搜索
爱集微APP下载
登录
集微网报道（文/王小方） 虽说RedCap的市场前景被业界一致看好，但其商用化之路却面临三座“大山”，即成本、5G网络覆盖和物联网终端的长周期特性。长远来看，在RedCap跨过这三座“大山”后，一个丰富而庞大的市场将在眼前浮现。
近期，在3GPP的第96次全会上，5G R17标准终于迎来冻结之日，为5G市场打开一片新天地。5G R17标准带来了大量创新，包括厘米级的定位特性，空天地一体化场景的非地面网络通信，大量的功耗优化等。不过，在这些创新中，最受关注的当属RedCap技术。
R17 发展时间线 图源 3GPP
RedCap因何而来？
RedCap的全称是“Reduced Capability”，意为“降低能力”。听上去似乎有些奇怪，实际上却清楚地表明了RedCap的定位，那就是降低5G的能力，进而满足中高速物联场景的需求，大大拓宽5G的商用空间。
从技术和应用特性上看，RedCap主要针对在带宽、功耗、成本等需求都落在eMBB和LPWA之间的应用。它的带宽和通信码率低于eMBB，却又远高于LPWA。它的功耗和成本高于LPWA，却又远低于eMBB。
在已冻结并商用的5G R16标准中，对eMBB、uRLLC和mMTC都有完善的标准，但对处于三者“中间地带”的需求却仍是一片空白，这就使得5G的网络能力并不能全面覆盖所有无线场景。
对此，智联安科技市场销售高级副总裁王志军表示，RedCap的出现正好补齐了此前缺失的“中间地带”，为众多场景应用铺平了道路，比如对于工业传感器，虽然承载的数据量很小，但对时延的要求很高；对于监控摄像头，虽然数量很多，但还远远达不到eMBB的级别，对时延又有一定要求，这些应用需求都可以借助RedCap完美解决。
根据3GPP R17的标准定义，RedCap对三大核心业务场景提供支持，分别是可穿戴设备、工业传感器和视频监控，预计到2030年全球连接数将达到近百亿。这些应用场景给终端设备带来低复杂度、低成本、小尺寸、低能耗等方面的要求。
总体而言，RedCap将开启4G物联网向5G的迁移之路，未来将在4G和5G代际升级中发挥重大作用。王志军表示：“从长远发展来看，2G\3G马上就要退出历史舞台了，4G也将有退网的一天，随着技术的不断演进和发展，RedCap是承接4G物联网通信的最佳“选手”。”
RedCap关键场景特性要求 数据来源： 3GPPTR38.875
中国移动研究院无线与终端技术研究所主任研究员宋丹博士告诉集微网：“R17标准的冻结使得RedCap技术得以进入终端产品开发阶段，开发工作将更加聚焦，通过功能裁剪，达到成本降低、尺寸极致、功耗减少等效果，从而降低芯片、模组、终端的设计、生产、制造门槛，扩大产业链的规模，助力推动5G规模商用、拓展5G应用场景、繁荣5G生态系统。”
除可穿戴等消费类产品外，RedCap还可广泛应用于工厂、矿山、港口、电力、冶金、医疗等丰富场景，为5G向行业应用规模化扩展提供条件。高通技术公司技术标准副总裁李俨认为，考虑到行业中存在众多将通信能力置入不同类型终端中的需求，RedCap技术有望成为R17标准中最快推广和应用的功能之一。
RedCap如何为5G做减法？
近年来，在推动5G商用落地的过程中，成本与性能依旧是横垣前方的两大核心痛点。一方面，5G终端芯片、模组到终端高昂的成本与5G在垂直行业应用普及之间存在矛盾；另一方面，许多应用场景的实际需求对速率、性能、功耗要求并不是太高，却苦于没有适配的技术。RedCap正是通过为5G做“减法”的方式来调和上述双重矛盾。
相较R15和R16阶段的终端产品，R17 RedCap终端产品在通信能力方面做了许多功能上的裁减，以实际场景需求为最核心的导向。包括在Sub-6GHz终端支持的最大带宽降至20MHz；接收天线数量降低至两收甚至一收，MIMO流数也将相应降低；引入半双工FDD；最大必选支持的调制阶数降至64QAM等等。
与5G eMBB相比，芯翼信息科技（上海）有限公司高级市场总监祁卫认为RedCap最重要的简化体现在两个方面。由于RedCap减少了收发天线数量，并降低了MIMO层数，这就降低了对终端射频收发信机和基带处理模块的能力要求；另外，因为RedCap采用半双工FDD，不需采用双工器,这不仅节约了成本，还获得了更好的集成能力，减小了对设备空间的占用，有利于终端设备的小型化。
宋丹表示，从技术性能方面来看，R17 RedCap终端在最大工作带宽、调制阶数、数据速率等方面与4G Cat.4终端相当。但是，5G RedCap终端可以通过支持URLLC、节能、覆盖增强、切片、SUL、5G LAN等5G技术实现能力的组合增强，实现对垂直行业需求更好地满足，在综合能力表现上，RedCap终端将超越现有的4G Cat.4终端。
