和运营能力,专注于宇航制造与卫星应用核心业务。公司作为我国小卫星及微小卫星产业链中下游“国家队”,未来5年的收入稳定增长逻辑确定性强,具有中长期投资价值。可以预见到,“十四五”未来几年,我国以小卫星或微小卫星为主要构成的低轨卫星互联网星座空间基础设施建设也有望加速落地,也将构成公司未来中短期收入提速的重要驱动力之一。

  (2)中国卫通

  作为亚洲第二大、世界第六大固定通信卫星运营商,公司拥有优质的通信广播卫星资源。截至2022年6月30日,公司运营管理着14颗商用通信广播卫星,拥有的卫星转发器资源涵盖C频段、Ku频段以及Ka频段等。根据公司官网披露,公司正在构建卫星运营服务、行业系统集成、综合信息服务三大主业协同发展格局。此次中星26号卫星的成功发射,将加快公司构建三大发展格局,使得公司向打造卫星通信现代产业链链长的目标迈出坚实的一步。

  (3)创意信息

  公司子公司创智联恒从成立之初就立足于无线通信核心技术的研发,并不断拓展5G相关产业方向,过去几年,主要在运营商toC市场、公安专网、铁路专网、卫星互联网等产业方向进行了深入探索,2020年底,根据市场情况和自身的能力,抓住卫星互联网发展机遇,开始低轨卫星通信相关技术和市场的布局。当前,完成了一系列核心技术和算法的积累,并在低轨卫星通信载荷研发上处于国内领先水平。

  (4)普天科技

  公司前身为广州金蜂电子有限公司,成立于1994年,1999年公司更名为“广州杰赛科技发展有限公司”,2003年整体变更设立为广州杰赛科技股份有限公司,中电科七所是主要发起人,持股比例50.043%。2017年收购54所大量优质资产,2019年控股股东由7所变更为中电网通,2022年改名为“普天科技”。

  公司业务集中在公网通信、专网通信与智慧应用、智能制造三大领域。公司近年来营收保持稳定水平,归母净利润持续保持较高增速。专网通信营收占比约60%,高端装备制造毛利率显著高于通信。根据工信部,我国的5G网络建设正在稳步推进,网络覆盖能力持续增强。公司网规网优保持全国最大独立第三方设计院的行业领先地位,在服务省份运营商客户数量33个,综合排名前五,处于第一梯队。54所是卫星通信“排头兵”,6G时代大有可为。

  6G通信网络将实现“高速泛在、天地一体、算网融合”,我国卫星互联网预计2025年初步建成,是数字经济重要组成部分。公司控股股东中电网通公司作为电科集团通信业务唯一上市公司,是卫星通信业务的“国家队”,公司有望通过内生+外延式发展实现较快增速。

  (5)铖昌科技

  铖昌科技成立于2010年11月,是一家以微波毫米波模拟相控阵T/R芯片研发、生产、销售和技术服务为主营业务的公司,是国内少数能够提供相控阵T/R芯片完整解决方案的企业之一。公司主要向市场提供基于GaN、GaAs和硅基工艺的系列化产品以及相关的技术解决方案。目前,公司已与多家科研院所及优势企业开展合作,从元器件层面助力我国卫星互联网快速、高质量、低成本发展;5G毫米波通信方面,公司也已经和主流通信设备生产商建立了良好的合作关系,支撑5G毫米波相控阵T/R芯片国产化。

  七、参考资料:

  1.华泰证券-通信行业:关注数字中国规划与6G研发

  2.民生证券-卫星互联网行业点评:工信部推进“6G”研发,卫星互联网就是“6G”

  3.北京邮电大学&中国移动研究院-通信行业6G研究系列白皮书:6G全息通信应用场景

  4.中国电信-通信行业:6G愿景与技术白皮书

  5.中国移动-通信行业:6G网络架构技术白皮书2022版

  6.中国信通院-《6G典型场景和关键能力》白皮书

  7.华西证券-普天科技-002544-背靠中电网通,6G时代织天网

  8.中关村泛联移动通信技术创新应用研究院-通信行业:6G无线网络开放与云化技术白皮书

  9.中国移动研究院-通信行业6G无线网络架构和功能

  10.华西证券-普天科技-002544-背靠中电网通,6G时代织天网

  11.光大证券-铖昌科技-001270-首次覆盖报告:相控阵TR芯片龙头有望受益于卫星互联网快速成长趋势

  12.长城证券-中国卫通-601698-公司动态点评:我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星中星26号成功发射,利好公司长期发展

  13.中航证券-中国卫星-600118-公司点评:三季度收入明显增长,有望受益于卫星互联网空间基础设施建设提速

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