5G 时代天线行业迎来三大变局

——从单系统天线向多系统天线演变

单系统天线是指仅支持一种通信制式的天线，比如2G 天线、3G 天线或4G 天线，双系统或多系统则指一根天线即可用于2G 通信业能用于4G 通信。2G、3G 时代，国内基站天线主要以单系统为主，到4G 时代，多系统天线开始出现，但占比并不高，未来5G 时代，基站天线一大趋势便是由单系统向多系统演进。基站部署对站址环境要求较高，站址资源日益稀缺，运营商需要向铁塔公司租用铁塔位置，多系统天线可以间接减少基站部署数量，从而减少运营商租金支出。单天线需要支持更多频谱和通道，更好的MIMO 性能，满足网络平滑演进。据ABI Research 统计，到2019 年全球发货的FDD 天线中，6 端口以上比例将超过了60%并逐年增加已经成为行业主流产品形态。运营商通过多频多端口天线整合天面，既可以减少天面租金，降低站点整体成本，又可以增强网络性能，确保新频谱和新技术快速商用，支持网络面向4.5G 和5G 的持续演进。

2014-2021 年基站天线的发货比例（按端口数的计算）

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

——大规模天线阵列（Massive MIMO）技术

Massive-MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为4G 的核心技术。 面对5G 在系统容量和传输速率等方面的性能挑战，进一步增加天线数量仍然是MIMO 技术演进的重要方向。根据概率统计学的原理，当基站侧天线数量远大于用户天线数时，基站到各个用户的信道将趋于正交，用户间干扰将趋于消失，巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比，从而能够在相同的时频资源上支持更多的用户传输。在实际应用中，通过大规模天线，基站可以在三维空间形成具有高空间分辨能力的高增益窄细波束，能够提供更灵活的空间复用能力，改善接收信号强度并更好地抑制用户间干扰，从而实现更高的系统容量和频谱效率。MIMO 技术既能有效提升网络系统容量和传输速率，也能提高天线的价值，从而有利于基站天线行业价值的提升。

从2*2 MIMO 到Massive MIMO

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

——从无源天线向有源天线演变

无源化向有源化演变也是未来基站天线发展的确定性趋势之一。大规模阵列天线的使用会导致天线和RRU 之间的射频连接会变得比较密集复杂，为了降低这种插入损耗和后期的维护成本，基站天线和滤波器等射频器件的融合与小型化将是天线技术发展的一大趋势。目前主要有两种技术路线，一种是基于传统滤波器技术，但最终产品体积和重量较大，另一种则是开发小版本的天线，再融合陶瓷滤波器。天线有源化一体化趋势将带动天线行业新的技术创新，未来天线厂家和滤波器厂家与系统设备厂家的合作也将更加紧密。天线有源化、小型化可以极大简化天面、提升部署效率及网络性能，据ABI Research 统计，2016 年有源天线的发货占比为5.1%，到2021 年有源天线的比例将达到10.1%。截至2016 年，全球120 个运营商已经部署了有源天线。

2014-2021 年有源天线发货量及比例

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心