2022年6月，在3GPP全會第96次會議上，5G R17標(biāo)準(zhǔn)正式宣布凍結(jié)，標(biāo)志著5G商用進入全新的階段。作為5G R17標(biāo)準(zhǔn)中的一項重要更新，RedCap（Reduced Capability，也被稱為“輕量化5G”）一經(jīng)推出就受到了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的廣泛歡迎，為5G商用打開了一扇新的大門。

為了加速5G商用落地，RedCap在多項關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上對5G進行裁剪，得到了一個性能和成本均衡的“新5G”，這使得RedCap有望替代4G中、高速率物聯(lián)，將5G帶入到更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)場景中。為了幫助5G RedCap掃平商業(yè)化障礙，全球領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案供應(yīng)商移遠(yuǎn)通信率先開展符合5G R17標(biāo)準(zhǔn)模組的研發(fā)，并于日前正式推出5G RedCap模組——Rx255C系列，幫助5G在RedCap領(lǐng)域完成快速落地。

RedCap讓5G“輕裝上陣”

如上所述，在5G R17標(biāo)準(zhǔn)定義里，RedCap主要面向中高速物聯(lián)場景。此前，由于傳統(tǒng)5G模組在上述場景應(yīng)用過程中出現(xiàn)了太多的功能冗余，造成了性能和成本的浪費，功耗和散熱上也有很大的挑戰(zhàn)，因此主要依靠4G來進行通信。比如在常見的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中，這種成本上的不匹配現(xiàn)象更加明顯。下圖是《中國聯(lián)通5G RedCap白皮書》中提到的RedCap適用的工業(yè)控制應(yīng)用，可以看到即便是采煤機遠(yuǎn)程操控，實際上需要的上行速率也不超過7Mbps。而我們?nèi)粘Ｌ岬降?G，最大上行速率約為100Mbps，遠(yuǎn)超這一水平。

▲ RedCap適用的工業(yè)控制應(yīng)用

圖源：《中國聯(lián)通5G RedCap白皮書》

通過上述案例，可以看出在很多場景下，終端應(yīng)用都無須使用5G eMBB所帶來的100MHz以上帶寬以及100Mbps上行峰值速率；而當(dāng)前5G模組的典型時延在5-10ms，可靠性可以高達99.999%，這一標(biāo)準(zhǔn)也遠(yuǎn)超很多終端應(yīng)用對可靠性的要求；5G mMTC也是主要面向低功耗、低成本、低速率場景，帶寬小于1.4MHz、速率低于1Mbps。

因此，在5G eMBB、5G uRLLC和5G mMTC之間，存在著一個巨大的空白區(qū)，這便是人們定義的中高速5G物聯(lián)場景，RedCap的出現(xiàn)就是為了滿足這些場景的需求，找到性能和成本的最佳平衡。

▲RedCap填補中高速5G空白

圖源：愛立信

下圖能夠較為直觀地展示出，5G RedCap和5G NR、LTE-M、NB-IoT之間的帶寬和速度差異。

那么，5G RedCap到底做出了哪些改變呢？通過《中國聯(lián)通5G RedCap白皮書》中對RedCap基本通信功能要求的描述，將這些內(nèi)容匯總可以得出，RedCap在覆蓋范圍、頻譜效率、移動性、功耗、帶寬、天線配置、下行MIMO層數(shù)、調(diào)制階數(shù)等方面對傳統(tǒng)的5G部分功能進行了裁剪。

在功耗技術(shù)上，RedCap通過采用5G相關(guān)的節(jié)能技術(shù)，能讓模組在保證低成本的同時，功耗明顯低于傳統(tǒng)5G模組。此外，RedCap原生于5G，具備很多4G模組并不具備的5G增強性能，包括5G切片、5G LAN、高精度授時、5G uRLLC等，也就是說RedCap允許方案設(shè)計按需引入5G NR的能力，大幅提升了方案的靈活度以及應(yīng)用的覆蓋范圍。

在3GPP R17的標(biāo)準(zhǔn)定義中，RedCap支持的三大場景分別是可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻傳輸。不過，從業(yè)者將RedCap技術(shù)和終端需求對比后發(fā)現(xiàn)，RedCap的潛力遠(yuǎn)不止于此。綜合多份白皮書和技術(shù)博文的內(nèi)容來看，以DTU、CPE和工業(yè)網(wǎng)關(guān)為代表的工業(yè)控制應(yīng)用，以智能手表、XR眼鏡等為代表的可穿戴設(shè)備，以安全駕駛、T-BOX為代表的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以視頻傳輸、巡邏機器人、智慧門禁為代表智慧城市應(yīng)用，以及以電力、礦山為代表的智慧能源，這五大領(lǐng)域有望率先受益，并逐漸擴散到港口、醫(yī)療、文旅等其他垂直領(lǐng)域。

