去年6月，3GPP R17版本宣布凍結(jié)，引起了整個通信行業(yè)的關(guān)注。

眾所周知，作為目前全球移動通信標準的權(quán)威組織，3GPP發(fā)布的每個版本(Release)，都在指明移動通信技術(shù)的演進方向，為整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展照亮了前路。

在R17版本中，作為專門立項研究的一種5G關(guān)鍵新技術(shù)，RedCap特別引人注意，也被媒體反復報道。

█ RedCap，到底是個啥?

RedCap，從字面意思來看，是“小紅帽”。但實際上，它是Reduced Capability的縮寫，真正的意思是“降低能力”。

所謂“降低能力”，是一個相對的概念。它的對比對象，就是5G。

換句話說，RedCap是5G的簡配版，是在5G的基礎(chǔ)上，對部分功能進行一些“裁剪”后形成的新技術(shù)標準。

此前，RedCap并不是叫現(xiàn)在這個名字，而是叫NR light(NR lite)。顧名思義，就是5G NR(New Radio，新空口)的輕量化版本。所以，現(xiàn)在行業(yè)也將RedCap稱為“輕量化5G”。

█ 為什么要做一個“輕量化5G”?

搞清楚RedCap的定義之后，大家也許會問：“5G不是性能越強越好嗎?為什么反而要搞個簡配版本，進行性能降級?”

說到這，就需要對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系先進行一定的解釋。

物聯(lián)網(wǎng)概念的正式提出，是1999年。

早期的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要以Wi-Fi、藍牙、NFC等短距離通信技術(shù)為主。那時，雖然專家們也嘗試將2G技術(shù)應用于物聯(lián)網(wǎng)場景，但因為2G性能過于落后，所以并沒有什么進展。

到了3G/4G時代，蜂窩通信技術(shù)飛速演進，性能大幅提升。于是，基于此類技術(shù)的長距離物聯(lián)網(wǎng)通信開始崛起。

2016年，3GPP推出了兩個重要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準，分別是NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))和eMTC(增強型機器類型通信)。

這兩個技術(shù)標準，其實都是基于LTE的簡配版。速率更低，成本更低，但可以同時連接的終端數(shù)更多，專門用于物聯(lián)網(wǎng)場景。它們有一個統(tǒng)稱，叫做LPWAN(Low Power Wide Area，低功耗廣域網(wǎng))技術(shù)。

除了NB-IoT和eMTC之外，LTE自己也有多個用戶終端類別(LTE UE-Category)。不同的類別，有不同的速率。LTE Cat 1，就是這些類別(Category)之一。它的上行峰值速率僅有5Mbit/s，也是為物聯(lián)網(wǎng)而生。

到了5G時代，設(shè)計者更進一步，將物聯(lián)網(wǎng)作為5G的主要發(fā)展場景，提出了“萬物互聯(lián)”的宏偉目標。

5G的三大應用場景，分別是eMBB(增強型移動寬帶)、uRLLC(低時延高可靠通信)、mMTC(海量物聯(lián)網(wǎng)通信)。它們對于網(wǎng)絡速率、帶寬容量、覆蓋距離、頻譜效率等都有各自的側(cè)重性，分別服務于工業(yè)制造、交通物流、醫(yī)療教育、智慧城市等垂直行業(yè)領(lǐng)域的細分場景。

在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的過程中，專家們發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的應用場景極其復雜。不同的場景，對網(wǎng)絡的指標要求并不一樣。

于是，產(chǎn)業(yè)界逐漸將物聯(lián)網(wǎng)場景進行了細分，分為了高速、中速和低速三個類別：

傳統(tǒng)高速率5G，是無法滿足全部物聯(lián)網(wǎng)需求的。因此，就像LTE會出NB-IoT和eMTC一樣，5G也需要出簡配版。于是，就有了RedCap。

按照規(guī)劃，隨著2G、3G的退網(wǎng)，絕大部分的2G、3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務將會遷移到LTE Cat 1、LTE Cat 4和NB-IoT(國內(nèi)應該不會用eMTC)。將來，LTE Cat 1以及Cat 4的需求(也就是中速及中高速需求)，將逐漸遷移到RedCap。RedCap將與高速率5G一起，支撐起整個物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展。

█ RedCap有什么技術(shù)特點?

RedCap是一個追求性能、功耗和成本平衡的技術(shù)。

它的特性表現(xiàn)介于eMBB和NB-IoT之間;

它的帶寬速率低于eMBB，但是遠高于LPWA;

它的功耗和成本高于LPWA，但是卻又遠低于eMBB。

這種在速率、功耗、成本之間相互平衡的狀態(tài)是適用于許多特殊物聯(lián)場景的。

RedCap的能力，非常“均衡”(黃色線是RedCap)

我們可以具體分析一下，RedCap是如何進行精簡的。

首先，RedCap的頻譜帶寬更小。在Sub-6GHz頻段，RedCap的帶寬為20MHz，小于傳統(tǒng)5G的100MHz。3GPP Release 18還在規(guī)劃帶寬為5MHz的進一步輕量化Redcap。

其次，RedCap減少了收發(fā)天線數(shù)量，并降低了MIMO層數(shù)。對于Sub-6GHz頻段，RedCap終端的接收鏈路可減少為1個或2個，相應下行MIMO降低為1層或2層接收。這樣一來，就降低了對終端射頻收發(fā)信機和基帶處理模組的能力要求。

第三，RedCap采用了64QAM這種更簡單的調(diào)制方式，同樣意味著對射頻和基帶的要求大幅降低。

第四，RedCap引入了一些節(jié)省功耗的手段，例如增強的非連續(xù)接收特性(eDRX)，采用更長的休眠模式，讓終端減小功耗，獲得更高的續(xù)航能力。

基于上述改動，根據(jù)預測，RedCap相比于5G公網(wǎng)終端，復雜度將大大降低。在基帶和射頻側(cè)的成本也都有大幅度降低。

特別值得一提的是，RedCap可以基于5G現(xiàn)網(wǎng)平滑升級引入，不需要對現(xiàn)網(wǎng)進行大的改造。基于5G系統(tǒng)，RedCap仍可以按需實現(xiàn)5G切片、5G LAN、高精度授時、uRLLC等增強功能，滿足不同領(lǐng)域行業(yè)應用的需求。

█ RedCap可以用在哪些場景?