祁卫则从市场的角度进行分析，他认为5G RedCap的出现最大的影响是大大降低了5G产品的价格。一个5G eMBB通信模组动辄几百元人民币，而5G RedCap通信模组的预期将会在短期内低于一百元人民币。相对于4G的Cat.4，RedCap初期的成本仍然会偏高，但由于5G RedCap具有更好的低时延特性，在某些工业领域可能很快会冲击到原来的4G Cat.4市场。
由于3GPP对5G RedCap有较明确的定位，即R17对标LTE Cat.4，R18对标LTE Cat.1，可以看出5G RedCap的目标是整个蜂窝通信的中速率市场。祁卫指出：“就目前看来，4G LTE Cat.4每年的出货量约有80M，Cat.1近年来成长迅速，预测1到2年内将达到约200M每年的出货量。所以，从长远的发展来看，可以推测出RedCap有约300M每年的市场空间潜力。”
根据3GPP的规划，R18 RedCap标准将于2023年底冻结。宋丹认为，可以预计R18 RedCap终端将在最大工作带宽上做进一步降低，届时RedCap在通信速率等方面将与4G Cat.1/Cat.1 bis终端相当，进一步扩展支持中速率物联网业务场景，预计将进一步实现对现有4G Cat.1/Cat.1 bis终端产品的替代。
Redcap商用面临三座“大山”
虽然，RedCap定位清晰，并适配丰富的应用场景，业界对其商用前景普遍充满信心，但真正商用仍需翻越三座“大山”，分别是成本、5G网络覆盖和物联网终端的长周期特性。
从市场端看，RedCap主要应用于成本敏感的物联网场景，面对性能成熟、价格低廉的4G终端，RedCap终端早期将面临一定挑战。不过，宋丹亦指出，RedCap相较现有4G终端，将具备URLLC、节能、覆盖增强、切片、SUL、5G LAN等5G技术能力，在性价比上比4G终端更有优势，且RedCap终端预期将比4G终端具备更长久的生命周期。
脱胎于5G的RedCap对5G网络有着天然的依赖性。从网络覆盖面上看，5G网络在短期内还无法形成如4G一样的广度和深度支持。目前，我国已建成全球规模最大的4G网络，随着2G/3G退网，4G连接逐渐成为蜂窝物联网的发展主力，尤其是Cat.1连接增速最快，而这在一定程度上依赖完善的4G网络。
从终端周期来看，物联网的长周期特性使得未来存量替换的难度较大。与智能手机不同，物联网终端的更新周期更长，特别在一些无人值守的场景下，甚至能达到10年以上的生命周期。王志军认为：“Redcap商用的根本在于需求，如果是偏硬性需求的场景，如工业传感，那就只有RedCap可以满足，会比较容易打开市场。但在一些必要性不那么强的场景，RedCap面临的阻力则会体现在5G覆盖，以及用户的替换意愿上。”
回望Cat.1的发展历程，或许能带来一些启示。早在2009年，随着3GPP R8标准的冻结，Cat.1的首个标准问世。然而，一直到近几年2G/3G退网的推进，Cat.1才终于迎来了爆发式增长，这一过程前后走了10年左右。
在祁卫看来，5G RedCap的发展有点类似几年前的NB-IoT，在国内的发展将大幅领先于海外。这主要因为国内5G基站渗透率较高的天然加成，另外，由于国内物联网应用百花齐放的局面已经形成，这也为RedCap的加速发展创造了条件。
早在去年年底，5G Advanced首个版本R18的主要演进方向研究课题已尘埃落定，RedCap的持续增强成为其中的重点方向之一，由此可见RedCap在5G物联网场景中的地位之重。
宋丹告诉集微网：“随着R17标准的冻结，RedCap迎来完整标准版本，结合4G和5G的商用表现，预期从标准冻结到商用产品发布一般需要1到2年时间。预计在2022年下半年，业内将启动针对RedCap终端的技术验证，2023至2024年市场上有望出现RedCap芯片和终端（模组）产品，并开启一些场景应用，2024至2025年RedCap终端有望开始规模化应用。”
王志军也表达了类似看法，他认为Redcap走向商用成熟大概需要3至5年，大致分为商用启动、行业小批量应用、进入成熟期三个阶段。此外，他还表示，早在2021年9月智联安发布的全球第一颗高精度低功耗定位芯片MK8510，硬件上已具备RedCap的功能，该芯片将于今年9月商用，而智联安的RedCap芯片MK8520则预计会在2023年和大家见面。
为了更好地满足市场需求，芯翼科技也已经开始了5G RedCap的预研，2023年将正式启动项目，大概会在2023年年底至2024年初研发出第一代5G RedCap芯片。
作为面向中速物联网场景应用的技术，RedCap补齐了5G网络能力的“中间地带”，使5G终端在面向各类物联网应用需求方面具备了更为完善的技术承载体系。随着R17标准的冻结，RedCap在标准、芯片、模组、终端、网络、行业应用各环节都会加速发展，将逐步形成一个完善的产业生态。
（校对/Andrew）