如何幫助這些領(lǐng)域快速享受到RedCap帶來的技術(shù)福利呢？答案是RedCap模組。在中國工信部等十部門印發(fā)的《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃（2021-2023年）》中明確提出，要加快輕量化5G芯片模組的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，進一步提升終端模組性價比，滿足行業(yè)應(yīng)用個性化需求，提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐能力。同時，在《中國聯(lián)通5G RedCap白皮書》中也花費了大量篇幅來描述 RedCap模組的元器件選擇、接口、封裝等規(guī)范。之所以政策和白皮書如此重視模組環(huán)節(jié)，一個重要的原因在于模組能夠釋放 RedCap技術(shù)的自由度，滿足不同行業(yè)的差異化需求。

Rx255C系列模組完美詮釋RedCap

IMT-2020（5G）推進組在5G R17版本標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)會議上曾表示，將全力推動RedCap產(chǎn)業(yè)成熟，2023年開展端到端測試和互操作測試，滿足RedCap商用需求。如今，RedCap測試正在各個細(xì)分行業(yè)如火如荼的進行，可實現(xiàn)RedCap落地的模組——移遠(yuǎn)通信Rx255C系列也已經(jīng)正式推出。

Rx255C系列包含RG255C和RM255C兩大版本，是基于高通驍龍X35 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)打造的輕量化5G RedCap模組，符合3GPP R17標(biāo)準(zhǔn)，并支持5G獨立(SA)模式。在特征參數(shù)方面，Rx255C系列模組在Sub-6GHz頻譜下最大帶寬可達20MHz，理論下行峰值速率約為220 Mbps，最大上行速率約100 Mbps，并向后兼容LTE網(wǎng)絡(luò)，這些特征讓Rx255C系列模組能夠滿足機器人、DTU、無人機、智能港口、智能電網(wǎng)、AR/VR可穿戴設(shè)備、學(xué)習(xí)電腦等領(lǐng)域?qū)χ懈咚?G的需求。特別需要指出的是，Rx255C系列是面向全球市場設(shè)計的模組，可廣泛覆蓋全球主流運營商。

我們上面已經(jīng)提到，RedCap在帶寬、天線配置、下行MIMO層數(shù)、調(diào)制階數(shù)等方面對5G功能進行了裁剪。Rx255C系列模組同樣優(yōu)化了天線數(shù)量，降低發(fā)射和接收帶寬，并提供64QAM/256QAM(可選)調(diào)制方式。通過這樣的創(chuàng)新設(shè)計，該系列模組在成本和尺寸方面具有突出的優(yōu)勢。并且，得益于核心芯片的高集成度和獨特的架構(gòu)，Rx255C系列模組的功耗水平也得到了進一步降低。

在性能裁剪的同時，RedCap技術(shù)也要求模組能夠針對不同的終端應(yīng)用提供差異化的5G增強性能。移遠(yuǎn)通信在受訪時也指出，自5G技術(shù)伴隨著3GPP R15標(biāo)準(zhǔn)問世以來，絕大多數(shù)的應(yīng)用場景，或者說可以達到商用化的應(yīng)用場景，都主要利用了5G的高傳輸速率特性。而5G技術(shù)的其它先進特性，如高精度授時、高可靠性、非衛(wèi)星定位等等，一方面由于應(yīng)用場景不成熟，另一方面由于高傳輸速率帶來的高設(shè)備成本、高耗能、高電信資費等因素，一直沒有得到非常廣泛的利用。

針對這一行業(yè)痛點，Rx255C系列模組支持L1+L5雙頻GNSS定位，幫助智能終端實現(xiàn)精準(zhǔn)定位；提供PCIe 2.0、USB 2.0等接口以及包括VoLTE和DFOTA在內(nèi)的輔助功能，提升終端方案的開發(fā)自由度；提供各種配套的高性能5G天線，可根據(jù)終端需求靈活地增強天線性能；還有配套可選的預(yù)認(rèn)證服務(wù)，進一步降低了終端設(shè)備的開發(fā)周本，縮短了開發(fā)周期。

寫在最后

目前，主流通信芯片廠商以及移遠(yuǎn)通信等產(chǎn)業(yè)鏈重要成員，都在積極推動RedCap的發(fā)展，相關(guān)工作進程明顯提前。從終端產(chǎn)業(yè)的角度來看，各細(xì)分行業(yè)對中高速5G盼望已久，將RedCap技術(shù)的出現(xiàn)比喻成“久旱逢甘霖”一點都不為過。因此，2023年注定將成為RedCap這項技術(shù)的商用元年。

移遠(yuǎn)通信模組Rx255C工程樣品將于2023年上半年正式對外提供。

編輯：黃飛