3GPP官方給出了RedCap的三類應用場景，分別是：可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻傳輸。

如智能手表終端，就屬于典型的可穿戴設(shè)備。這種終端對速率要求不高，但對功耗非常敏感，適合使用RedCap。

工業(yè)傳感器屬于工業(yè)領(lǐng)域，常用類型包括溫濕度傳感器、壓力傳感器、運動傳感器、加速度計、驅(qū)動器等。這些傳感器終端的應用規(guī)模非常龐大，對速率和時延要求不高，但對功耗和成本敏感。

視頻傳輸，大家都比較熟悉。它分為多種類別。有的是高端型(7.5-25 Mbps)，4K/8K超高清，也有的是高清或標清，屬于經(jīng)濟型監(jiān)測(2-4 Mbps)。在實際應用中，經(jīng)濟型監(jiān)測應用較多，適合采用RedCap。

除了上述場景之外，RedCap在工業(yè)控制(工業(yè)自動化、智能化)、能源電力和車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域也有非常廣闊的發(fā)展前景。

這些場景，只需要中等或較低的傳輸速率，但對于5G低時延高可靠性、網(wǎng)絡切片、5G LAN等功能有較大需求。

█ RedCap的產(chǎn)業(yè)化進展如何?

RedCap在3GPP R17版本中凍結(jié)，意味著RedCap的標準化已經(jīng)完成。

但是，從標準凍結(jié)到初步產(chǎn)業(yè)化，還需要大約1-2年的時間。所以，去年下半年，我們是沒有看到RedCap相關(guān)產(chǎn)品的。

如今，進入2023年，RedCap的產(chǎn)業(yè)化開始加速落地。

2月27日，全球物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案供應商移遠通信，正式發(fā)布了5G RedCap模組——Rx255C系列，包含RG255C和RM255C兩大版本。

該系列模組基于高通驍龍? X35 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，符合3GPP R17標準，具有優(yōu)越的無線連接性能和低時延通信能力。

Rx255C系列支持5G獨立(SA)模式，最大帶寬為20MHz，頻率帶寬針對全球所有市場。該模組還兼容LTE網(wǎng)絡，覆蓋全球幾乎所有主流運營商。

在速率方面，該系列模組可以實現(xiàn)約220 Mbps的理論峰值下行數(shù)據(jù)速率，以及約100 Mbps的上行數(shù)據(jù)速率，足以滿足物聯(lián)網(wǎng)應用的需求，例如機器人、DTU、無人機、智能端口、智能電網(wǎng)、AR/VR可穿戴設(shè)備、教育筆記本電腦以及其它中速移動寬帶設(shè)備。

基于RedCap標準，Rx255C優(yōu)化了天線的數(shù)量以及發(fā)射和接收帶寬，并提供64QAM/256QAM(可選)調(diào)制，極大地優(yōu)化了成本和尺寸。此外，驍龍X35的高集成度和獨特的架構(gòu)可為模組產(chǎn)品實現(xiàn)低功耗的特點，還能夠助力絕大多數(shù)的全新終端品類獲得5G功能。

在功能上，Rx255C系列支持L1+L5雙頻GNSS，可為智能終端提供精確定位服務。同時為了便于客戶開發(fā)，模組提供PCIe 2.0、USB 2.0等接口，以及包括VoLTE和DFOTA在內(nèi)的補充功能。

為了幫助客戶更好地進行產(chǎn)品設(shè)計，移遠通信還提供各種配套的高性能5G天線，大幅提升了無線連接性能。終端廠商可以將Rx255C模組與移遠通信的天線和預認證服務捆綁在一起，從而大大降低其產(chǎn)品的整體成本，縮短上市時間。

根據(jù)移遠通信透露的消息，他們將于2023上半年內(nèi)提供RG255C系列和RM2550C系列模組的工程樣片，給客戶進行評估和測試。

RedCap模組的發(fā)布，是實現(xiàn)5G時代萬物互聯(lián)的關(guān)鍵一步。正如移遠通信CEO錢鵬鶴所說：“許多物聯(lián)網(wǎng)場景對帶寬要求較低，卻對成本和功耗比較敏感，Rx255C系列在成本和性能之間實現(xiàn)了良好的平衡，能夠有針對性地解決這些行業(yè)在智能化升級中面臨的痛點，支持5G技術(shù)在更多應用領(lǐng)域大規(guī)模部署。”

█ 結(jié)語

進入2023年，全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型將掀起新的浪潮。各行各業(yè)將不斷加強ICT技術(shù)與自身產(chǎn)業(yè)的融合，探索數(shù)字科技對自身傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的賦能。

以RedCap為代表的網(wǎng)絡連接技術(shù)，將加速這一賦能過程。

我們期待RedCap的生態(tài)能夠迅速成熟，也希望行業(yè)盡快推出更多RedCap產(chǎn)品和方案，助力“萬物智聯(lián)”時代早日到來!